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INDICE
CAPITULO PAGINA
I. INTRODUCCION 1
I.1. Justificacin 4
I.2. Objetivos 5
I.3. Ventajas, desventajas y lmites de aplicacin 5
II. DISEO AGRONOMICO 8
II.1. Necesidades de agua 8
II.1.1. Clculo de la evapotranspiracin 9
II.1.2. Efecto de la localizacin 16II.1.3. Correccin por variacin climtica 19
II.1.4. Correccin por advencin 19
II.2. Necesidades netas 19
II.3. Necesidades totales 20
II.3.1. Eficiencia de aplicacin de los RLAF 23
II.3.2. Necesidades de lavado 24
II.4. Uniformidad de riego 25
II.4.1. Valores recomendados de CU 27
a) Coeficiente de variacin de fabricacin 27
b) Distribucin normal de los caudales 29
c) Efectos de CV en la uniformidad de riego 31
d) Factores hidrulicos 32
e) Frmula de CU a emplear en diseo 32
II.5. Dosis, frecuencia y tiempo de riego. Nmero de emisores por
planta y caudal del emisor. 33II.5.1. Nmero de enisores por planta 33
II.5.2. Porcentaje de superficie mojada 33
III.5.3. Disposicin de los emisores 39
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III. CARACTERISTICAS DE LOS ASPERSORES Y SU EMPLEO ADECUADO 40
III.1. Hidrulica de los emisores 41
III.1.1. Rgimen hidrulico 41
III.2. Caractersticas de los aspersores 47
III.3. Sistemas de implementacin de los aspersores sobre el terreno 51
III.4. Criterio de eleccin del aspersor 54III.5. Caudal necesario y tiempo de riego 54
IV. DISEO HIDRAULICO 59
IV.1. Secuencia de diseo de un RLAF 59
IV.2. Tolerancia de caudales 61
IV.3. Tolerancia de presiones 62
IV.4. Diseo de la subunidad de riego 64
IV.5. Clculo y diseo de tuberas laterales 65
IV.5.1. Prdida de carga (hf) 65
IV.5.2. Efecto de la disminucin progresiva del caudal 69
IV.6. Frmulas generales de los laterales de riego 70
a) Lateral situado en forma horizontal 70
b) Lateral situado en pendiente 73
IV.7. Laterales alimentados por un extremo 77
IV.7.1. Caso 1. Terreno horizontal (i = 0) 77IV.7.2. Caso 2. Terreno subiendo (i > 0) 78
IV.7.3. Caso 3. Terreno bajando (i < 0) 78
IV.8. Laterales alimentados por un punto intermedio 82
IV.9. Clculo de terciarias 94
IV.9.1. Caso 1. Subunidad rectangular. Dimetro constante 96
IV.9.2. Caso 2. Subunidad rectangular. Dimetro variable 96
IV.9.3. Caso 3. Subunidades no rectangulares 105
IV.10. Diseo de secundarias y primarias 109IV.11. Diseo del cabezal de riego 110
IV.12. Instalacin de bombeo 112
V. APLICACION PRACTICA 114
V.1. Antecedentes 114
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V.2. Ubicacin del proyecto 114
V.3. Disponibilidad de agua 115
V.4. Datos Agrometeorolgicos 116
V.5. Clasificacin de las tierras segn su aptitud de riego 116
V.6. Marco general de la solucin 117
V.7. Diseo del sistema de riego 118V.7.1. Diseo agronmico 118
Paso 1. Clculo de las necesidades netas (Nn) 118
Paso 2. Clculo de las necesidades totales (Nt) 120
Paso 3. Clculo de la dosis, frecuencia y tiempo de riego 121
V:7.2. Diseo hidralico 125
Tolerancia de caudales 125
Tolerancia de presiones 126
Clculo del lateral de riego 127
Clculo de terciarias 130
Clculo de primarias 133
Diseo del cabezal de riego 133
V.7.3. Presupuesto de instalacin 135
VI. CONCLUSIONES 136
VII. RECOMENDACIONES 138
VIII. ANEXOS 139
IX. BIBLIOGRAFIA 140
I.INTRODUCCION
La determinacin de si el riego precedi a la civilizacin, o viceversa ha sido motivo de grandes
divergencias. Algunos investigadores sostienen que sta surgi en aquellos lugares donde el riego
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involucraba un problema de vida o muerte para el hombre. All se planteo la necesidad de cooperacin,
registro y organizacin para poner en funcionamiento los sistemas de riego, que por su parte promovieron
el desarrollo humano. Lo cierto en este aspecto es que el riego y la civilizacin han marchado en forma
paralela coadyuvando la una con el desarrollo del otro y viceversa; este hecho muestra la gran importancia
del riego para la alimentacin, formacin y desarrollo de la humanidad.
La naturaleza del riego no ha cambiado hasta el da de hoy y su principio rector sigue siendo el
mismo Aadir o proporcionar humedad a los terrenos para favorecer la vegetacin de las plantas y as
aumentar su produccin.
En nuestro medio se continua utilizando sistemas de regado que conducen aguas por acequias,
con la consiguiente inundacin de los terrenos, ya que el traslado del agua se produce por gravitacin; este
sistema no ha cambiado desde varios siglos atrs excepto en lo que respecta a la construccin de acequias
hechas con materiales (cemento, piedra, etc.) o a la construccin de embalses y compuertas para proteger
la altura de las aguas reunidas a travs de presas y/o atajados muy comunes en nuestras zonas agrcolas.
El desarrollo de la maquinaria de ingeniera, posibilit las excavaciones, nivelacin de terrenos,
construccin de estructuras complejas y por supuesto el abaratamiento de la construccin de los sistemas
de riego. El desarrollo y la fabricacin de caeras y tubos, as como de los accesorios hechos con
materiales menos costosos, posibilitaron el traslado del agua a lugares distantes, a su elevacin a niveles
mas altos y a la reduccin de las prdidas de agua, permitiendo as la aparicin de nuevos sistemas que no
estn supeditados a la fuerza de gravedad.
Desde siempre el hombre ha tratado de imitar a la lluvia, buscando la manera de atraerla a los
lugares mas necesarios - en el momento preciso y en la cantidad requerida - pero slo mediante los
modernos sistemas de riego se hizo factible la posibilidad de acercarse a la materializacin de ese anhelo.
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La gran ventaja de la lluvia reside en el hecho de que derrama agua por igual a todo el terreno; este aspecto
ha tratado de ser imitado con los sistemas de riego por aspersin.
Los sistemas de riego por aspersin han sido sometidos a mltiples anlisis terico-prcticos con el
objeto de optimizar su uso, siendo el de los Riegos Localizados de Alta Frecuencia fruto de estos. El
presente trabajo toma como base la recopilacin de labores de varios investigadores y la bibliografa
especializada sobre el tema para formular una metodologa de calculo que nos permita proyectar estos
sistemas de riego en forma ordenada y confiable.
LosRiegos Localizados de Alta Frecuencia (RLAF) han experimentado desde su primer estudio e
implementacin, un desarrollo importante. Tal es as que en varios lugares donde se ha construido, este
nuevo sistema de riego en sus distintas variedades como goteo, microaspersin, exudacin, etc., ha
supuesto una verdadera revolucin agrcola, pues no se trata solamente de un nuevo sistema de riego, con
sus ventajas e inconvenientes respecto a los sistemas tradicionales de aspersin o gravedad, sino que lleva
consigo una nueva forma de cultivar y administrar el agua, adems de revalorizar grandes extensiones de
terrenos marginales (gravosos, arenosos, muy accidentados, poco profundos, etc.).
Como su nombre lo indica, los riegos localizados de alta frecuencia, se caracterizan por dos hechos
fundamentales : la localizacin y la alta frecuencia.
La localizacin consiste en que slo se humedece parte del volumen del suelo y se pretende que
las races obtengan de ese volumen el agua y los nutrientes que necesiten. El efecto de localizacin se
manifiesta en modificar la evaporacin y la transpiracin, distribucin de races., etc.
Adems, la localizacin del riego casi obliga a que ste se aplique con alta frecuencia; el volumen
del suelo mojado es reducido y por lo tanto la capacidad de almacenamiento es baja, por lo que se debe
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aplicar dosis reducidas de riego, y para satisfacer las necesidades de los cultivos con pequeas dosis se
debe aplicar con alta frecuencia.
Este sistema de riego descrito anteriormente en forma muy somera, obliga a modificar los
parmetros para el clculo de la red hidrulica, por lo que siempre que sea necesario en el transcurso del
presente trabajo, se recurrir a definiciones agronmicas para obtener parmetros y datos de importancia
para aplicarlos en los posteriores clculos.
El trabajo que se presenta a consideracin, se inicia con un breve estudio de las caractersticas
agronmicas necesarias para efectuar el diseo donde se busco solo lo mas imprescindibles y sin ahondar
en el campo de la agronoma, posteriormente se hace un anlisis de las clases y caractersticas de los
aspersores llegando a deducir la ecuacin hidrulica que rige este tipo de artefactos, seguidamente se
desarrolla la parte mas importante que seria el anlisis hidrulico de los laterales, terciarias y secundarias
para rematar en un anlisis somero de las tuberas principales y cabezal de riego. Para demostrar
prcticamente el uso de lo estudiado anteriormente se presentan ejemplos caractersticos para diferentes
cultivos . Posteriormente se hace un anlisis de costos de la instalacin que pueda servir como modelo para
la consideracin de la conveniencia o no de la instalacin del presente sistema de riego.
I.1.JUSTIFICACION
En el pas, se aplica en el campo de la agronoma los sistemas de riego tradicionales, vale decir por
gravedad y en caso de grandes extensiones se deja a los favores de la naturaleza, que como se puede
deducir y verificar en cualquier sector donde se tenga produccin agrcola, presentan dificultades dediferente ndole, comenzando por lo laborioso y costoso que resulta la conduccin del lquido elemento
hacia los cultivos, continuando por el mantenimiento de las acequias de aduccin, problemas de erosin y
la imposibilidad de contar con terrenos que pueden ser aptos pero que se encuentran por encima de la cota
del espejo de aguas del canal.
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La produccin agrcola en Bolivia casi en la generalidad de su territorio es de una cosecha anual,
principalmente por las limitaciones de riego, adems de la escasa variedad de cultivos en un mismo terreno
lo que significa que se esta subexplotando el suelo cultivable achicando as su frontera agroindustrial.
Otro punto importante a tener en cuenta es que cada vez es ms difcil el conseguir tierras
cultivables que cuenten con una fuente de agua permanente y a mayor altura que la superficie de cultivo, lo
que obliga a grandes obras como la nivelacin, terraceo o formacin de diques.
Los problemas antes mencionados tratan de ser solucionados a travs de la bsqueda de otras
formas de cultivo, rotacin de los mismos o bsqueda de otras formas de riego.
Dentro de lo ltimo, se enmarca el presente trabajo, que pretende a travs de una nueva forma de
riego aumentar la produccin, recuperar y/o adicionar terrenos para el cultivo, permitir la doble o triple
cosecha anual.
I.2.OBJETIVOS
El objetivo del presente trabajo es el de hacer un anlisis de los factores que intervienen en el
diseo o proyecto de una instalacin de riego por aspersin en los Riegos Localizados de Alta Frecuencia,
as como establecer directrices que rijan su empleo, dando mayor informacin sobre este nuevo sistema de
riego prcticamente desconocido por agricultores que laboran el suelo patrio.
Se pretende, por tanto, poner a disposicin del Ingeniero Proyectista o del Agricultor, la
informacin existente sobre los RLAF por aspersin, permitindoles contar con un elemento de
orientacin fcil que les permitir disear un determinado sistema de riego en un terreno con
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caractersticas propias por medio de frmulas, tablas y/o bacos de fcil manejo que sern
complementados con ejemplos haciendo el diseo mas sencillo y siguiendo una metodologa dada.
I.3.VENTAJAS, DESVENTAJAS Y LIMITES DE APLICACION
Ventajas: Los RLAF por aspersin presentan entre otras las siguientes ventajas:
Mediante este sistema puede regarse terrenos de topografa muy ondulada, con gran
rendimiento en la distribucin de agua, sin precisar para ello nivelacin ni uniformizacin de la
pendiente, lo que son necesarios para el riego tradicional por gravedad.
El agua es un factor importante en la economa agrcola, al ser limitante del cultivo, cuando falta
o escasea lo que proporcionan las lluvias se limitan las disponibilidades de ella a los cursos
naturales o ros de la zona afectada, as como en las corrientes subterrneas con grandes alturas
para ser elevadas a la superficie. En ambos casos el ahorro del agua es de gran importancia en
toda transformacin en regado, siendo esta la razn del inters que en los casos citados
presenta el empleo de los RLAF por aspersin, los cuales tienen un mayor rendimiento en el
aprovechamiento del agua (80 % , versus el 50 -60% en los riegos por inundacin).
El empleo de los RLAF por aspersin, esta especialmente indicados en los terrenos con fuertes
pendientes que no admiten la nivelacin sin coste elevados, o sin perjuicio en la calidad del
suelo laborable (lo que ocasionara una disminucin en el rendimiento de los cultivos que han
de implementarse) . Este sistema elimina, junto con los problemas anteriores, los derivados del
arrastre y la erosin por escorrenta superficial del agua, que se agudiza en terrenos con
estructura inestable.
Para suelos con elevada permeabilidad y alto porcentaje de arena en su textura, as como en los
excesivamente impermeables y con alto porcentaje de arcilla en su textura, es de empleo ptimo
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el riego por aspersin : evita prdidas excesivas de agua por infiltracin o percolacin, con el
consiguiente arrastre de elementos fertilizantes, en los primeros, y las prdidas de agua por
escorrenta superficial, unida, en los casos de pendientes no adecuadas, a arrastre del suelo
laborable en los segundos.
En los suelos con alto porcentaje de arena en su textura suele ser escasa la capacidad de
retencin, siendo entonces indicado el empleo de riego por aspersin. Los pequeos volmenes
de riego aplicables, inferiores en muchos casos a 250 300 m3/Ha y metro de profundidad,
pueden ser suministrados con riego por aspersin con modulacin casi exacta y prdidas
prcticamente nulas.
Influye favorablemente los RLAF, en la conservacin de las propiedades fsicas ptimas del
suelo, as como en el desarrollo de los cultivos, cuyas producciones aumenta. Las ventajas
anteriores derivan de que este sistema de aspersin permite modular volmenes de riego
acordes con la profundidad alcanzada por el cultivo en su desarrollo radicular.
La fertirrigacin permite un abonado mucho mas racional que el mtodo tradicional. En
combinacin con el anlisis foliar peridico, permitir satisfacer las necesidades de nutrientes
en las cantidades y momentos oportunos.
Desventajas : Se pueden citar las siguientes desventajas:
Elevado coste de instalacin, que es inversamente proporcional a la superficie de la unidad de
explotacin a que se atiende. Por lo cual el riego, con el sistema de RLAF, de unidades
inferiores a 10 Ha. y de cultivos normales, precisa, para ser econmico la asociacin
cooperativa de varias explotaciones en el empleo del mismo equipo.
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Cuando la entrega o disponibilidad de agua para riego de un terreno no es continua y est
sujeta a turnos con horarios que obligan a mdulos de utilizacin muy altos.
Cuando el agua de riego posea composicin qumica que pueda producir corrosin en el
material del equipo de riego, o bien puedan producirse reacciones electro-qumicas entre el
suelo que ha de ser regado y el material del equipo que conduzca al mismo efecto
desfavorable.
Cuando las condiciones topogrficas que el terreno presenta, obliguen a un trazado de las redes
de conduccin y distribucin del agua de riego accionadas exclusivamente por moto-bombas
mviles.
II. DISEO AGRONOMICO
El diseo agronmico es un componente fundamental en todo proyecto de riego y los RLAF no son
la excepcin. Decide una serie de elementos de la instalacin como nmero de emisores, localizacin de
los mismos, etc. Adems proporciona datos bsicos para el diseo hidrulico como caudal por emisor y
planta, duracin del riego, etc.
El diseo agronmico se desarrolla normalmente en dos partes a saber:
Clculo de las necesidades de agua.
Determinacin de la dosis, frecuencia y tiempo de riego, nmero de emisores por
planta, caudal y disposicin de los mismos.
II.1. NECESIDADES DE AGUA
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Cada cultivo, tipo de suelo y clima presentan diferentes necesidades de agua a lo largo del ciclo del
cultivo, pero a fines de diseo solo interesa las necesidades de agua en su valor punta en funcin del cual
se dimensiona posteriormente las instalaciones de riego.
Para la determinacin de las necesidades de agua de los cultivos, hay que tomar en consideracin
el clima, el cultivo, la intensidad y la pauta de cultivo, el medio ambiente y la situacin, los suelos, su
humedad y su fertilidad, y los mtodos y prctica de cultivo y riego. Como es preciso determinar los datos
sobre las necesidades de agua de los cultivos antes de establecer un plan de regado y dados los
procedimientos difciles y laboriosos que entraa la medicin directa del aprovechamiento del agua por los
cultivos en condiciones practicas, se han preparado a travs de largos aos de investigacin por
especialistas en el tema una serie de mtodos empricos y semi-empricos para facilitar el primer tanteo en
el diseo de un sistema de riego.
Otra forma de determinar las necesidades de agua es la experiencia local, la cual proporciona un
mejor mtodo de clculo, ya que supone la integracin de todos los factores que realmente intervienen en
el consumo de agua de un determinado terreno, integracin que ninguna frmula puede pretender igualar.
Sin embargo existe la dificultad de comparar las circunstancias observadas con el caso particular a aplicar.
La fiabilidad de los mtodos empricos esta limitada por la gran variedad de factores que
intervienen en los clculos, por ejemplo, calidad de agua de riego, aportes de aguas freticas y otros que
puede modificar los datos que la experiencia suministra acerca de la necesidad de los cultivos.
Sin embargo, adoptando criterios del Grupo Consultivo de la FAO sobre las necesidades de agua
de los cultivos, durante sus reuniones celebradas en el Lbano en 1971 y en Roma en 1972, se aplicaran
criterios con respecto a condiciones climatolgicas diferentes de dos mtodos de prediccin muy conocidos
como son los de Blaney-Criddle y del Evapormetro de Cubeta. La eleccin del mtodo a utilizar vendr
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determinada principalmente por el tipo de datos climticos disponibles y la disponibilidad de recursos tanto
econmicos como tecnolgicos.
II.1.1. Clculo de la Evapotranspiracin (Eto).-
La mayora de los mtodos empricos arriba mencionados, utilizan el concepto de
evapotranspiracin, que vale la pena explicarlo por la importancia que tiene en la determinacin
de las necesidades de agua de los cultivos.
En un terreno ocupado por cultivos, la mayor parte del agua cada es devuelta a la
atmsfera en forma de vapor en proporciones variables, segn el ciclo que cumple el agua y que es
ampliamente conocido; por eso lo que interesa no es el agua cada, sino el balance entre sta y la
evaporada, nica que puede ser aprovechada.
La evaporacin del agua obedece a dos causas: una parte que es la que evapora la
superficie del suelo, y la otra la que transpiran las plantas que lo cubren; a la suma de estas dos
causas se las denomina evapotranspiracin.
El clculo de la evapotranspiracin no presenta diferencia con respecto a la de los riegos
tradicionales por lo que su determinacin es universal para cualquier sistema de riego.
Mtodo l. Blaney-Criddley
La ecuacin de Blaney-Criddley (1950) es uno de los mtodos mas ampliamente utilizadospara el clculo de las necesidades de agua de los cultivos. En las zonas donde se disponga de datos
medidos sobre la temperatura del aire, es recomendable hacer adaptaciones relacionadas a la
temperatura (t) y al porcentaje de horas diurnas (p) como variables climticas para predecir los
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efectos del clima sobre la evapotranspiracin. Esto recibe el nombre defactor de uso consuntivo, f,
siendo definido por la expresin siguiente para t en C.
f p t= +( . . )0 46 8 13 [mm/dia] 2.1
Para obener los valores de p y f, se presentan los cuadros 1, 2 y 3.
Tras ello, se aplica un coeficiente consuntivo del cultivo empricamente determinado (K)
para obtener las necesidades de consumo de agua que han sido definido como la cantidad de agua
potencialmente necesaria para satisfacer las necesidades de evapotranspiracin de las zonas
vegetativas de modo tal que la produccin vegetal no quede limitada por la falta de agua.
En relacin con los valores de f de Blaney-Criddle determinados de este modo, se indican
en la siguiente figura N 2 , las relaciones recomendadas para determinar las estimaciones de la
Eto. El valor de f viene dado en el eje de las abscisas y el de la ETo en el eje de las ordenadas. En
este grfico se presentan relaciones correspondientes a tres niveles de humedad mnima diurna
(Rhmin) y tres niveles de la relacin entre horas reales y las mximas posibles de insolacin (n/N).
Adems, se indican las relaciones correspondientes a tres tipos de vientos diurnos (U) a una altura
de dos metros. Se puede obtener informacin sobre las condiciones meteorolgicas generales,
includa la Rhmin, n/N y U a partir de las descripciones meteorolgicas publicadas o recurriendo a
fuentes locales.
Como el factor f se expresa en mm diarios, la ET o se indica tambin en mm diarios y
representa el valor medio del perodo considerado, que suele ser de un mes. Para calcular la ET o
mensual en mm, habr que multiplicar este valor por el nmero de das de cada mes.
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Despus de determinar la ETo a partir de la figura 2, se puede predecir la ET(cultivo)
utilizando el coeficiente adecuado kc , osea :
ET cultivo k ETc o( ) = [mm/dia] 2.2
Los valores de kc seran mencionados ms adelante, donde se har un analisis somero de este
importante coeficiente.
La adaptacin del mtodo de Blanney-Criddle que se acaba de exponer solamente debe
utilizarse cuando los datos de temperatura sean los nicos datos meteorolgicos concretos
disponibles. El empirismo que supone todo mtodo de prediccin de la ET utilizando solo el factor
meteorolgico es inevitablemente muy grande. Es aconsejable no emplearse este mtodo en las
regiones ecuatoriales, en las que la temperatura se mantiene relativamente constante pero en las
que variaran otros parmetros meteorolgicos. Tampoco debe utilizarse en el caso de pequeas
islas o en lugares rodeados por aguas o zonas de inundaciones, en las que la temperatura del aire
esta generalmente gobernada por la de las aguas circundantes.
Mtodo 2. Evapormetro de cubeta.
Los evapormetros de cubeta permiten medir los efectos integrados de la radiacin, el
viento, la temperatura y la humedad en funcin de la evaporacin de una superficie de agua libre.
De igual modo, las plantas responden a las mismas variables climticas, pero diversos factores
importantes pueden introducir cambios significativos en la prdida de agua.
La variacin de la turbulencia del aire justo encima de la superficie, hace una diferencia en
las prdidas de agua entre las cubetas y las plantas. El color de la cubeta y las tapas que se usan
para proteccin de las aves, hacen que varen las condiciones de temperatura normales, la
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colocacin de la cubeta cerca o no de terrenos en barbecho hacen que se obtengan diferentes
resultados y as se pueden enumera varias otras condiciones de variacin de datos en este mtodo.
A pesar de estas deficiencias, con una buena colocacin, el mantenimiento de las
condiciones necesarias de la cubeta y del medio que la circunda normalizado, es justificada la
utilizacin de este mtodo para predecir las necesidades de agua de los cultivos en periodos de
diez o mas das, dado que es un sistema de muy fcil manejo e instalacin que puede ser
implementado en cualquier zona.
Los coeficientes de cubeta, Kp, que se presentan conjuntamente los datos medidos de la
evaporacin en cubeta , Epan, refleja los efectos del clima sobre la evapotranspiracin del cultivo
de referencia ETo , como se defini anteriormente. Estos datos que se presentan son fruto de las
investigaciones en estaciones especialmente diseadas para este fin.
Para la instalacin de las cubetas es preciso fabricarlas con las dimensiones que
mencionaremos pues as se puede establecer fcilmente los coeficientes que se proponen en las
diferentes tablas.
Evaporimetro de cubeta tipo A , es circular , tiene un dimetro de 121 cm y una profundidad
de 25,5 cm. Es de hierro galvanizado (calibre 22) o de metal Monel (0,8 mm). Est montado en
una plataforma de madera abierta y el fondo est a unos 15 cm. sobre el nivel de la tierra . Se la
llena con agua hasta 5 cm del borde superior de la cubeta, no se debe permitir que el agua baje
mas de 7,5 cm. con respecto a este borde. Se renueva regularmente el agua para eliminar laturbidez. Las cubetas galvanizadas se deben pintar todos los aos con una capa de aluminio.
Evaporimetro de cubeta tipo Colorado , tienen 92 cm2 de superficie y 46 cm de
profundidad, son de hierro galvanizado, se instalan en el suelo y su borde debe estar a 5 cm sobre
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el nivel de la tierra . El nivel medio de agua dentro de la cubeta se mantendr en el del suelo o
ligeramente por debajo de ella. El nivel del agua deber tratarse de que este a 5 cm del borde
superior de la cubeta.
Con los dos medios anteriormente sealados se obtiene los coeficientes que nos permitirn
obtener la evapotranspiracin necesaria, de acuerdo a la siguiente frmula:
ET k Eo p pan= [mm/dia] 2.3
donde ETo figura en mm/dia, Epan es la evaporacin en la cubeta en mm/da y representa el valor
diario medio del periodo considerado , y kp es el coeficiente de cubeta.
En los cuadros 4 y 5 se indican los valores de kp para distintas condiciones de humedad y
viento, medio circundante de la cubeta y tipo de la cubeta, que abra que aplicar a las situadas en un
medio abierto, con unos cultivos que no tengan mas de 1 m de altura en un radio de 50 m de la
cubeta, adems se tomaran en cuenta que el medio circundante inmediato, en un radio de 10 m
est cubierto por un cultivo herbceo verde y frecuentemente segado, que la cubeta esta situada en
una zona agrcola que tenga una densidad de cultivo de al menos 50% y que la cubeta tenga
pantalla protectora.
Eleccin del coeficiente del cultivo, kc , Los mtodos arriba analizados, permiten predecir los
efectos del clima principalmente en la evapotranspiracin del cultivo de referencia, ETo . Para tener
en cuenta los efectos caractersticos del cultivo sobre sus necesidades de agua, se aplica el llamado
coeficiente de cultivo (kc ), con objeto de relacionar la evapotranspiracin potencial con la del
cultivo. El valor de kc representa la evapotranspiracin de un cultivo en condiciones optimas y que
produzca rendimientos ptimos.
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El coeficiente de cultivo, kc , depende del nivel de desarrollo del cultivo, frecuencia de
riego o lluvia efectiva, y del potencial evaporativo hasta que el cultivo cubra la mayora del suelo.
Despus de la cobertura efectiva, el coeficiente depende principalmente del nivel de crecimiento y
de las condiciones climticas de viento y humedad.
Las cuatro fases de desarrollo del cultivo, son las siguientes:
- Fase inicial : Germinacin y crecimiento inicial, cuando la superficie del suelo
est cubierta apenas o nada por el cultivo.
- Fase de desarrollo del cultivo : Desde el final de la fase inicial hasta que se llega a una cubierta
sombreada efectiva completa.
- Fase de mediados del perodo: Desde que se obtiene la cubierta sombreada efectiva completa
hasta el momento de iniciarse la maduracin, tal como se pone
de manifiesto por la decoloracin de las hojas (frijoles) o cada
(algodn) . En el caso de ciertos cultivos, esta fase puede
extenderse hasta muy cerca de la recoleccin (remolacha
azucarera) a no ser que se riegue al final del perodo y se suscite
una reduccin de la ET(cultivo), para aumentar los rendimientos
y/o calidad (caa de azcar, algodn, ciertos cereales); por lo
general la estacin posterior de los cultivos anuales;
- Fase de finales del perodo : Desde el final de la anterior hasta que se llega a la plena
maduracin o a la recoleccin.
(*) Extractado de la publicacin de la FAO N 24 (1976).
En las figuras siguientes se muestran grficamente las fase de los cultivos mencionados que sern
utilizados para el diseo del ejemplo.
Se sugiere las tablas 6 y 7, para adoptar los valores de kc de acuerdo al tipo de cultivo que
se requiera. Sin embargo estos valores pueden tener inexactitudes debido a muchos factores que
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intervienen en su determinacin y a los problemas que atraviesa hoy en da las investigaciones
aplicadas sobre el aprovechamiento del agua por los cultivos.
Para un primer tanteo en el diseo se sugiere los siguientes valores:
Cultivos limpios.................................................................... kc = 0,55
Sin programa de lucha contra malas hierbas .......................... kc = 0,85
Obtenido el valor de kc se puede aplicar la siguiente frmula:
ET k ET c c= * 0 [mm/dia] 2.4
II.1.2. Efecto de la localizacin (kl )
Otro factor que afecta a la Etc es la localizacin de las plantas en el terreno, por lo que para
la obtencin de un coeficiente en forma practica haremos coincidir la superficie sombreada del
rbol con la proyeccin sobre el terreno del permetro de la cubierta vegetal, osea:
SUd
l l
c
x y
=
2
4
1*
*[ m2 ] 2.5
donde los elementos de esta frmula se explican por si solos en la siguiente grfica:
Para obtener el coeficiente de correccin por localizacin, se ha utilizado numerosos
procedimientos de los cuales estamos seleccionando a nuestro juicio el ms sencillo de utilizar. Los
mtodos mencionados suponen que a efectos de evapotranspiracin el rea sombreado se comporta
casi igual que la superficie del suelo en riegos no localizados, mientras que el rea no sombreada
elimina agua con una intensidad mucho menor.
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Como una referencia rpida para la aplicacin de la frmula ms conveniente, se tiene la
siguiente relacin :
Aljibury .................................................................................Kl = 1,34 S
Decroix ..................................................................................Kl = 0,1 + S
Hoare et al ..............................................................................Kl = S + 0,5 (1-S)
Keller .....................................................................................Kl = S+0,15 (1-S)
Es evidente que la aplicacin irrestricta de estas frmulas puede dar lugar a errores, por lo
que es importante el criterio y la experiencia personal del proyectista para el uso de estas. Por
ejemplo, analisandolas vemos que todas tienen una relacin lineal entre Kl y S, mientras que la
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experiencia real ha mostrado que tal relacin no se cumple. Para valores de S prximos a la unidad
se obtienen valores de Kl > 1, pero dada la practica imposibilidad de conseguir S=1 en la realidad,
la aplicacin de las frmulas se limita a valores inferiores a 0,75-0,80. Asimismo en el caso de
ausencia de cultivos (S=0), algunas frmulas dan valores no nulos de Kl, lo que no tiene
significado.
II.1.3. Correccin por variacin climtica (kvc)
Cuando la ET0 utilizada en el clculo, equivale al valor medio del periodo estudiado, el
cual debe ser mejorado multiplicndose por un coeficiente, pues de otra manera las necesidades
calculadas serian tambin un valor medio, lo que equivale a decir que aproximadamente en la
mitad de los aos, el valor calculado seria insuficiente.
Para una aplicacin practica, es posible aplicar el criterio de Hernandez Abre , el que
toma el valor del coeficiente comprendido entre 1,15 y 1,20. La aplicacin de estos valores ha
demostrado que no existe variaciones determinantes en la obtencin de las necesidades netas.
II.1.4. Correccin por adveccin (kadv)
La correccin a aplicar depende del tamao de la zona de riego, como se muestra en el
grfico siguiente y es obtenida del mismo en forma muy practica y elemental, donde ingresando
con el dato de extensin dl cultivo, se prolonga una perpendicular hasta chocar con la curva
elegida, se tendr en el eje de las ordenadas, el valor del coeficiente de correccin por adveccin.
Por ltimo, al aplicar las diferentes correcciones a la evapotranspiracin potencial calculada, se
tendr la evapotranpiracin corregida, o sea:
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ET k k k ETrl l vc adv c= . . . [mm/dia] 2.6
II.2.) NECESIDADES NETAS (Nn)
Las necesidades netas de riego de los cultivos se calcula con la frmula:
N ET P Gn rl e w w= [mm/dia] 2.7
donde:
Pe es la precipitacin efectiva, es decir, la parte de la lluvia que puede ser utilizada por los cultivos.
Gw es el aporte por capilaridad a la zona radicular, cuando hay una capa fretica prxima.
w es la variacin en el almacenamiento de agua en el suelo.
Aunque estadsticamente en el mes de mximas necesidades se produzca una cierta lluvia media
que d lugar a una precipitacin efectiva Pe , sta no debe tenerse en cuenta. En efecto, dada la alta
frecuencia de riego, que a veces es diaria, es muy improbable que siempre ocurra una lluvia en el intervalo
entre dos riegos. Por lo tanto se tendra Pe =0.
En cuanto al aporte capilar (Gw ) solo es importante en el caso de que se presente una capa fretica
prxima. En el caso ms desfavorable asumiremos que Gw =0.
La variacin de almacenamiento de agua en el suelo (w
) generalmente no se debe tener en
cuenta para el clculo de las necesidades punta ya que los RLAF pretenden mantener prximo a cero el
potencial hdrico del suelo, lo que se consigue reponiendo con alta frecuencia el agua extrada. Si se
permitiera que las necesidades de los cultivos se satisfagan con el agua almacenada, la humedad del suelo
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y el potencial hdrico iran disminuyendo y posiblemente alcancen valores alejados del ptimo. No obstante
puede presentarse situaciones particulares en que est justificado el incluirw
en el clculo.
Resumiendo el anlisis anterior, diremos que en la mayora de los casos se tiene:
N ETn rl= [mm/dia] 2.7
II.3. NECESIDADES TOTALES (Nt )
Para el clculo de las necesidades totales a partir de las necesidades netas, hay que tener en cuenta
tres hechos :
Prdidas de agua por percolacin.
Necesidades de lavado.
Falta de uniformidad de riego.
Las prdida por escorrenta solo se puede presentar en casos extremos de mal manejo por lo que
no es tomada en cuenta.
Llamando Pp a las prdidas por percolacin y A al agua a aplicar en el riego:
A N Pn p= + 2.8
Definiendo una eficiencia de aplicacin Ea como el cociente de las necesidades netas entre la
cantidad de agua a aplicar:
EN
Aa
n= 2.9
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O bien :
P A Ep a= ( )1 2.10
Las necesidades de lavado ( R ) son un sumando que se debe aadir a las necesidades netas lo cual
permitir mantener la salinidad del suelo a un nivel no perjudicial.
A N Rn= + 2.11
La relacin entre R y A se denomina coeficiente de necesidades de lavado y se expresa por LR:
LRR
A= 2.12
Con lo que lo anterior se puede expresar como:
A N A LRn= +
* 2.13
O bien:
A N A kn= + * 2.14
Siendo k una constante de proporcionalidad definida como:
k Ea= ( )1 en el caso de prdidas.
k LR= en el caso de lavado.
En la prctica se elige el mayor de los dos.
En resumen tenemos:
23
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AN
k
n=
12.15
Pero este valor de A, no representa las necesidades totales, ya que an se debe tener en cuenta la
falta de uniformidad de riego, vale decir:
NA
CUt= 2.16
O tambin:
NN
k CUt
n=
( )*1
2.17
El coeficiente de uniformidad que aqu se menciona, se tratar en un prximo acpite, por ahora
solo nos permite completar la definicin de necesidades de agua.
II.3.1.Eficiencia de aplicacin de RLAF
Anteriormente se hace mencin a la eficiencia en el riego, esta variable ha sido objeto de
mltiples estudios de los cuales se puede seleccionar los proporcionados por Keller (1978) por ser
el, segn nuestro criterio, es el mas adecuado para nuestro medio, este autor indica que se debe
distinguir dos casos:
a) Climas ridos, en los que para el clculo de Nn no se han tenido en cuenta la precipitacin
efectiva (Pe ), los valores de Ea se encuentran tabulados en la siguiente tabla.
En riego por difusin o microaspersin como es el caso que nos ocupa, se debe tener una
disminucin de estos valores en 0.10.
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Valores de Ea en climas ridos
Profundidad de
races (m) Muy porosa
(grava)
Arenosa Media Fina
< 0,75
0,75 - 1,50
> 1,50
0,85
0,90
0,95
0,90
0,90
0,95
0,95
0,95
1,00
0,95
1,00
1,00
b) Climas hmedos, en los que el clculo de N n se tiene en cuenta Pe . Los valores de Ea se
muestran en la tabla siguiente:
Valores de Ea en climas hmedosProfundidad de
races (m) Muy porosa
(grava)
Arenosa Media Fina
< 0,75
0,75 - 1,50
> 1,50
0,65
0,75
0,80
0,75
0,80
0,90
0,85
0,90
0,95
0,90
0,95
1,00
Al igual que en el anterior caso, para microaspersin se debe disminuir estos valores de Ea en
0.05.
II.3.2. Necesidades de lavado (LR)
El clculo de las necesidades de lavado es muy complicado. Suele ser ms conveniente no
cargar al riego todas las necesidades de lavado permitiendo que la lluvia realice esta mejora.
Utilizaremos un mtodo ms sencillo de calculo, an cuando es menos correcto, utilizando la
siguiente frmula:
25
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LRCE
CE
i
e
=2*
2.18
donde:
CEi : Conductibilidad elctrica del agua del riego.
CEe : Conductibilidad elctrica del estrato de saturacin del suelo, valor que se impone
como objetivo a conseguir con el lavado, y que depende de los cultivos a implantar.
Este es evidentemente un tema netamente agronmico motivo por el cual no se profundiza
ms , dando lo anterior en el entendido de informacin.
II.4. UNIFORMIDAD DE RIEGO
La uniformidad es una magnitud que caracteriza a todo sistema de riego y es de suma importancia
en el diseo de nuevos sistemas, tanto en lo agronmico, pues afecta al calculo de las necesidades totales
de agua (Nt ), como en el hidrulico, pues en funcin de ella se definen los lmites entre los cuales se
permite la variacin de los caudales de los emisores.
La forma mas conocida y utilizada en el riego por aspersin es la media de la uniformidad de riego
propuesta por Christiansen en el ao 1942. Sin embargo en los RLAF, se utilizan criterios mas exigentes
por lo que se define un nuevo coeficiente de uniformidad, CU, segn la expresin:
CUq
qa=
25
2.19
donde qa es el caudal medio de todos los emisores de la instalacin, y q25 es el caudal medio de los
emisores que constituyen el 25% de ms bajo caudal.
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El CU se puede utilizar para la evaluacin de instalaciones en funcionamiento o para el diseo de
nuevas, donde la uniformidad es una condicin que se impone. Se puede elegir el valor de CU que se
quiera de acuerdo al anlisis particular de cada caso , pero en el resto del diseo se debe ser consecuente y
mantener este valor. Como se vio anteriormente en el clculo de las necesidades netas, se tenia la siguiente
frmula:
NN
K CUtn=
( ).1[mm/dia] 2.20
se comprueba que el valor de CU elegido afecta a N t . Por ejemplo, si el factor Nn/(1-K) vale 5 mm/dia y
se establece CU=0,90, para que el 25% menos regado de la finca reciba 5 mm/da, habr que regar con
Nt = 5/0,90 = 5,56 mm/da. En cambio, si se establece CU =0,70, el riego deber ser de N t = 5/0,70 =
7,14 mm/da.
Es importante observar que con este planteamiento el 75% de la finca recibe ms agua de la
necesaria, y el 25% restante recibe lo justo como media. De ese 25% , la mitad recibir ms de la media
y la otra mitad menos . Por lo tanto, el criterio de utilizar en la definicin de CU el valor q 25 equivale a que
solo el 12,5% de la finca recibir menos agua que lo necesario, lo que es una condicin mucho ms
exigente que el coeficiente de Christiansen que se utiliza en los otros tipos de riego.
Diremos por otra parte, que el valor del agua en exceso depende del valor adoptado para el CU, as
por ejemplo para CU=0.90, el exceso seria del 10%, mientras que para CU=0.70, el exceso ser de 30%.
En cuanto al aspecto costo diremos, que cuanto mayor es el coeficiente CU, ms cara ser la
instalacin de riego, debido a que se disea para que haya menor dispersin de caudales y el rgimen de
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presiones sea ms uniforme , esto har que se utilice tubera de dimetros mayores, laterales mas cortos,
uso mas continuo de reguladores de presin, etc.
II.4.1. Valores recomendados de CU
Como se indico anteriormente, la eleccin del coeficiente CU, es una cuestin tcnica-
econmica, en la que se debe comparar el coste (y la posibilidad) del mayor consumo del agua y la
mayor inversin inicial de la instalacin. A manera de informacin se proporciona la siguiente tabla
extractada de las recomendaciones de Fernndez Abre.
En la uniformidad de riego intervienen muchos factores, de los cuales se tienen que tener
en cuenta los mas comunes y que tienen especial influencia en la uniformidad. A nivel de diseo se
sugiere los siguientes, los cuales deben ser cuantificados.
Emisores Pendiente i CClima rido
UClima
hmedoEmisores espaciados mas de 4 m en
cultivos permanentes
Uniforme ( i < 2%)
Uniforme (i > 2%)ondulada
0,90 - 0,95
0,85 - 0,90
0,80 - 0,85
0,75 - 0,80
Emisores espaciados menos de 2,5 men cultivos permanentes osemipermanentes
Uniforme (i < 2% )Uniforme (i > 2%)ondulada
0,85 - 0,900,80 - 0,90
0,75 - 0,800,70 - 0,80
Mangueras o cintas de exudacin encultivos anuales
Uniforme (i < 2% )Uniforme (i > 2%)ondulada
0,80 - 0,900,70 - 0,85
0,70 - 0,800,65 - 0,75
a) Coeficiente de variacin de fabricacin
Recordemos que una variable es continua, cuando puede tener un valor y su inmediato
superior o inferior, de acuerdo a una ley, oscilando en variaciones infinitesimales. Un ejemplo de
este tipo de variables es el caudal que se obtiene al aplicar una misma presin a distintos emisores
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del mismo modelo, es decir, considerando como nicos factores de variacin los de tipo
constructivos.
La dispersin que en este caso se produce entre los diferentes valores del caudal, se puede
medir de distintas maneras; la ms utilizada es la desviacin tpica, que se define como la raz
cuadrada de la media aritmtica de los cuadrados de las desviaciones respecto a la media:
( )
=
=
q q
n
i ai
n2
12.21
donde:
= desviacin tpica qa = caudal medio =q
n
i
qi = caudal del emisor
n = nmero de emisores
Sin embargo la desviacin tpica tiene el inconveniente de ser una medida de la dispersin
absoluta y para los riegos de alta frecuencia, interesa ms expresar de alguna forma la dispersin
relativa, para lo cual se emplea el coeficiente de variacin (CV), el cual se define como el
coeficiente entre la desviacin tpicas y el valor medio:
CVq a
=
2.22
El coeficiente de variacin es un trmino estadstico caracterstico. En la aplicacin a los
RLAF, al referirlo a los emisores se suele ampliar su nombre, llamndolo coeficiente de variacin
de fabricacin. Para nuestros fines en lo posterior se expresar este coeficiente en tanto por uno,
tal como se defini en la frmula.
29
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En funcin del CV, existen varias clasificaciones de los aspersores. Siguiendo las normas
de la I.S.O. y de la F.A.O. relativos a emisores que aun cuando no se aprob oficialmente, se
utiliza con gran aceptacin de los investigadores. Los emisores se clasifican en :
Categora A. Emisores de elevada uniformidad : CV < 0,05
Categora B. Emisores de baja uniformidad : 0,05 CV < 0,10
La citada norma obliga a que cada aspersor lleve una identificacin clara especificando su
categora sea esta A o B. El coeficiente de variacin de fabricacin es prcticamente independiente
de la presin de prueba, dentro del entorno de trabajo del emisor. Para la determinacin
experimental del CV, las normas I.S.O. establecen que se estudie un mnimo de 25 emisores,
midiendo el caudal que arrojan a la presin nominal de trabajo.
b) Distribucin normal de caudales
Los diferentes caudales que son ocasionados por los factores constructivos, responden a
una distribucin normal, lo que permite aprovechar nuestros conocimientos de estadsticas acerca
de esa distribucin para obtener unas conclusiones de tipo cuantitativo.
En la distribucin normal, si se representa en abscisas los caudales y en ordenadas su
frecuencia, se obtiene una curva como la mostrada en la figura, conocida como curva de
distribucin normal o de Gauss.
30
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La ecuacin matemtica de la curva normal es:
F e
q qa
=
1
2
1
2
2
. .. 2.23
Esta curva representa algunas propiedades muy conocida en el entorno estadstico:
La frecuencia mxima corresponde al valor medio de abscisas.
El 68,27% de los casos est comprendido entre (q a - ) y (qa + ). Teniendo en
cuenta que CVq a
=
, este intervalo se puede expresar tambin como entre (1 - CV).qa
y (1 + CV).qa y anlogamente :
% de casos Intervalo68.27
9595.45
9999.73
( 1 - CV ) qa -- (1 + CV ) qa( 1 - 1.96 CV ) qa -- (1 + 1.96 CV ) qa
( 1 - 2 CV ) qa -- (1 + 2 CV) qa( 1 - 2.58 CV ) qa -- (1 + 2.58 CV) qa
( 1 - 3 CV ) qa -- (1 + 3 CV) qa
c) Efecto de CV en la uniformidad de riego
En relacin con la uniformidad de riego, la propiedad ms interesante de la distribucin
normal de caudales es que si tomando el 25% de los caudales ms bajos, su valor medio, es decir,
lo que antes se ha llamado q25 , es :
31
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( )q CV q a25 1 1 2 7= , . . 2.24
que sustituyendo en la ecuacin de definicin del coeficiente de uniformidad se tiene:
( )CU CV c = 1 1 27, . 2.25
En esta expresin el subndice c significa constructivos, e indica como estos factores
afectan a la uniformidad de riego. Por deduccin diremos que cuanto mayor es CV, menor es la
uniformidad.
Llamando e al nmero de emisores de los que recibe agua una misma planta, cuanto
mayor sea e, menor es la probabilidad de que todos los emisores de esa planta pertenezcan al
25% ms bajo. Entonces la ecuacin se transforma en:
CUCV
ec =
1
1 27,2.26
A efectos de aplicar la frmula anterior , y en caso de emisores multisalida, es necesario
distinguir si cada salida lleva su mecanismo de prdida de carga, en cuyo caso e es igual al
nmero de emisores por planta multiplicado por el nmero de salidas. Si el mecanismo de prdida
de carga es comn a todas las salidas, e es igual al nmero de emisores por planta. Lo
importante en este caso es conocer el nmero de emisores que suministran agua a la misma planta,
independientemente de que un mismo emisor riegue varias plantas.
d) Factores hidrulicas
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Independientemente de las diferencias de caudal ocasionadas por los factores
constructivos, en una instalacin de riego los caudales no son los mismos en todos los emisores,
debido a las diferentes presiones a que estn sometidos, que a su vez dependen de los desniveles
topogrficos y de las prdidas de carga en la red de riego. Si llamamos q a al caudal medio de los
emisores y qns al del emisor sometido a menor presin, se define un coeficiente de uniformidad Cu h
que incluye solo los factores hidrulicos como:
CUq
qhns
a
= 2.27
e) Frmula de CU a emplear en diseo
En el diseo hidrulico de una instalacin deben tenerse en cuenta tanto los factores
constructivos como los hidrulicos, y la accin conjunta de los mismos origina una uniformidad
que se define por el coeficiente CU:
CU CU CU c h= +
2.28
que sustituyendo por los valores de cada uno de ellos, nos da la frmula a aplicarse :
CUCV
e
q
q
ns
a
=
1
1 27, .. 2.29
II.5. DOSIS FRECUENCIA Y TIEMPO DE RIEGO. NUMERO DE EMISORES POR PLANTA
Y CAUDAL DEL EMISOR.
33
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En este largo subttulo se engloba una serie de parmetros que caracterizan al riego y condicionan
el posterior diseo hidrulico. Las magnitudes que se mencionan se encuentran ntimamente relacionadas
de forma tal que una variacin en alguna de ellas ocasiona la modificacin de las dems. Por lo anterior se
las debe estudiar conjuntamente y aunque en principio parezca lo contrario, conviene comenzar por el
nmero de emisores por planta.
II.5.1. Nmero de emisores por planta
En los riegos localizados el porcentaje de superficie mojada esta determinado por el nmero de
emisores por planta que se diseen. Veamos en un principio las necesidades de los cultivos a este
respecto y despus estudiaremos el rea mojada por cada emisor y los muy variados sistemas de
distribucin espacial de los mismos.
II.5.2. Porcentaje de superficie mojada
Una de las dos caractersticas de los RLAF es precisamente la localizacin, es decir, aplicar agua
solamente a una parte del suelo. A efectos de diseo es necesario preestablecer un mnimo de suelo
a humedecer, que segn estudios tanto de Christiansen como de Keller, se establece que un
porcentaje de suelo hmedo del 30 a 40 % pueden ser suficientes. De un anlisis de los datos
podemos decir que con estos valores el porcentaje de races que absorben agua es mucho mayor,
ya que la concentracin de races en el bulbo hmedo puede variar entre el 200 y el 400 %, segn
indican los tratados de la F.A.O.
En la prctica del diseo, el concepto de porcentaje de suelo mojado se sustituye por el de
superficie mojada , que aun cuando es menos significativo, es mas fcil de manejar y medir. El
parmetro este se representa por P. Keller recomienda los siguientes valores mnimos para el caso
de rboles.
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Clima hmedo ................................ 20%
Clima clido ................................ 33%
En cambio en el caso de cultivos herbceos el valor de P debe ser mayor, llegando incluso al 70%.
La eleccin de P es asunto importante: valores altos de P, aumentan la seguridad del sistema,
sobretodo en caso de avera de la instalacin o situaciones de extrema evapotranspiracin, ya que
el mayor volumen de suelo explorado por las races permite a stas extraer ms agua del suelo y
resistir ms tiempo. Por otro lado el aumentar P, significa el incremento del coste de la instalacin
(ms emisores por planta, mayores dimetros en las tuberas, etc.).
El rea mojada de un emisor, para el caso de aspersin, puede ser tomada midiendo la superficie
efectivamente mojada o calcular a partir de los catlogos de los aspersores. An cuando a
profundidad del suelo (30 cm) la superficie es algo mayor, la diferencia se puede despreciar
entrando por lo tanto en el rango de la seguridad.
La determinacin de la profundidad del bulbo hmedo se puede establecer a partir de la siguiente
frmula donde la profundidad radicular se obtiene a partir de las tablas adjuntas para diferentes
tipos de cultivo.
0 9 1 2, . , .pr p pr< < 2.30
Como se ver ms adelante, a valores reducidos de p corresponde mayor nmero de emisores (e) y mayor
porcentaje de superficie sombreada (P), es decir, una instalacin ms cara pero ms eficiente desde el
punto de vista agronmico. El nmero de emisores estar calculada por:
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eS P
A
p
e
>
.
.1002.31
Esta relacin garantiza que el rea mojada por todos los emisores que riegan una misma planta sea mayor
que las necesidades mnimas definidas por P.
La dosis de riego esta definida por el producto del nmero de emisores por el volumen de agua que emite
cada emisor:
D e Ve= . 2.32
e V N I e t. .= 2.33
La duracin del riego en horas, se calcula por:
tN
e q
t
a
=.
2.34
El intervalo de riego (I) es generalmente la variable menos rgida y por lo tanto la que ms se puede
modificar. Desde este punto de vista agronmico no existe un valor mnimo de I: se podra incluso regar
continuamente las 24 horas del da, poro ello conlleva numerosos inconvenientes, entre otros la total
inflexibilidad del sistema que, por ejemplo no permitir recuperar el tiempo perdido por una avera. En la
practica valores inferiores a la unidad, es decir, ms de un riego diario, exige cierto automatismo en la
instalacin. Aunque esta solucin de I
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Textura ImaxLigera
Media
Pesada
3
4
5
El mtodo de clculo por tanteos puede ser el siguiente: se establece los lmites de profundidad del bulbo
hmedo, a continuacin se obtiene los valores de r y Ve . A partir de r se calcula Ae = . r2 , con este dato
y Sp (superficie ocupada por planta) y con P (porcentaje de superficie mojada), se determina el nmero
mnimo de emisores segn la ecuacin dada lneas arriba.
A continuacin se calcula I , y el valor de I esta comprendido entre los lmites aceptables, la solucin
tanteada es valida. En otro caso se pueden presentar dos situaciones, segn que I < Imin o que I > Imax
En caso de que I < Imin , las posibilidades de aumentar I, se deducen de :
Ie V
N
e
t
=.
2.35
Desechada la solucin de disminuir Nt ya que equivaldra a regar en forma insuficiente, quedaran tres
posibilidades:
a) Aumentar e. El incremento del nmero de emisores por planta permite aumentar el
intervalo de riegos y adems mejora el valor de P. Presenta el inconveniente del mayor
coste de la instalacin, no solo por aumentar el nmero de emisores, sino tambinporque de esa forma aumentan los caudales por planta, exigiendo posiblemente
mayores dimetros en las tuberas y mayores potencias de bomba.
37
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b) Aumentar Ve... Al igual que la posibilidad anterior, el incremento de V e aumenta I y P .
Sin embargo, aumenta tambin p (profundidad del bulbo hmedo) lo que impide
aumentar indefinidamente el valor de Ve , pues de superar p = 1,20 pr, se estara
provocando prdidas de agua por percolacin.
c) Aceptar I < Imax . Como se indico anteriormente, el inconveniente de esta alternativa
reside en los automatismos necesarios para regar ms de una vez al da, o en su caso la
ocupacin de una mayor cantidad de mano de obra.
En el caso de que I > Imax , la situacin se presenta ms difcil de solucionar, desde el punto de vista
matemtico se puede disminuir I disminuyendo e o Ve , pero una disminucin de e, provocara un
valor de P inferior al mnimo, lo que agronmicamente no se puede admitir. Asimismo la disminucin de
Ve , es decir, mantener el nmero de emisores pero regando con un volumen menor, dara lugar a un
radio de bulbo hmedo menor y en consecuencia a una menor A e y un menor P. Adems de que el agua
alcanzara menor profundidad, disminuyendo as el volumen del suelo humedecido. Ante esta situacin
puede aplicarse tres alternativas:
a) Aumentar Nt . En la practica se mantendr los valores de e y Ve calculados y se
aplicara el riego no con la I calculada segn la frmula establecida , sino con lo
mximo permisible. Ello equivale a regar con una dosis mayor de lo necesario: parte
del agua se perdera por percolacin.
b) Aceptar I > Imax Si el valor establecido como Imax , se ha calculado correctamente, estasolucin ocasiona una disminucin en los rendimientos, pero puede haber situaciones
en las que este valor ha sido tomado con mayor margen de seguridad, por lo que seria
posible que se eleve el valor de I.
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c) Variar el caudal del emisor. Se puede disminuir el caudal del emisor, para un mismo
valor de p, por lo que obtendra una disminucin de r y por lo tanto un valor menor de
Ae, y segn la ecuacin se debera aumentar el nmero de emisores (e). Asimismo
para alcanzar la misma p, habra que aplicar un Ve menor. Por tanto la expresin:
Ie V
N
e
t
=.
aumentara e y disminuira Ve , y el producto e.Ve generalmente disminuira muy
poco, de manera que para conseguir una reduccin importante de I habr que
aumentar mucho el nmero de emisores e, con el consiguiente incremento del coste.
II.5.3. Disposicin de los emisores
Parte importante del diseo agronmico es la distribucin de las tuberas de ltimo orden y la
disposicin de los emisores. Varios condicionantes intervienen en esta cuestin. Por una parte
deben cumplirse los requisitos antes mencionados de nmero de emisores por planta; por otra, los
materiales situados sobre el terreno deben permitir la ejecucin de labores, pasos de maquinaria,
etc.. La topografa obliga a veces a determinadas formas de cultivo (curvas de nivel por ejemplo) y
de distribucin de las lneas de riego. Y por ltimo diremos que la distribucin es funcin del
ahorro de inversin en tuberas.
Como orientacin de las diferentes formas de emplazamientos presentamos grficas
correspondientes de diferentes casos que se pueden presentar en arreglo al tipo de sistema de
aspersin (fijos, moviles) y las diferentes topografas que presentan los terrenos de cultivo.
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III. CARACTERISTICAS DE LOS ASPERSORES
Y SU EMPLEO ADECUADO
Los aspersores son toberas provistas de un mecanismo que les confiere movimiento. Estos
dispositivos funcionan a presin y lanzan chorros de agua al aire que precipitan sobre el terreno en forma
de llovizna.
Los aspersores se colocan sobre unos tubos que les sirven de enlace con la tubera lateral o
directamente sobre ella, siendo el primer sistema el de ms uso. Estos tubos pueden tambin ser de
polietileno de modo que permitan alejar el aspersor de su conexin a distancias de hasta 50 m. El soporte,
en este caso, es un patn o una estaca que lo fija al suelo y lo mantiene erecto.
Los aspersores se fabrican de dos tipos: estacionarios y rotatorios (giratorios). La mayor parte de
los aspersores existentes en la actualidad para su uso en la agricultura son giratorios, producindose dicha
rotacin , ya sea por efecto del impacto de un martillo desplazado por el chorro que golpea rtmicamente
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un soporte previsto para ello. El giro otras veces se consigue por un mecanismo de turbina o simple efecto
de reaccin. El giro puede ser total o puede ser regulable para cubrir un sector circular y los aspersores
pueden tener una o mas toberas o boquillas.
Los aspersores son tal vez, los elementos ms importantes de las instalaciones de RLAF y, desde
luego, los ms delicados. Toda la dificultad de su diseo constructivo reside en el siguiente problema: los
emisores deben de proporcionar un caudal bajo, con el objeto de que los dimetros de las tuberas, sobre
todo laterales y terciarias, sean reducidas; pues las grandes longitudes de estas tuberas que son empleadas
en los RLAF, hacen que un ligero incremento en su dimetro encarezca de forma importante la instalacin.
Por otra parte, la presin de servicio de los emisores o aspersores, no debe ser muy baja para
minimizar el efecto que sobre la uniformidad del riego tienen los desniveles del terreno y las prdidas de
carga a lo largo de terciarias y laterales. Ambas condiciones, caudal bajo y presin alta conducen, desde un
punto de vista exclusivamente hidrulico, a emisores en los que el paso del agua sea pequeo, pero ello
esta en contradiccin con la otra condicin que han de cumplir los emisores: su dimetro de paso ha de ser
lo mayor posible con objeto de evitar las obturaciones que son el principal problema en el manejo de los
RLAF. Esta contradiccin es resuelta por los fabricantes del mercado, por la gran cantidad de tipos y
calidades de aspersores fabricados para resolver diferentes necesidades tanto de caudales como de tamao
de gota o nebulizacin necesaria para cada clase de cultivo.
En un proyecto de riego se debe determinar el aspersor adecuado a las condiciones del terreno y
del cultivo, tomando en cuenta sus caractersticas como presin de trabajo, tamao de gota, etc.; por lo
que se tendr aspersores con diferentes intensidades de precipitacin, radio de alcance y tipos de lluvia que
proporcione.
Los fabricantes publican las especificaciones de las diferentes marcas y modelos, donde se detallan
las condiciones de trabajo de los mismos, lo cual permite elegir el regador ms adecuado que se ajuste a
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las caractersticas pedidas. Para referencia se presentan algunas tablas extractadas de los catlogos de los
fabricantes y distribuidores.
III.1. Hidrulica de los emisores
III.1.1. Rgimen hidrulico
Es de conocimiento general que en todo fluido en circulacin existen unas fuerzas de inercia
(segn la ley de Newton, masa * aceleracin) y unas fuerzas de rozamiento interno entre las
partculas del fluido. La relacin de ambas fuerzas es un nmero adimensional, en 1883 Osborne
Reynolds comprob que ese nmero permita definir el rgimen hidrulico. La deduccin de este
nmero esta fuera del alcance especifico de este trabajo, por lo que solo mencionaremos que esta
definido con la siguiente frmula:
Re*
=d v
3.1
d : dimetro en metros
v : velocidad del agua en m/seg
: Viscosidad cinemtica del agua en m2 /seg.
= 3.2
: Viscosidad dinmica del agua en kg/m.seg
: Densidad del agua en kg/m3
La densidad del agua varia muy poco con la temperatura, pero la viscosidad dinmica lo hace en
forma importante y en consecuencia ocurre lo mismo con . Para temperaturas comprendidas
entre 10 y 40C, puede calcularse aproximadamente mediante la siguiente expresin:
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=+
40
2010 6
t* 3.3
t en C y en m2 /seg. Para valores ms precisos se presenta la siguiente tabla:
De la conocida frmula de caudales:
q v A= * 3.4
Variaciones de , y con la temperatura
t (C) (kg/m3) (kg/m.seg) (m2/seg)
0510152025304050608090100
999.81000.0999.7999.1998.2997.0995.7992.2988.0983.2971.8965.3958.4
1.79 10-3
1.52 10-3
1.31 10-3
1.14 10-3
1.00 10-3
0.89 10-3
0.80 10-3
0.66 10-3
0.55 10-3
0.47 10-3
0.36 10-3
0.33 10-3
0.29 10-3
1.785 10-6
1.519 10-3
1.306 10-6
1.139 10-6
1.003 10-6
0.893 10-6
0.800 10-6
0.658 10-6
0.553 10-6
0.474 10-6
0.364 10-6
0.326 10-6
0.294 10-6
Despejando la velocidad:
Vq
d=
42
3.5
Reemplazando en la frmula de Reynolds tendramos:
Re =4q
d 3.6
Donde: q en m3 /seg
43
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d en metros
en m2 /seg
En los RLAF son ms prcticas las expresiones siguientes por el manejo de unidades ms acordes
en los sistemas de riego:
Vq
d= 0 354
2, * 3.7
Re , *.
=3 537 10 4
q
d3.8
v en m/seg
q en l/h
d en mm
en m2 /seg
Para las condiciones normales de t=20C, =1.003*10-6 m2/seg, la expresin del nmero
de Reynolds se simplificara tomando la forma:
Re ,= 352 64q
d3.9
Como se ha dicho anteriormente, el nmero de Reynolds establece los lmites de los regmenes
hidrulicas como se resume en el siguiente cuadro:
CLASIFICACION DE LOS REGIMENES HIDRAULICOS
Re Rgimen< 2000
2000 - 4000> 4000
LaminarCrtico o inestableTurbulento Liso
Intermediorugoso
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Esta divisin de los regmenes en realidad no se hace en funcin exclusiva de Re, sino de
determinadas caractersticas del material de que esta construida la tubera.
En general para cada rgimen son distintas las frmulas que relacionan la presin con la velocidad,
es decir, las que permiten resolver los problemas ms frecuentes de hidrodinmica tales como el
clculo de las prdidas de carga, calculo de caudales en funcin de la presin disponible, etc. Pero
adems de estas aplicaciones, el rgimen hidrulico tiene unas consecuencias practicas sobre el
funcionamiento de los emisores ,en general, y de los microaspersores, en particular, que se pueden
resumir en el hecho de que el rgimen laminar es inconveniente, por las siguientes
fundamentaciones:
1. En el rgimen laminar, la prdida de carga a lo largo de la conduccin no depende de la
rugosidad de la misma y si de la viscosidad cinemtica y por lo tanto de la temperatura. En
consecuencia, para una misma presin, los emisores en que el agua est a mayor temperatura
arrojaran un caudal mayor, lo que dara lugar a diferencias importantes entre el primer y el
ltimo aspersor situados en un lateral expuesto al sol. Este fenmeno puede compensar las
prdidas de carga a lo largo del lateral, pero en general se debe considerar como un factor de
prdida de uniformidad en el riego.
2. En rgimen laminar, la relacin entre prdida de carga y velocidad es lineal, o lo que es lo
mismo, la relacin entre caudal y presin en un emisor seria lineal. En cambio en un rgimen
turbulento la relacin es del tipo:
q K h x= *
donde,
x=1 en rgimen laminar
x
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rgimen turbulento es mayor por lo que para que emitan un mismo caudal se necesita un menor
dimetro de paso y adems de evitar los riesgos de obturacin de los emisores.
Cualesquiera fuera el tipo del emisor, salvo las cintas de exudacin, entre el caudal emitido y la
presin de servicio existe la siguiente relacin, denominada ecuacin del emisor.
q K h x= * 3.10
q: caudal del emisor, en l/h
K: coeficiente de descarga
x: exponente de descarga
h: presin de entrada del emisor en metros de columna de agua (m.c.a.) o en kPa.
Los valores de K y x son caractersticos de cada tipo de emisor. Con frecuencia los fabricantes
proporcionan estos valores o en su caso los valores de la curva, de los cuales se puede deducir la
ecuacin del emisor tomando dos valores cualesquiera.
xq q
h h=
ln( / )
ln( / )
1 2
1 2 3.11
Kq
h= 1
1
3.12
Para informacin se incluye en el apartado de cuadros, los de varios tipos de aspersores.
II.2. Caractersticas de los aspersores
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La base del funcionamiento y de la eficiencia de los aspersores, en su alcance, velocidad de giro y
grado de pulverizacin, es la presin de trabajo que precisa en boquilla o punto de salida. Como
anteriormente se dijo, las caractersticas principales de los aspersores como dimetro ypresin de trabajo
deben estar explcitamente indicadas en las especificaciones tcnicas adjuntas. Asimismo se suelen
destacar los caudales y presiones que se consideren ptimos respecto al grado de pulverizacin y
uniformidad que proporciona el aspersor.
La gama de presiones es variable pues oscila normalmente de 1,5 a 8 kg/cm 2 , y los caudales de
450 a 120000 lt/hora. Estas cifras se las debe considerar solo como referenciales, pues para tener una
informacin ms cabal se debe basar primero en las especificaciones y mejor an en una prueba
experimental.
Otra caracterstica importante a conocerse es el alcance, que es funcin de la presin de trabajo del
aspersor en la boquilla y del caudal que proporciona, as como del grado de pulverizacin del aspersor y de
la uniformidad con que distribuye el agua sobre el terreno.
La pluviometria media horaria, es un dato de importancia en la eleccin del aspersor para su
empleo en el proyecto de riego. Esta eleccin debe estar de acuerdo a las condiciones fsicas del terreno y
condiciones de intensidad ptima de lluvia que admita este y el cultivo, o cultivos a regarse.
Definiremos la intensidad de lluvia horaria (Ih ) en mm. cuyo valor seria:
I qS
= *1000 [mm/hora] 3.13
siendo q el caudal en m3 que arroja el aspersor por hora, S la superficie que cubre el aspersor con arreglo
al radio de alcance r, es decir , *r2 en m2.
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La unidad utilizada con frecuencia para la intensidad (Ih) es los mm. totales de altura de agua
proporcionados al terreno, teniendo en cuenta que 1 mm es igual a 10 m3/Ha y a 1 lt/m2, unidad esta ltima
que figura en algunos catlogos que describen al aspersor. No obstante, como los datos fsicos del terreno
nos proporcionan su permeabilidad en mm de altura de agua por hora, siempre se traducir la pluviometria
en mm/hora. De esta forma se escoger el aspersor cuya intensidad de lluvia no sobrepase a la del terreno,
para no producir encharcamientos o erosiones.
Como orientacin de las pluviometrias que admiten los terrenos tenemos el siguiente cuadro, que
servir cuando se redacte un proyecto de riego por aspersin y no se disponga los anlisis fsicos
correspondientes que deben figurar en todo informe agronmico.
PLUVIOMETRIA QUE ADMITEN LOS TERRENOSCON ARREGLO A SU TEXTURA
T E X T U R A PLUVIOMETRIAADMISIBLE
Terrenos arcillosos 6 mm/horaTerrenos de constitucin media o francos con tendencia arcillosa 6 a 12 mm/hora
Terrenos de constitucin media o francos con tendencia a ligeros 12 a 20 mm/horaTerrenos ligeros a arenosos 20 a 30 mm/hora
La pendiente que tiene el terreno natural, influye en la permeabilidad del mismo, reducindola.
Para una informacin se presenta el cuadro N 12
Para los aspersores de giro se debe tener una pluviometria media horaria instantnea, vale decir,
para cada giro, aplicndose la siguiente frmula:
II
numIh= 3.14
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Siendo Ih , la pluviometra media horaria en mm/hora y num el nmero de vueltas por hora.
Este dato demuestra que, al aumentar el nmero de vueltas por hora en los aspersores de giro lento
o baja presin, se proporciona, no slo menor pluviometra media horaria sino instantnea, con lo cual, a
medida que el terreno tiene menor permeabilidad y los cultivos son ms delicados a las lluvias fuertes,
ganan en eficacia de empleo los sistemas de aspersin de baja presin. Estos permiten mayores
pluviometras medias horarias sin riesgos de encharcamientos.
El factor Ii es de gran importancia si se tiene en cuenta el decrecimiento de la permeabilidad del
terreno con el tiempo de riego, segn la hiptesis de Passerini y Guidicci del Instituto para el estudio del
suelo en Florencia, confirmada experimentalmente por Browning, Musgrave y Lewis; se cumple que:
I a tt = . 3.15
Siendo :
It : mm de agua que pasa a travs de un terreno en el tiempo t
a : coeficiente que varia de 0,0087 a 1.
: exponente referente al tipo de terreno que varia de 0,04 a 0,82 para arcillosos a arenosos y
gravosos.
Asimismo, la menor longitud de alcance en aspersores de baja presin disminuye el impacto del
agua sobre el terreno y, por tanto, la compactacin de este que, de producirse, hara descender sus
propiedades fsicas ptimas.
Son por tanto datos caractersticos de un aspersor, al definirlo, su pluviometra media horaria e
instantnea. Los dos ndices juntos pueden definir el ndice pedolgico, como se muestra:
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II I
II
num
num
Ip h ih
h h
= = =1 1
2..
3.16
Siendo:
Ip : ndice pedologico
Ih : Pluviometra media horaria en mm.
Ii : Pluviometra instantnea en mm.
En general, si el ndice pedologico es superior a 1, son aspersores de uso en suelos arcillosos de
baja permeabilidad; si fuera menor a 1, se utilizaran en suelos sueltos; correspondiendo permeabilidades
altas a ndices pedolgicos ms bajos.
Otra forma de determinar el aspersor cuyas caractersticas sean las adecuadas para los fines del
proyecto de riego, es el ndice de pulverizacin, que es inversamente proporcional al ndice de potencia
del mismo.
Este ndice fue dado a conocer en la revista del Centro Internacional para el estudio del Riego por
Aspersin de Verona (1956) adoptando las recomendaciones de Tenda, investigador italiano. Este ndice
se define como : Kd
H= , siendo d el dimetro de la boquilla del aspersor en mm y H la presin de
trabajo en boquilla en m.
Si K > 0,5 tenemos gotas excesivamente gruesas: aspersores de empleo en pastos y suelos
arenosos ligeros.
Si 0,3 < K < 0,5 gotas de tamao medio; aspersores de empleo en rboles frutales y
cultivos herbceos normales; suelos de consistencia media tirando a fuertes.
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Si 0,1 < K < 0,3 se tienen gotas muy finas; aspersores de empleo en cultivos muy
delicado, floricultura, nascencia de semillas delicadas, tabaco, algodn, horticultura, etc;
asimismo, en suelos de consistencia fuerte o arcillosos.
II.3. SISTEMAS DE IMPLEMENTACION DE LOS ASPERSORES SOBRE EL TERRENO
Como complemento a los datos expuestos anteriormente, para lograr la mayor eficiencia en el
grado de uniformidad de la distribucin del agua al terreno, se precisar conocer la distancia de los
aspersores entre s y la separacin de los laterales que aportan estos, es decir, el sistema que debe
adoptarse para disponer los aspersores sobre el terreno, para lo cual se da las disposiciones normales de
tendido en el riego por aspersin y la forma de su determinacin.
Existen dos disposiciones normales para las instalaciones de los aspersores en el terreno. Estas
disposiciones son:
a) Disposicin en rectngulo
b) Disposicin en tringulo
Normalmente se toman como base las disposiciones que se presentan en el siguiente cuadro, con
las que se obtiene las siguientes superficies tiles regadas:
a) Disposicin en cuadrado: 63,3% de la cubierta por el radio del aspersor
b) Disposicin en tringulo : 82,6% de la cubierta por el radio del aspersor.
Disposicin Presin en boquilla Distancia entre
aspersores (Se)
Distancia entre
lneas (Sl)
Disposicin
en
Para aspersores con presin de trabajo en boquilla
< 2,5
kg/cm2...........................................................
1,41 R 1,41 R
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rectngulo Para aspersores con presin de trabajo en
boquillass > 2,5 kg/cm2
exclusivamente .......................
R 1,2 R
Disposicin
en tringulo
Para aspersores con presin de trabajo en
boquillas > 2,5 kg/cm2
exclusivamente ........................
1,73 R 1,5 R1
Las separaciones mostradas en el cuadro son las mximas para lograr la mayor uniformidad en el
riego, pero no cabe duda que si los recubrimientos de chorro son totales, la uniformidad en la distribucin
del agua ser asimismo casi total; no obstante, se desecha el solape total de chorros ya que exige un
nmero excesivo de emisores, as como aumento, tambin excesivo a veces, de la pluviometria horaria de
acuerdo con las condiciones de riego.
Como complemento a las normas anteriores y en el caso de que el proyectista quiera lograr una
separacin mxima con el mayor grado de uniformidad en la distribucin del agua, superior al 80%, se
muestra a continuacin unas normas de acuerdo a los estudios realizados por Christiansen (Irrigation by
sprinkling, N 670, Universidad de California).
Siendo base para la eleccin de un aspersor su curva pluviometrica se dan, en el grfico adjunto,
los tipos de curvas normales en la distribucin pluviomtrica de un aspersor, segn su tipo (Curvas
sealadas con las letras A, B, C, D, F, E).
De estas curvas, las de tipo A, B y C, son las de tipo normal en aspersores con 2 boquillas y
presiones menores a 2,5 kg/cm2
.
En cambio las curvas del tipo E y D, son las normales en aspersores de una sola boquilla y de
presin baja o alta, es decir mayor o menor a 2,5 kg/cm2.
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En el grfico siguiente se presentan las variaciones pluviomtricas con arreglo a separaciones de
aspersores y tipos de este. En este grfico en el eje de las abscisas se da el tanto por ciento de
recubrimiento del radio del aspersor y, en ordenadas, para el porcentaje anterior, el coeficiente de
uniformidad en el riego que se alcanza, en %.
El examen de este grfico nos muestra que en aspersores con curvas del tipo A, B o C, de baja
presin, con separaciones entre 50 y 70% del radio de alcance, tenemos uniformidad mxima y, en
cambio, con un aspersor de curva tipo D o E esta separacin tiene que ser del 75 al 85%. En la prctica la
uniformidad alcanzada con las separaciones anteriores entre lneas de aspersores se mantiene, tanto en
disposicin en cuadrado como en tringulo, con separacin idntica entre aspersores.
En la prctica se toma como regla general que el espaciamiento entre aspersores ser de 0,33 R a
0,40 R y de 0,66 R la separacin entre laterales.
II.4. CRITERIO DE ELECCION DEL ASPERSOR
en los acpites anteriores se han venido desarrollando las caractersticas de los aspersores en forma
general, pero ahora queda la parte ms fundamental para la eleccin del aspersor a utilizarse en el proyecto
de riego localizado de alta frecuencia por aspersin, esto se lo realiza bajo dos factores preponderantes, a
saber:
I Ih ; la pluviometria media horaria debe ser menor igual a la infiltracin del terreno
t tr rc> : el tiempo de riego debe ser mayor que el tiempo de riego calculado.
De los dos factores nombrados, el primer es condicin que se debe cumplir sin lugar a dudas , en
cambio la segunda es ms manejable con la programacin de riegos.
III.5. CAUDAL NECESARIO Y TIEMPO DE RIEGO
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Como se mencion anteriormente, el primer dato que se necesita en todo proyecto de riego, en
general, es el de las necesidades de agua para atender los cultivos a implantar en el mes de mximo
consumo.
El dato anterior se da normalmente en m 3/Ha; es posible pasarlo a mm. sabiendo que un mm
equivale a 10 m3/Ha; luego A/10 son los mm de agua necesarios en el mes crtico que como dijimos
anteriormente es el de mximo consumo.
En el informe agronmico debe figurar tambin la capacidad de campo del terreno. Esta indica el
peso del agua, expresado en % de terreno seco, que ste puede retener sin prdidas; de ella se determina
la dosis mxima de riego por unidad de profundidad, es decir, el volumen que el terreno puede recibir
retenindolo totalmente,D, que se expresa en m3/Ha, por lo queD/10 vendr dado en mm.
Con el objeto de tener cierto margen de seguridad se toma como dosis real para el clculo el 75%
de la anterior, sea:
DD
=75
1000
.[mm] 3.17
Lo anterior se hace simplemente porque no es conveniente llegar nunca a un punto de agotamiento
total de la humedad til del terreno, norma que se adopta asimismo con el fin de que las anormalidades
que puedan producirse en la instalacin queden cubiertas por poderse ampliar en caso extremo el horario
de riego, al existir margen para este fin, sin perjuicio de cubrir al turno mximo o periodo entre dos riegos
que realmente precisa el cultivo.
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Conociendo los datos de la dosis de riego, el nmero de aspersores y el caudal medio de los
aspersores, es posible el clculo del tiempo de aplicacin del riego, que es definido de acuerdo a los
estudios realizados en Espaa por los investigadores Hernandez Abre y Rodrigo Lpez, como:
t De qa a
= '.
3.18
siendo:
ta : tiempo de aplicacin [h/dia]
D : dosis total de riego por planta y da [l/da]
e : nmero de emisores por planta
qa : caudal nominal del emisor [l/h]
Con anterioridad, se encuentran fijados el tipo del aspersor y la disposicin de la instalacin de los
laterales, por lo que solo restara determinar los lmites de utilizacin del proyecto, que sern los
parmetros que regirn las condiciones de manejo de la instalacin.
Con los valores de td y ta , es posible determinar el nmero de unidades operacionales
(subunidades) de riego que podrn ser atendidas, segn la frmula siguiente:
Nt
t
d
a
= 3.19
El valor de N deber ser redondeado por defecto al entero ms cercano. Segn este redondeo se
recalcular el tiempo de aplicacin:
tt
Nad= [h] 3.20
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Ahora es posible determinar el caudal medio del emisor con la siguiente frmula:
qD
e ta a
''
.= [l/h] 3.21
Este valor debe ser comparado con el caudal nominal del aspersor q a elegido para el tanteo.
Se podrn presentar dos casos:
a)q q
q
a a
a
'
,
0 10 , entonces se considera aceptable el ajuste.
b)q q
q
a a
a
'
,
> 0 10 , para este caso, se puede optar por:
Fijar qa y seguir con el clculo o presentar un nuevo qa , recalcular los anteriores valores.
Variar N y volver a los clculos anteriores. El incremento de N, dar como resultado la
disminucin del tiempo de aplicacin td, y por lo tanto aumentar qa .
Variar td conservando N, con lo que si se disminuye td , se incrementar qa .
Con los valores anteriores, determinados, se puede obtener el caudal del sistema Q s , que sera el
caudal de entrada a la subunidad o de salida del regulador de presiones para la subunidad, en m3/h.
QArea
N
e q
S Ssa
p r
= 10.
.3.22
donde:
Area : superficie a regar [Ha]
Sp : separacin entre plantas en una misma fila [m]
Sr : separacin entre filas de plantas [m]
Conociendo las necesidades anuales, Df en mm. , se determina el volumen de agua necesario al
ao, Vren m3.56
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V A Di r= 10. . 3.23
Esto permitir conocer el tiempo de riego durante el ao para la subunidad calculada, dato que se
emplear para una apreciacin de los costos de operacin del sistema y luego establecer un balance de la
productibilidad del mismo, lo cual a su vez permitir establecer la conveniencia o no de la adopcin de este
nuevo sistema de riego que puede compararse con otros.