UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA SUR

ÁREA DE CONOCIMIENTO DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE AGRONOMÍA

“TESINA”

EVALUACIÓN HIDRAÚLICA DEL PIVOTE CENTRAL

QUE COMO REQUISITO PARA OBTENER EL TITULO DE:

Ingeniero Agrónomo

PRESENTA:

Sergio Guillermo Rosas Alayola.

DIRECTOR:

DR. SERGIO ZAMORA SALGADO

La Paz, B.C.S, Octubre de 2014.

i

AGRADECIMIENTOS

A dios por haberme dado la vida, a la UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BAJA

CALIFORNIA SUR que fue mi segundo hogar donde termine de forjarme para ser

una persona de bien. A todos mis compañeros de generación que compartieron

parte de sus vidas. Quiero agradecer a mis hermanos José, Héctor, Rosy ,Jorge,

Malena, Bertha, Fidel y más que nada a Alfredo que él fue quien me animo para

terminar lo que había dejado pendiente, como también a mi cuñado luis,sobrinos y

cuñadas que me ayudaron para poder realizar la tesina.

Estoy muy agradecido a un gran amigo y maestro el Dr. Sergio Zamora Salgado

por dedicarme su tiempo y orientarme para desarrollar y terminar la tesina.

Así como a mis sinodales al Dr. F. Alfredo Beltrán Morales y al Ingeniero Gregorio

Lucero Vega que han dedicado de su valioso tiempo en hacerme las correcciones y

revisar que este trabajo salga lo mejor posible en verdad se los agradezco.

A pesar de que deje pasar demasiado tiempo para hacer mi examen final creo que

nunca es tarde para terminar lo que un día empecé y es muy satisfactorio para mí

poder hacerlo. Gracias

ii

DEDICATORIA

Quiero dedicar esta tesina a las personas que extraño mucho, que nunca he dejado

de pensar en ellos y los cuales me dieron la vida, cuidaron de mi, me formaron con

sus enseñanzas al igual que a todos mis hermanos y siempre los llevo a

dondequiera que voy. Mis padres Fidel Rosas González (q.e.p.d.) y mi madre Olga

Rosaura Alayola Espinoza (q.e.p.d.). Siempre seguiremos los ejemplos,

enseñanzas y sobre todo el gran cariño que nos tuvieron.

A mi esposa Norma Alicia Cosío Minjares por su gran apoyo incondicional y gran

cariño que me tiene.

A mis hijos Sergio Guillermo Rosas Cosío y Alicia Jacqueline Rosas Cosío por ser

dos estrellas bajadas del cielo siempre brillaran en mi corazón.

A mis hermanos José, Rosy, Héctor, Alfredo, Jorge, Fidel, Malena, y Bertha que

mejores hermanos no pudiera tener, a todas mis cuñadas y cuñado, sobrinos, que

de una forma u otra intervinieron para ayudarme incondicionalmente. Gracias por

su amor y su ayuda siempre estaré agradecido.

iii

INDICE

1. INTRODUCCIÓN 1

2. REVISIÓN DE LITERATURA 3

2.1 RIEGO 3

2.2. RECURSOS DE LA AGRICULTURA EN MEXÍCO. 4

2.3. MÉTODOS Y SISTEMAS DE RIEGO. 5

2.3.1. Métodos de riego superficiales: 6

2.3.2. Métodos de riegos presurizados: 7

2.4. SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN 8

2.4.1. Ventajas del sistema de riego por aspersión 8

2.4.2. Desventajas del sistema de riego por aspersión 9

2.5. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ASPERSIÓN. 9

2.6. SISTEMA DE RIEGO POR PIVOTE CENTRAL 12

2.6.1. Características Generales 12

2.6.2. Partes del punto de pivote. 17

3. MATERIALES Y MÉTODOS 22

3.1 Uniformidad de Distribución 22

3.1.1. Uniformidad en base al método del cuarto inferior. 22

3.1.2. Uniformidad de Heermann y Hein. 22

3.2. Procedimiento: 24

3.3. Matariles utilizados 25

3.4 Trabajo de campo: 25

4. RESULTADOS: 28

4.1 Coeficiente de Uniformidad en Base al Cuarto Inferior. 33

4.2 Uniformidad de Heermann y Hein. 36

5. CONCLUSIÓN: 40

6. BIBLOGRAFIA 41

iv

INDICE DE FIGURA.

Figura 1.- Porcentaje de superficie agrícola por sistema de producción: riego y temporal 5

Figura 2.- Sistema de riego por goteo con todos sus implementos. 7

Figura 3.- Sistema de riego por aspersión. 9

Figura 4.-. Pivote central. 12

Figura 5.- Torre. 13

Figura 6.- Tramo de un pivote central. 13

Figura 7.-Voladizo o tramo suspendido. 13

Figura 8.-Estructura base o centro de pivote. 14

Figura 9.- Diferentes emisores utilizados en pivote central. 16

Figura 10.-Partes de la base o punto pivote. 18

Figura 11.- Tablero de control automático del equipo. 19

Figura 12.- Sistema de engranaje de torre. 20

Figura 13.- Voladizo con cañón. 21

Figura 14.-Medición de los aspersores. 25

Figura 15.- Aforo volumétrico de los aspersores 26

Figura16.- Lectura de presión de los aspersores. 26

Figura17.- Colocación de los pluviómetros. 26

ÍNDICE DE CUADROS

Cuadro 1. Datos de presión y gasto de 91 aspersores. 28

Cuadro 2. Distancia de los aspersores con respecto al centro

del pivote y volumen. 31

Cuadro 3. Distribución de volúmenes en orden descendentes. 33

Cuadro 4. Coeficiente de Uniformidad de Heermann y Hein 36

ÍNDICE DE GRAFICAS

Grafica 1. Relación entre presión y gasto del sistema de riego

por aspersión (pivot) 31

1

1. INTRODUCCIÓN

La expansión de la civilización humana obligó a los antiguos pobladores a

alejarse de los cuerpos de agua y a desarrollar diferentes técnicas de riego

para sus cultivos. Posiblemente el dominio de la técnica del riego impulsó una

nueva forma de vida, más segura y con menos riesgo que la vida errante de

cazador. (MUT 2001).

Con la agricultura nace una nueva revolución para el hombre, el dominio

del agua, el arte del riego, el conseguir comida sin tener que hacer grandes

Migraciones. Para aquellos pueblos que estaban en continuo movimiento, fue

un verdadero cambio en cuanto a sus costumbres. (MUT, 2001).

Esta nueva forma de vida alejada de los cuerpos de agua permite realizar

asentamientos en climas muy diversos, incluyendo climas áridos y semiáridos.

Por ende, la optimización del recurso agua se ha vuelto vital para el desarrollo

de estas zonas en México y el Mundo (MUT, 2001)

México es un país cuyo territorio presente extensas regiones de zonas

áridas y semiáridas, que cubren el 54.3% de su superficie total. Aunque existan

pequeñas zonas áridas repartidas por todo el país, como producto de las

condiciones climáticas locales, la mayor extensión de zonas áridas en México

se ubica en el cinturón o faja mundial de aridez, que en el país corresponde a

los desiertos Chihuahuense y Sonorense; este último se extiende a la casi

totalidad de la península de Baja California y partes bajas del estado de

Sonora. Estos desiertos rebasan la frontera mexicana y penetran al sur de

E.U., en los estados de California, Arizona y Texas. (Cervantes, 2005).

De los 32 estados que integran el territorio nacional, 25 representan

porciones áridas en mayor o menor proporción. Cubren casi totalmente las

superficies territoriales de los estados de Aguas Calientes, Baja California y

Baja California Sur. Coahuila y Sonora; de manera parcial se presentan en los

estados, de Colima, Chihuahua, Durango, Guanajuato, Guerrero, Hidalgo,

Jalisco, México, Michoacán, Nuevo León, Oaxaca, Puebla, Querétaro, San Luis

Potosí, Sinaloa, Tamaulipas, Tlaxcala, Yucatán y Zacatecas. Su presencia no

2

se limita a las franjas de los desiertos (latitud de 30°), sino que también existen

dentro de la proporción tropical del país, en las cuencas de los ríos zaca tula-

balsas y mezcalatlaponeco (Guerrero); así mismo, en la confluencia de los

valles de san Juan perote, en los límites entre los estados de Puebla y

Veracruz (cervantes, 2005).

Una evaluación hidráulica de un sistema de riego es un análisis del sistema

a través de técnicas basadas en mediciones de campo, para verificar su

correcto funcionamiento bajo condiciones reales de uso, y también para

determinar la eficiencia del sistema, con la finalidad de tomar las medidas

oportunas para optimizar la gestión integrada de recursos (agua y energía).

Así, a partir del análisis del comportamiento real del sistema,

conseguiremos:

-identificar las deficiencias de diseño y de funcionamiento del sistema, y

consecuentemente, las alternativas a realizar para corregir las condiciones de

la explotación

-determinar los niveles de eficiencia del sistema referidos a la aplicación y

uniformidad de distribución de agua, y su comparación con los niveles

potenciales admitidos

-la obtención de datos que conduzca a la mejora de la concepción de futuros

sistemas semejantes

-hacer acopio de información en relación a la comparación de distintos

métodos, sistemas de distribución y condiciones de operación en bases

económicas, con el fin de determinar su validez

-la evaluación de la normativa que rige el funcionamiento del sistema de

riego, y la propuesta de las mejoras oportunas, en su caso.

En este estudio concreto, se va a realizar la evaluación hidráulica de un

pivote de riego por el método del Cuarto inferior y Heermann y Hein.

3

2. REVISIÓN DE LITERATURA

2.1 RIEGO El riego es la aplicación de agua por métodos artificiales a cualquier

superficie dedicada al cultivo de plantas. El riego se practica en muchas partes

del mundo como complemento o sustitución de las precipitaciones naturales

para aportar al suelo la humedad necesaria al cultivo de las plantas. El

mantenimiento de la humedad adecuada del suelo es un factor esencial para el

desarrollo de una agricultura productiva (Cisneros, 2003).

Por otra parte, es sabido que las actividades agropecuarias son la base

de la alimentación y de sobrevivencia para el hombre, por esta razón cada una

de sus áreas o disciplinas de estudio e investigación, deben fortalecerse para

producir más con menos recursos y a un menor costo. El riego agrícola, por su

estrecha relación con el uso, el manejo y la conservación del agua, es una de

estas áreas dentro de la agricultura que requiere de mayores estudios, avances

tecnológicos y de la aplicación de los mismos sin deteriorar el medio ambiente.

(Cisneros, 2003).

El riego, se considera como una ciencia milenaria, en algunos países el

riego se estableció como una actividad de vital importancia, entre los casos de

pueblos con vocación en la irrigación se tienen a los antiguos egipcios, chinos,

babilonios e hindúes. (Cisneros, 2003).

En México, un ejemplo clásico de sistemas de riego antiguos son las

chinampas, sistemas de producción agrícolas sobre los lagos, utilizados por los

aztecas antes de la época de la conquista con la finalidad de producir los

cultivos básicos de su alimentación en forma segura; el sistema en sí combina

el conocimiento del riego subterráneo con la hidroponía (Cisneros, 2003).

Después de los 80´s, en todo el mundo fue desarrollándose el riego

como una ciencia evolutiva de tal manera que las técnicas año con año, son

cada vez mejores porque conjunta ahorro de agua, ahorro de energía y al ser

extensivas abaratan los costos, con un aumento en la producción importante.

En ésta época se introducen técnicas de fertilización y aplicación de químicos a

través del riego, lo que se ha denominado fertigación y quemigación. Esta

4

práctica ha desencadenado una alta productividad en los cultivos y ha hecho

más eficiente el uso de los recursos. (Cisneros, 2003).

2.2. RECURSOS DE LA AGRICULTURA EN MEXÍCO.

SAGARPA, 2013, en el decreto por el que se aprueba el Programa Sectorial

de Desarrollo Agropecuario, Pesquero y Alimentario 2013-2018, señala que en

México, más del 60% de la superficie es árida o semiárida, el cielo alimenta las

reservas hídricas con poco más de un millón y medio de metros cúbicos de

agua de lluvia al año y el 77% de este recurso es utilizado en la agricultura, con

grandes deficiencias en su uso y suministro.

El 74% de la superficie agrícola se cultiva en temporal, por lo que la

producción está más expuesta a los efectos climáticos (sequías, inundaciones,

heladas, entre otros); solo el 26% de la superficie cultivada, cuenta con riego y

estas áreas son cuatro veces más productivas que las de temporal en términos

de valor.

Los principales problemas del agua son la sobreexplotación de acuíferos,

baja eficiencia en su uso, contaminación excesiva, incremento de la demanda y

disminución de las fuentes de abastecimiento. La sobreexplotación de los

acuíferos ha ocasionado agotamiento de manantiales, contaminación por

inclusión salina, reducción y desaparición de cuerpos de agua, así como

pérdida de ecosistemas y biodiversidad, lo que ocasiona una menor oferta de

agua para consumo humano y productivo

La falta de infraestructura de riego representa un freno estructural para la

productividad, del agua destinada a la producción de alimentos solo el 46% se

usa de manera eficiente.

El reto es mejorar y aprovechar racionalmente el agua a través de sistemas

de riego con tecnologías cada vez más avanzadas, así como aumentar la

superficie bajo riego.

Continua diciendo que la tierra cultivable es un factor estratégico para la

producción y presenta limitaciones para crecer dadas sus condiciones

estructurales. La mayoría de los productores rurales posee unidades de

5

producción cuya superficie es menor a 5 hectáreas, lo que provoca situaciones

de subsistencia por falta de escala productiva.

El principal desafío que enfrenta la agricultura en nuestro país es la

disponibilidad y uso eficiente del agua, como insumo fundamental para la

producción. Solo el 26% de la superficie cultivable cuenta con riego. Por ello el

incremento de la productividad se apoya en el uso eficiente y sustentable del

agua, así como en la expansión de la superficie de riego.

En México el 74% de la superficie agrícola que se siembra se cultiva en

temporal, por lo que la producción está cada vez más expuesta a los efectos

del cambio climático (sequías, inundaciones, heladas, entre otros), lo que

representa un freno estructural para la productividad. En las zonas de riego se

genera el 60% del valor total de la producción, lo que significa que el área de

riego es cuatro veces más productiva que la de temporal en términos de valor,

como se muestra en la fig. 1. (SAGARPA 2013).

2.3. MÉTODOS Y SISTEMAS DE RIEGO.

Es común referirse al riego en la parcela utilizando dos términos, métodos de

riego y sistemas de riego; a veces, como sinónimos. Se hace aquí una

distinción; se entiende por método de riego al conjunto de aspectos que

caracterizan el modo de aplicar el agua a las parcelas regadas, y se entiende

por sistema de riego al conjunto de equipamientos y técnicas que proporcionan

esa aplicación siguiendo un método dado. En estas condiciones, los sistemas

de riego tienen obligatoriamente que ser tratados cuando se habla de los

Figura 1.- Porcentaje de superficie agrícola por sistema de producción: riego y temporal

6

métodos. De forma diferente, cuando se abordan los sistemas no es necesario

detallar los métodos, pero es importante incluir aspectos de dimensionamiento

hidráulico. El término sistemas de riego es también utilizado para referir el

conjunto de equipamientos y técnicas de gestión que aseguran la captación del

agua, su almacenamiento, transporte y distribución a los regantes, que son

asuntos cuya amplitud aconsejó que no fueran tratados aquí. Se harán, sin

embargo, algunas referencias a tales sistemas cuando sea oportuno

Pereira y Trout, (1999), señalan que Se entiende por método de riego la

forma en que se aplica el agua al suelo para que sea utilizada por la planta.

Una forma de clasificar los métodos es:(Tarjuelo 205)

• Riego de superficie, o por gravedad, comprendiendo el riego por

inundación, en canteros tradicionales y surcos cortos o en canteros con

nivelado de precisión, el riego por sumersión en canteros para arroz, el riego

por infiltración en surcos o en fajas y el riego por escorrentía libre.

• Riego por aspersión, con sistemas estáticos y disposición en cuadrícula,

fijos o móviles, con sistemas móviles de cañón o ala sobre carro tirada por

enrollador o por cable, y sistemas de lateral móvil, pivotante o de

desplazamiento lineal.

• Riego localizado, o microrriego, comprendiendo el riego por goteo, por

difusores o borboteadores ("bubblers"), por tubos perforados o porosos, el

micro-aspersión y el riego sub-superficial por tubos perforados y tubos porosos.

• Riego subterráneo, realizado por control de la profundidad de la capa

freática. (Santos et –al 2010).

2.3.1. Métodos de riego superficiales:

Se denominan así porque el agua se desplaza normalmente por sobre la

superficie del área a regar, cubriéndola total o parcialmente. A estos métodos

también se les llama gravitacionales debido a que el agua se mueve por

diferencia de cota entre un punto y otro por la acción de la fuerza de gravedad

http://combate_sequia.pe.tripod.com/elcombatedelasequayladesertificacin/id7.h

tml 2014).

7

El objetivo de los sistemas de riego es poner a disposición de los cultivos el

agua necesaria para que cubran sus necesidades, complementando la recibida

en forma de precipitaciones naturales. Cuando se distribuye agua por una

parcela de cultivo, existen dificultades que ocasionan pérdidas e impiden que el

agua se reparta de forma homogénea. Es importante solventar estas

dificultades, pero lo es aún mayor cuando el agua es un recurso de escasez

creciente. Para juzgar la calidad de un sistema o instalación de riego se

emplean algunos conceptos que es necesario conocer. (Badillo et al, 2009).

2.3.2. Métodos de riegos presurizados:

Se denominan así porque requieren de una determinada presión para

operar. El agua puede ser obtenida por una diferencia de cota entre la fuente

de agua y el sector a regar, o por un equipo de bombeo.

2.3.2.1. Por goteo o riego localizado: el riego por goteo es un sistema de

irrigación que consiste en proporcionar agua justo al pie de cada planta, en la

zona de influencia de las raíces, por medio de un sistema de válvulas, tuberías

y emisores. Este sistema permite que las plantas reciban el agua suficiente

para que se desarrollen de manera óptima. Ha sido uno de los grandes

avances en la agricultura, debido a que permite la utilización controlada del

agua, sin desperdiciarla. (Http: //www.misrespuestas.com/que-es-el-riego-por-

goteo.html, 2014).

Figura 2.-sistema de riego por goteo con todos sus implementos.

(http://jardinplantas.com 2014)

8

2.3.2.2. Por aspersión: el sistema de riego por aspersión consiste en la

distribución del agua a los cultivos en forma de lluvia, mediante la presión

hidráulica de una bomba, una o más líneas de tuberías y un conjunto de

boquillas o aspersores que la rocían. La eficiencia del riego por aspersión es de

un 80% frente al 50% por los riegos por inundación tradicionales.

2.4. SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN

El sistema por aspersión consiste en la aplicación de agua a semejanza

de la lluvia natural; con la finalidad de evitar escorrentía el agua debe ser

aplicada a una intensidad tal que no supere la infiltración mínima o básica del

suelo. Además de lo anterior, la disposición de los rociadores debe hacerse de

manera que pueda lograrse una buena distribución del agua aplicada.

El sistema de riego de aspersión es una de los más versátiles, existen desde

los sistemas más sencillos de baja presión y manuales, hasta los más

complicados de alta presión y totalmente automáticos como el pivote central.

(ESQUIT, 2004).

2.4.1. Ventajas del sistema de riego por aspersión

• Factibilidad de regar tierras que por sus características topográficas no

pueden ser irrigadas con riego por superficie.

• No se requiere de nivelación de tierras.

• Puede prevenirse la escorrentía y consecuentemente la erosión.

Figura 3.-Sistema de riego por aspersión.

Http://jardinplantas.com/el-riego-por-aspersion/, 2014

9

• Mayor eficiencia en el uso del agua con relación a métodos de riego por

superficie

• Pueden aprovecharse pequeños caudales de agua.

• Ahorro de mano de obra en el caso del pivote central.

• Mejor aplicación de fertilizantes.

• Mejor control de la humedad del suelo.

• Posibilidad de trasladar el equipo al dejar de utilizar la tierra.

• Se requiere menor tiempo para la implementación.

2.4.2. Desventajas del sistema de riego por aspersión

• El costo de inversión inicial es alto.

• Alto requerimiento de energía, siendo mayor en el sistema de aspersión

móvil que en el pivote central.

• Surgen inconvenientes al no disponer de un caudal continúo.

• La movilización del equipo en suelos saturados de agua es problemático.

• La distribución y eficiencia de aplicación se ve afectada por el viento.

• Requiere de mejores características y calidad química del agua, con

relación a sistemas de riego por superficie. (Esquit, 2004).

2.5. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ASPERSIÓN.

Resulta conveniente clasificar los sistemas de aspersión en función de la

movilidad de los diferentes elementos del sistema ya que facilita la

comprensión de su funcionamiento y puede dar idea de los gastos de inversión

necesarios.

Los sistemas de riego por aspersión pueden agruparse en dos grandes

familias: los estacionarios, que permanecen fijos mientras riegan, y los de

desplazamiento continuo mientras realizan la aplicación del agua. (Tarjuelo,

2005).

10

Los sistemas semifijos suelen tener fija la red de tuberías principales, que

normalmente va enterrada, y las tomas o hidrantes, donde se conectan los

ramales de riego, que son móviles. Estos ramales de riego pueden llevar

directamente acoplados los aspersores o bien ir dotados de mangueras, que

desplazan los aspersores sobre “patines” a una determinada distancia del

lateral (30 a 45 m), pudiéndose realizar varias posturas de riego sin necesidad

de cambiar la tubería. Existe otra variante en la que todas las tuberías son fijas,

desplazándose únicamente los tubos porta aspersores y los aspersores.

Los sistemas fijos permanentes mantienen todos sus elementos fijos

durante la vida útil, lo que implica que todas las tuberías tengan que estar

enterradas, mientras que los sistemas fijos temporales hay que montarlos al

principio de la campaña de riego y retirarlos al final de la misma, lo que implica

que los ramales y sus tuberías de alimentación tengan que estar en superficie,

pudiendo ser de aluminio o de PVC. (Tarjuelo, 2005)

Móviles

Fijos

Semifijos

Tubería móvil (Manual o mecánica)

Tubería fija

Permanente (Cobertura total enterrada)

Temporales (cobertura total aérea)

Ramales

desplazables

Aspersor

gigante

Pivote (desplazamiento circular)

Lateral de avance frontal

Ala sobre carro (power roll)

Cañones viajeros

Cañones enrolladores

Estacionarios

Desplazamiento

Continúo

Clasificación de los Sistemas de Aspersión

11

Para la elección del sistema pueden tenerse en cuenta las siguientes

consideraciones:

La tendencia actual es hacia los sistemas de baja presión, que permitan

el riego nocturno. (por menor evaporación, velocidad de viento y coste

energético), y sean de fácil manejo y automatización. En este sentido uno de

los sistemas más interesantes son los pivot o pivotes.

En parcelas pequeñas o de forma irregular se adaptan mejor los

sistemas fijos.

Los sistemas semifijos de tubería móvil se están utilizando cada vez

menos, a pesar de ser los que requieren menor inversión, por las mayores

necesidades de mano de obra, incomodidad de manejo y peor calidad del

riego, siendo más utilizados los sistemas fijos.

Los laterales de avance frontal son muy adecuados para parcelas

rectangulares de gran longitud, consiguiendo una alta uniformidad de riego con

baja presión, pero requieren mayor inversión que los pivotes y tienen un

manejo más complicado. Una variante que parece muy interesante son los

laterales de tamaño medio (inferiores a 300 - 350 m) que pueden regar con

movimiento frontal o en círculo, teniendo la ventaja de su gran movilidad y

adecuación a parcelas con forma más o menos irregular. En este caso, puesto

que ambas situaciones funcionan con diferente carta de emisores, se necesitan

válvulas hidráulicas en la base de aquellos emisores no comunes a ambas

disposiciones, que entran en funcionamiento únicamente en el momento

adecuado comandados por un circuito hidráulico.

Las alas sobre carro son también sistemas interesantes por su gran

movilidad y adecuación a diferentes condiciones de parcelas y cultivos,

permitiendo la utilización de la baja presión, por lo que están sustituyendo en

algunos casos a los aspersores gigantes (cañones), por sus problemas de

elevada presión de trabajo, gran tamaño de gota, mayor distorsión por el

viento, etc., que los hacen casi únicamente adecuados para “riegos de

socorro”, praderas, etc. No obstante, los cañones de riego requieren menor

inversión que las alas sobre carro y son de más fácil manejo, lo que está

limitando en la práctica el uso de las alas sobre carro. (Tarjuelo, 2005).

12

2.6. SISTEMA DE RIEGO POR PIVOTE CENTRAL

2.6.1. Características Generales

Un pivote central o lateral móvil consiste básicamente en una tubería

lateral con aspersores (Figura 4). La tubería lateral es soportada por tensores

de acero y torres (Figura 5) espaciadas entre 30 y 60 m. Cada torre cuenta con

un motor y va sentada sobre dos o cuatro grandes ruedas de goma. El

conjunto de tuberías, tensores y aspersores entre dos torres se llama tramo

(Figura 6). En cada torre hay acoples flexibles que conectan las tuberías de dos

tramos adyacentes. El largo máximo de los tramos es función del tamaño de la

tubería, su espesor, pendiente y topografía del terreno. El largo de los tramos

no tienen por qué ser uniformes y generalmente varía para adecuarse a las

dimensiones del campo o para ajustar la altura de los aspersores en terrenos

ondulados. El voladizo (Figura 7) es una tubería de menor diámetro, con

aspersores, suspendida por cables al final de la última torre para aumentar el

área regada. Cañones y sistemas de esquinas pueden ser colocados al final

del equipo para aumentar el radio mojado o regar en las esquinas. La longitud

más común de los pivotes es 400 m y su vida útil es de 15 a 20 años.

(BARONA 2012).

.

Figura 4.- Pivote Central

Figura 4.- Pivote Central

13

.

Figura 5.- Torre.

Figura 7.- Voladizo o tramo suspendido

Figura 6.- Tramo

14

La mayoría de los pivotes son eléctricos, aunque también usan motores

hidráulicos que son más caros. Un motor eléctrico o hidráulico de alrededor de

1 HP va en cada torre para permitir su movimiento en forma autónoma (Figura

7). Cables eléctricos y líneas hidráulicas van colocados longitudinalmente a la

tubería lateral, contando con cajas de control en cada torre. El panel de control

usualmente se localiza en la estructura base o centro de pivote (Figura 8).

(BARONA 2012).

.

Sin incluir la estructura base, puede haber de una a quince torres en cada

sistema. Las torres son generalmente identificadas por números, comenzando

desde la más cercana a la base del Pivote o el motor, en caso de laterales de

avance frontal. Las torres siguen la misma huella en el campo, lo que puede

provocar problemas de tracción y escurrimiento por la compactación del suelo

húmedo. Este problema es frecuente en suelos de texturas arcillosas,

básicamente cambiando el diámetro, el ancho o la banda del rodado se puede

encontrar la solución. En casos más críticos de tracción, la implementación de

un aro adicional de rodado o la estabilización de la huella en el campo pueden

ser requeridas.

Figura 8 -. Estructura base o centro de pivote

15

La mantención de la alineación de los pivotes o laterales de avance

frontal es fundamental para el correcto funcionamiento del equipo. El equipo

puede sufrir grandes daños si falla el alineamiento, por ello cuentan con

sensores localizados sobre las tuberías en cada torre, haciéndolas avanzar o

parar de manera que no pierdan la alineación. Los Generalmente la primera

torre tiene un cronómetro adicional que, detiene el sistema cuando hay

problemas del alineamiento. Una tracción inadecuada de las torres puede

producir problemas de enfilamiento.

Generalmente la torre más alejada del punto de Pivote controla el

movimiento de la máquina. El tiempo de rotación mínimo es generalmente

entre 14 y 20 hrs. (2 – 3 m/min. en la torre final). En cada torre se pueden

instalar cajas reductoras para aumentar la velocidad y así reducir el tiempo de

rotación a menos de 12 hrs. (4,3 m/min. en torre final) lo que es deseable en

suelos livianos, arenosos o arcillosos agrietados. Un panel de control regula la

velocidad media de la torre más alejada, que actúa como guía para el sistema

completo. Esta torre se hace funcionar un cierto porcentaje de tiempo de cada

minuto, un 100% produce que la máquina avance a máxima velocidad (mínimo

tiempo de rotación), mientras al 50% de avance, la última torre se mueve a la

mitad de la velocidad máxima. Por supuesto, la rotación más lenta aplica

mayor cantidad de agua. (BARONA 2012)

El hecho de que cada torre pare y parta repetidamente para mantenerse

alineadas no es un problema para la aplicación de agua uniformemente, sin

embargo con pesticidas específicos aplicados en pequeñas dosis y de alto

costo, este movimiento intermitente podría afectar la uniformidad de aplicación.

Los dos tipos de aspersores usados en Pivotes centrales y laterales

móviles son de impacto y spray (figura 9). Los de impacto son generalmente

de baja presión y bajo ángulo y van montados directamente sobre la tubería

lateral del Pivote. Los tipo spray puede ser montado sobre la tubería de lateral,

pero más frecuentemente se ubican en el extremo de una tubería bajante

flexible, conectada en forma de U a la parte superior de la tubería lateral,

manteniendo los emisores sobre la canopia del cultivo. La altura puede ser

modificada según el crecimiento del cultivo. La localización, espaciamiento,

16

tamaño y descarga de cada aspersor es especificado por el fabricante. Un

pivote estándar de 400 m tiene 100 a 110 aspersores. Los spray de baja

presión son los más comúnmente utilizados para reducir las pérdidas por viento

y evaporación, aunque los de impacto son aún utilizados en algunas zonas.

Uso de aspersores de impacto de alta presión es raro. El uso de reguladores

de presión o controles de flujo ubicados junto al emisor, es común en sistemas

de baja presión. (BARONA 2012).

Las máquinas modernas tienen espaciamiento uniforme de aspersores

que varía entre 2,3 a 3 m, dependiendo del fabricante. Cerca del centro, donde

el avance es lento, puede ocurrir que no todas las salidas tengan un aspersor

instalado, con el fin de reducir la aplicación de agua. Después de la primera

torre todas las salidas tienen su aspersor.

Un caso especial es el método de Aplicación de Precisión de baja

energía (LEPA), que puede ser instalado en pivotes centrales o laterales de

avance frontal. Los sistemas LEPA tiene tuberías bajantes en cada metro,

extendiéndose hasta la superficie del suelo, donde un emisor de baja presión

reemplaza al aspersor (Figura 9). El agua es aplicada directamente al surco y

las pérdidas por evaporación se minimizan ya que la canopia no se moja.

Figura 9. Tipos de emisores utilizados en el pivote central

17

El cultivo es plantado en círculo para que los bajantes no dañen las plantas.

Las máquinas modernas son generalmente diseñadas para operar a 250 KPa o

menos. Estas presiones son insuficientes para los cañones finales, por lo que

se colocan bombas eléctricas en la última torre. La descarga de los cañones

finales y sistemas de equinas deben ser controlados para no mojar caminos,

flujos de agua, redes de drenaje, especialmente cuando se aplican químicos.

(BARONA 2012)

2.6.2. Partes del punto de pivote.

2.6.2.1. Patas del Pivote – Las patas del pivote utilizan acero de alta

resistencia, calibre 9, 60,000 psi de límite elástico, galvanizado. La mayor

resistencia que se logra con el diseño de canal en C rolado en frío y la sección

transversal de 8" de ancho x 3" x 1.25" de las patas del Pivote, elimina la

necesidad de travesaños y ofrece un fácil acceso a todos los componentes en

la estructura inferior. La pata más ancha se fija a una pata grande del pivote

con cuatro tornillos grado 5 de 5/8" y luego se fijan firmemente al patín con

tornillos de 1” grado comercial. Figura 10. (Noriega, 2008).

2.6.2.2. Escalones de la Plataforma del Pivote– Se pueden montar

escalones para la plataforma perforados de servicio pesado (no ángulo) en una

o más patas del pivote y se han diseñado específicamente para lograr un

ascenso cómodo y seguro. Se dispone de un pasillo que ofrece un fácil acceso

a todas las partes de la estructura superior. Figura 10.

2.6.2.3. Cojinete del Pivote– El cojinete largo de 18" hecho de tubería

con ajuste a presión de 1/4" se soporta con ocho ángulos estratégicamente

colocados eliminando cualquier torcedura para que el cojinete pueda correr

“sin” que se pegue o se doble. El empaque de labio sencillo o de labio triple

(baja presión) opcional sella contra una superficie de acero inoxidable para

optimizar la vida del empaque y proporcionar un sellado excelente. Figura 10.

18

2.6.2.4. Unión Flexible del Pivote– La unión flexible del pivote

multidireccional, conectada arriba del cojinete del pivote a un codo superior

largo de barrido de diámetro total, es estándar en todos los sistemas Reinke.

La unión flexible del pivote está diseñada para minimizar el esfuerzo ejercido

en el cojinete del pivote y la estructura. Figura 10. (Reinke, 2014).

2.6.2.5 Elevador del Pivote– El tubo elevador, abajo del cojinete del

pivote, está disponible en dos alturas diferentes para alojar las conexiones de

entrada. El codo inferior de curva constante ofrece menor fricción de flujo al

sistema y se ofrece con bridas en una variedad de opciones (plano, brida SAE

y, extremos de cople de anillo con seguro). Se pueden usar varias opciones de

filtro en lugar de los codos inferiores que empatan con el elevador y el tubo de

entrada. Figura 10.

2.6.2.6. Carrete del Colector– El carrete del colector ó anillo colector tiene

una carcasa de aluminio resistente a la corrosión para ofrecer años de servicio

confiable. El remate tiene un domo para dirigir cualquier condensado a los

lados y hacia abajo en lugar de que gotee en los contactos eléctricos

ofreciendo años de servicio sin problemas. Figura 10. (Reinke, 2014).

El recorrido del pivote lo controla un sistema automático, que está instalado

en la estructura base. Este hace avanzar las torres de una en una y dispone de

un mecanismo de alineamiento, que funciona de la siguiente manera: En primer

lugar comienza a avanzar en sentido circular la torre más alejada del centro del

equipo. Cuando el tramo más alejado del centro y el siguiente forma un ángulo

de unos 20º; el sistema automático detiene el movimiento de la torre más

alejada y hace funcionar la siguiente. De esta forma se provoca una reacción

en cadena de avance que hace que, cuando todas las torres hayan realizado

Figura 10.- Partes de la base o punto pivote. (Reinke, 2014).

19

su recorrido, el equipo se encuentre de nuevo alineado y se pueda volver a

comenzar con la serie de movimientos. La velocidad de avance del equipo se

regula actuando sobre el motor de la torre extrema, haciéndola funcionar en

fracciones de minuto. Esto hace que el avance sea "a saltos", excepto cuando

funciona al 100%, caso en el que la torre exterior no se detiene. En este caso

alcanza una velocidad máxima de 1,5 – 1,8 m/min.

Presión y caudal es proporcionada por el sistema de impulsión en base a

dos motobombas eléctricas trifásicas, ubicadas en una caseta. (Ortiz, 2008).

2.6.2.7. Tablero de control del pivote El tablero de control del pivote,

recibe la alimentación eléctrica trifásica desde la caseta de bombeo, mediante

un cable enterrado, aprovechando la misma zanja de la tubería. En este tablero

se encontraban los mandos de funcionamiento del equipo, desde donde era

posible arrancarlo y detenerlo, ya sea para regar o desplazarlo a otra posición,

regular velocidad del equipo, sentido de rotación y verificar el funcionamiento

del sistema eléctrico y mecánico del mismo. Mediante la utilización de cables

eléctricos y líneas hidráulicas, colocados longitudinalmente a la tubería lateral,

y cajas de control en cada torre. El panel de control estaba localizado en la

estructura base o centro de pivote. En la siguiente figura se puede observar el

tablero de control automático del sistema de pivote. (Noriega, 2008).

Figura 11.- Tablero de control automático del equipo. (Reinke, 2014).

20

El equipo de riego es calibrado mensualmente, por el encargado del

equipo, considerando la demanda de agua del cultivo. Se verifica el

funcionamiento del pivote, observando los instrumentos de que dispone el

centro de control del pivote. Esta labor de calibrado y verificación en el centro

de control, es realizado por una persona entrenada en ello. (Noriega, 2008).

En la figura, se muestra el engranaje en las ruedas, que permite

transmitir el movimiento a las ruedas de la torre. Las ruedas del pivote son

seleccionadas según características de diseño del pivote y formaban parte

integrante de éste. En su funcionamiento se puede observar que aun

aplastando al cultivo regado, no producen un daño irreparable en el área en

que circulan, por lo que se puede inferir, que la presión sobre el cultivo no

supera el límite de destrucción de este, como también no vence el límite

elástico del suelo, ya que este no se compacta mayormente. (Noriega, 2008).

Figura 12.- Sistema de engranaje de torre. (Noriega, 2008).

21

2.6.2.8. Voladizo. El voladizo es el último tramo del lateral, este se encuentra

suspendido desde la última torre. Está compuesto por tres tuberías de 6 metros

cada una, las cuales se encuentran apernadas entre sí dando un largo total de

18 metros, el cual amplia el radio de riego del pivote. En su extremo se instala

un cañón de riego cañón marca NELSON, modelo P85A, presión de trabajo25

– 40 psi, caudal 340 litros por minuto y cobertura de riego de 10,6 – 16,6

metros, lo que permite aumentar el área regada. Como el sistema funciona con

aspersores de baja presión, se adiciona una motobomba, para alcanzar la

presión de trabajo del cañón de riego. En la figura se muestran el voladizo y el

cañón de riego ubicado al final del voladizo. El cañón final cumple con el

objetivo de aumentar la superficie de riego, (Noriega ,2008).

Figura 13.- Voladizo con cañón. (Noriega, 2008).

22

3. MATERIALES Y MÉTODOS

Una evaluación hidráulica de un sistema de riego es un análisis del sistema

a través de técnicas basadas en mediciones de campo, para verificar su

correcto funcionamiento bajo condiciones reales de uso, y también para

determinar la eficiencia del sistema, con la finalidad de tomar las medidas

oportunas para optimizar la gestión integrada de recursos (agua y energía).

En este estudio concreto, se va a realizar la evaluación hidráulica de un

pivote de riego por el método del cuarto inferior y Heermann y Hein.

3.1 Uniformidad de Distribución

Este es el cálculo más importante, ya que es representativo de la calidad del

riego que estamos aportando con el pivote.

3.1.1. Uniformidad en base al método del cuarto inferior.

El coeficiente de uniformidad (CU), por el método del cuarto inferior, se

define según la expresión siguiente:

CU=

Donde:

qm es el caudal medio de una instalación de riego.

q25 es el caudal medio de los emisores que constituyen el 25% que

erogan el más bajo caudal. Este coeficiente es de utilidad tanto para el diseño

de riego como para la evaluación del sistema.

3.1.2. Uniformidad de Heermann y Hein.

El cálculo del coeficiente de uniformidad de Heerman y Hein, el más

habitual en estos casos, siendo además el empleado en la norma UNE-EN ISO

11545.

Se formula de la siguiente forma:

23

[ ∑ | |

∑ | |

]

Donde:

CuH, es el coeficiente de uniformidad de Heermann y Hein

n, número de pluviómetros utilizados en el análisis de datos

i, número asignado para identificar un pluviómetro en particular,

comenzando por el pluviómetro situado más cerca del eje del pivote (i=1) y

finalizando con i=n para el pluviómetro más alejado del eje del pivote.

Vi, volumen de agua recogido en el pluviómetro i (ml)

Si, distancia del pluviómetro i hasta el eje del pivote (m)

Vw, volumen medio ponderado de agua recogida, calculada según:

∑

∑

Para los sistemas de movimiento de pivote central y lineales operados en

viento ligero, una uniformidad de aplicación mayor que 85 % es la uniformidad

de aplicación común entre los 70 % y 85 % se encuentra en la "buena" y la

gama es aceptable para el uso de aguas residuales.

Generalmente, una uniformidad de aplicación por debajo de 70 % se

considera inaceptable para el riego de aguas residuales mediante pivotes

centrales y sistemas lineales de movimiento. Si el computado Cu es inferior a

70 %, se requieren los ajustes del sistema. Los problemas más comunes

incluyen: los inyectores están obstruidos, aspersores no gira correctamente, la

presión del sistema inadecuado, aspersores instalados en orden incorrecto, el

arma final no ajustan correctamente, mal boquilla de la pistola y / o

desgastados boquillas. Póngase en contacto con su distribuidor de riego o

Técnico Especialista Certificado de asistencia (Ramírez et al 2007)

24

3.2. Procedimiento:

i. Distancia entre los pluviómetros más alejados al centro pivote en

distintas líneas es igual o menor de 50 metros.

ii. Se deben situar los pluviómetros de tal manera que los posibles

obstáculos no interfieran con la medición de la aplicación del riego. Esto

se traduce en que cuando exista algún obstáculo a una altura situada

entre el pluviómetro y la boquilla, se debe despejar una zona en

horizontal alrededor de la línea de pluviómetros de al menos el doble de

la altura del obstáculo. Si este obstáculo superara en altura a las

boquillas, la distancia horizontal despejada debe ser de 1,25 veces el

radio mojado de la boquilla a cada lado de la línea de pluviómetros. Se

colocaron a 3 metros de distancia unos de otros para todos los ensayos

que se realizaron.

iii. Se tomar inmediatamente el volumen colectado en cada pluviómetro.

iv. Cálculo de la media de los volúmenes colectados: suma de volúmenes

de todos los recipientes, entre el número de ellos.

v. Determinar la diferencia absoluta de los valores de los volúmenes

colectados, con el valor medio calculado

vi. . Sumar los valores obtenidos en el punto anterior y dividirlo entre el

número de medidores para obtener la desviación media.

vii. . Determinar la uniformidad de la aplicación

3 m 3 m

25

3.3. Matariles utilizados

Cintas.

Cronómetros.

Probetas.

Manómetros.

Manguera ½

Pluviómetros de ½ litro.

Envases de refresco de 3litros.

3.4 Trabajo de campo:

1: Se contabilizó el número de aspersores.

2. Se midió la presión y el gasto de 91 aspersores. Para determinar la

presión utilizamos un manómetro, un conector y una manguera Para el aforo se

utilizaron recipientes de 3 litros, un cronometro y una probeta. .

Figura 14.-Medición de los aspersores

26

4: una vez que se obtuvieron los datos requeridos, se colocaron recipientes

a lo largo del pivote a una distancia de 3 m. colocándose 69 aspersores (Figura

17)

Figura 16.- Lectura de presión en los aspersores

Figura 17.- Colocación de los pluviómetros

Figura 15.- Aforo volumétrico de los aspersores

27

5.- Se hizo avanzar el pivote por el área de los pluviómetros.

6: Después que el pivote paso por los recipientes medimos el volumen de

agua contenido en cado uno de ellos.

7: Con los datos obtenidos realizamos las operaciones correspondientes.

28

4. RESULTADOS:

En el cuadro número 1, se considera la presión en libras por pulgada cuadrada

(psi), y los datos de los dos aforos realizados, así como el gasto promedio en litros

por segundo (lps).

Cuadro 1: presión y gasto de 91 aspersores.

Aspersor Presión

(psi) V1 T1 V2 T2

Medias (vol.)

Medias (tiempo)

Gasto (lps)

1 25 720 12.56 700 12.49 710 12.525 0.06

2 10 270 10.19 260 9.87 265 10.03 0.03

3 10 750 14.57 500 9.81 625 12.19 0.05

4 11 250 4.94 270 5.38 260 5.16 0.05

5 7 160 7.6 260 6.45 210 7.025 0.03

6 11 260 5.37 280 5.75 270 5.56 0.05

7 11 230 4.5 250 4.83 240 4.665 0.05

8 12.5 260 5.07 260 5.25 260 5.16 0.05

9 12.5 280 4.49 300 4.83 290 4.66 0.06

10 23 140 5.32 140 5.38 140 5.35 0.03

11 24 350 4.87 370 5.37 360 5.12 0.07

12 23 350 4.07 410 4.87 380 4.47 0.09

13 23 190 5.38 170 4.87 180 5.125 0.04

14 23 470 4.87 390 4.37 430 4.62 0.09

15 9 160 5.38 210 6.5 185 5.94 0.03

16 11 510 4.75 440 4.1 475 4.425 0.11

17 10 510 5.32 390 4.38 450 4.85 0.09

18 12.5 450 4.5 480 4.32 465 4.41 0.11

19 11 450 4.49 560 5.08 505 4.785 0.11

20 11 580 5.18 520 4.63 550 4.905 0.11

21 11 530 4.93 510 4.58 520 4.755 0.11

22 12 570 5.29 590 5.56 580 5.425 0.11

23 11 280 5.8 260 5.37 270 5.585 0.05

24 12.5 670 5.31 610 4.82 640 5.065 0.13

25 11 680 4.82 650 4.81 665 4.815 0.14

26 12.5 770 5.7 600 5.2 685 5.45 0.13

27 12.5 900 5.68 820 5 860 5.34 0.16

28 11 850 5.62 870 5.57 860 5.595 0.15

29 12.5 800 5.12 820 4.81 810 4.965 0.16

30 12.5 990 5.43 820 4.76 905 5.095 0.18

31 10 830 4.94 830 4.75 830 4.845 0.17

29

32 11 850 5 930 4.43 890 4.715 0.19

33 11 890 5 900 5.06 895 5.03 0.18

34 9 880 4.69 880 4.75 880 4.72 0.19

35 10 970 5.19 910 4.81 940 5 0.19

36 11 1000 4.87 990 4.93 995 4.9 0.2

37 10 650 3.25 670 3.75 660 3.5 0.19

38 9 750 3.93 710 3.44 730 3.685 0.2

39 11 700 3.56 610 3.18 655 3.37 0.19

40 11 600 3.31 700 3.5 650 3.405 0.19

41 10 750 3.81 800 3.82 775 3.815 0.2

42 11 810 3.94 660 3.12 735 3.53 0.21

43 8 820 3.75 820 3.37 820 3.56 0.23

44 12.5 790 4 830 3.87 810 3.935 0.21

45 11 930 3.68 880 3.45 905 3.565 0.25

46 10 920 3.93 870 3.51 895 3.72 0.24

47 7 610 2.72 670 3.22 640 2.97 0.22

48 6.4 640 3.13 750 3.37 695 3.25 0.21

49 5 650 2.7 820 3.4 735 3.05 0.24

50 6 740 2.97 750 3.41 745 3.19 0.23

51 7 760 2.91 880 3.75 820 3.33 0.25

52 7 800 3.31 630 2.43 715 2.87 0.25

53 6.5 720 2.75 630 2.5 675 2.625 0.26

54 7 690 2.5 740 2.47 715 2.485 0.29

55 15 700 2.41 700 2.47 700 2.44 0.29

56 14.5 810 2.91 900 2.72 855 2.815 0.3

57 15 710 2.1 730 2 720 2.05 0.35

58 6.5 860 2.28 640 2.28 750 2.28 0.33

59 6.5 770 2.47 690 2.25 730 2.36 0.31

60 6 830 2.66 800 2.5 815 2.58 0.32

61 6.5 830 2.72 750 2.57 790 2.645 0.3

62 8 810 2.56 770 2.35 790 2.455 0.32

63 7 730 2.31 750 2.34 740 2.325 0.32

64 7 770 2.44 670 2.22 720 2.33 0.31

65 7 750 2.25 800 2.54 775 2.395 0.32

66 7 770 2.31 660 2 715 2.155 0.33

67 7 720 2.06 720 2 720 2.03 0.35

68 6.5 770 2 730 2.06 750 2.03 0.37

69 6.5 810 2.16 870 2.1 840 2.13 0.39

70 6 700 2.06 720 2.06 710 2.06 0.34

30

71 6 830 2.22 770 2.04 800 2.13 0.38

72 6 750 2.22 780 2.09 765 2.155 0.35

73 6.2 770 2.12 820 2.25 795 2.185 0.36

74 6 890 2.28 770 2.03 830 2.155 0.39

75 7 910 2.38 750 2.04 830 2.21 0.38

76 7 880 2.25 860 2.37 870 2.31 0.38

77 7 770 2.06 770 2.34 770 2.2 0.35

78 7 900 2.32 840 2.16 870 2.24 0.39

79 7 490 2.06 510 2.28 500 2.17 0.23

80 7 790 2 790 2.04 790 2.02 0.39

81 9 790 2 780 2.16 785 2.08 0.38

82 7 830 2 900 2.1 865 2.05 0.42

83 7 720 2 790 2.19 755 2.095 0.36

84 6 930 2.25 820 2.12 875 2.185 0.4

85 6 860 2.22 860 2.22 860 2.22 0.39

86 6 840 2.25 850 2.15 845 2.2 0.38

87 6.5 820 2 900 2.12 860 2.06 0.42

88 7.5 870 2.19 850 2.22 860 2.205 0.39

89 7 850 2.1 860 2.1 855 2.1 0.41

90 7 960 2.19 950 2.06 955 2.125 0.45

91 8 1.9 2.22 1.8 2.16 1.85 2.19 0.84

Con los resultados obtenidos se procedió a graficar los datos de presión y

gasto por aspersor (grafica 1). De manera general se puede observar que la

presión disminuye conforme se incrementa la distancia del centro del pivote. En

caso contrario, el gasto se incrementa ya que la superficie que se tiene que

cubrir es mayor.

31

El cuadro número 2, contiene los datos del volumen capturado de los 69

pluviómetros la distancia de ellos respecto al centro del pivote.

Cuadro 2: distancia de los aspersores con respeto al centro del pivote y volumen

Pluviómetro

Distancia al centro del

pivote (m)

Volumen colectado

(ml)

1 48.5 89

2 51.5 100

3 54.5 60

4 57.5 57

5 60.5 57

6 63.5 90

7 66.5 110

8 69.5 85

9 72.5 101

10 75.5 70

11 78.5 110

12 81.5 124

13 84.5 118

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0

5

10

15

20

25

30

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89

pre

sió

n

"Relación Presión - Gasto"

Presión Gasto (lps)

Grafica 1: relación entre la presión y el gasto del sistema de riego por

aspersión (pivot).

32

14 87.5 95

15 90.5 126

16 93.5 70

17 96.5 123

18 99.5 106

19 102.5 78

20 105.5 92

21 108.5 110

22 111.5 120

23 114.5 115

24 117.5 95

25 120.5 105

26 123.5 89

27 126.5 119

28 129.5 114

29 132.5 105

30 135.5 135

31 138.5 126

32 141.5 340

33 144.5 100

34 147.5 112

35 150.5 94

36 153.5 100

37 156.5 132

38 159.5 120

39 162.5 110

40 165.5 108

41 168.5 121

42 171.5 111

43 174.5 96

44 177.5 90

45 180.5 91

46 183.5 90

47 186.5 111

48 189.5 105

49 192.5 112

50 195.5 95

51 198.5 100

52 201.5 139

53 204.5 110

54 207.5 105

33

Para determinar el número de valores a considerar en el cálculo, se

procede a determinar aquellos pluviómetros donde se haya capturado el

50% del valor de la media: en este caso (105/2)= 53.

Al revisar los datos, se observa que no se encontró ningún volumen menor

a esta cantidad

4.1 Coeficiente de Uniformidad en Base al Cuarto Inferior. En el cuadro 3, se ordenaron los datos de mayor a menor, considerando el volumen colectado.

55 210.5 60

56 213.5 117

57 216.5 84

58 219.5 96

59 222.5 60

60 225.5 108

61 228.5 95

62 231.5 94

63 234.5 110

64 237.5 90

65 240.5 118

66 243.5 130

67 246.5 54

68 249.5 133

69 252.5 80

7215

X= 7215 = 105

69

Cuadro 3: distribución de volúmenes en orden descendente.

Pluviómetro

Distancia al centro del

pivote (m)

Volumen colectado

(ml)

32 141.5 340

52 201.5 139

34

30 135.5 135

68 249.5 133

37 156.5 132

66 243.5 130

31 138.5 126

15 90.5 126

12 81.5 124

17 96.5 123

41 168.5 121

38 159.5 120

22 111.5 120

27 126.5 119

65 240.5 118

13 84.5 118

56 213.5 117

23 114.5 115

28 129.5 114

49 192.5 112

34 147.5 112

47 186.5 111

42 171.5 111

7 66.5 110

63 234.5 110

53 204.5 110

39 162.5 110

21 108.5 110

11 78.5 110

60 225.5 108

40 165.5 108

18 99.5 106

54 207.5 105

48 189.5 105

29 132.5 105

25 120.5 105

9 72.5 101

51 198.5 100

36 153.5 100

33 144.5 100

2 51.5 100

58 219.5 96

43 174.5 96

35

Media del cuarto inferior 25% inferior

Media general

XCU

X

La sumatoria de los datos de los 17 pluviómetros con menor volumen

colectado fue de 1263. Por lo tanto el valor de la media es de (1263/17)=

74.29. El valor de la media general es de 105. Considerando estos valores

tenemos:

61 228.5 95

50 195.5 95

24 117.5 95

14 87.5 95

62 231.5 94

35 150.5 94

20 105.5 92

45 180.5 91

64 237.5 90

6 63.5 90

46 183.5 90

44 177.5 90

26 123.5 89

1 48.5 89

8 69.5 85

57 216.5 84

69 252.5 80

19 102.5 78

16 93.5 70

10 75.5 70

59 222.5 60

55 210.5 60

3 54.5 60

5 60.5 57

4 57.5 57

67 246.5 54

36

4.2 Uniformidad de Heermann y Hein.

En el cuadro 4, se elabora para determinar los valores que será utilizado en

el modelo

[ ∑ | |

∑ | |

]

Donde:

CuH, es el coeficiente de uniformidad de Heermann y Hein

n, número de pluviómetros utilizados en el análisis de datos

i, número asignado para identificar un pluviómetro en particular, comenzando

por el pluviómetro situado más cerca del eje del pivote (i=1) y finalizando con

i=n para el pluviómetro más alejado del eje del pivote.

Vi, volumen de agua recogido en el pluviómetro i (ml)

Si, distancia del pluviómetro i hasta el eje del pivote (m)

Vw, volumen medio ponderado de agua recogida, calculada según:

∑

∑

Cuadro 4: Coeficiente de Uniformidad de Heermann y Hein

Pluviómetro

Distancia al centro del

pivote Si

Volumen colectado

Vi

(Si*Vi)

ABS[Vol. Col-media

ponderada]

1 48.5 89 4316.5 16 776

2 51.5 100 5150 5 257.5

3 54.5 60 3270 45 2452.5

4 57.5 57 3277.5 48 2760

37

5 60.5 57 3448.5 48 2904

6 63.5 90 5715 15 952.5

7 66.5 110 7315 5 332.5

8 69.5 85 5907.5 20 1390

9 72.5 101 7322.5 4 290

10 75.5 70 5285 35 2642.5

11 78.5 110 8635 5 392.5

12 81.5 124 10106 19 1548.5

13 84.5 118 9971 13 1098.5

14 87.5 95 8312.5 10 875

15 90.5 126 11403 21 1900.5

16 93.5 70 6545 35 3272.5

17 96.5 123 11869.5 18 1737

18 99.5 106 10547 1 99.5

19 102.5 78 7995 27 2767.5

20 105.5 92 9706 13 1371.5

21 108.5 110 11935 5 542.5

22 111.5 120 13380 15 1672.5

23 114.5 115 13167.5 10 1145

24 117.5 95 11162.5 10 1175

25 120.5 105 12652.5 0 0

26 123.5 89 10991.5 16 1976

27 126.5 119 15053.5 14 1771

28 129.5 114 14763 9 1165.5

29 132.5 105 13912.5 0 0

30 135.5 135 18292.5 30 4065

31 138.5 126 17451 21 2908.5

32 141.5 340 48110 235 33252.5

33 144.5 100 14450 5 722.5

34 147.5 112 16520 7 1032.5

35 150.5 94 14147 11 1655.5

36 153.5 100 15350 5 767.5

37 156.5 132 20658 27 4225.5

38 159.5 120 19140 15 2392.5

39 162.5 110 17875 5 812.5

40 165.5 108 17874 3 496.5

41 168.5 121 20388.5 16 2696

42 171.5 111 19036.5 6 1029

43 174.5 96 16752 9 1570.5

44 177.5 90 15975 15 2662.5

45 180.5 91 16425.5 14 2527

38

46 183.5 90 16515 15 2752.5

47 186.5 111 20701.5 6 1119

48 189.5 105 19897.5 0 0

49 192.5 112 21560 7 1347.5

50 195.5 95 18572.5 10 1955

51 198.5 100 19850 5 992.5

52 201.5 139 28008.5 34 6851

53 204.5 110 22495 5 1022.5

54 207.5 105 21787.5 0 0

55 210.5 60 12630 45 9472.5

56 213.5 117 24979.5 12 2562

57 216.5 84 18186 21 4546.5

58 219.5 96 21072 9 1975.5

59 222.5 60 13350 45 10012.5

60 225.5 108 24354 3 676.5

61 228.5 95 21707.5 10 2285

62 231.5 94 21761 11 2546.5

63 234.5 110 25795 5 1172.5

64 237.5 90 21375 15 3562.5

65 240.5 118 28379 13 3126.5

66 243.5 130 31655 25 6087.5

67 246.5 54 13311 51 12571.5

68 249.5 133 33183.5 28 6986

69 252.5 80 20200 25 6312.5

10384.5 1092886.5 192020

Calculo de la media ponderada:

∑

∑

Sustituyendo valores tenemos:

39

Determinación de la uniformidad:

[ ∑ | |

∑ | |

]

[

]

[ ] %

40

5. CONCLUSIÓN:

La grafica nos muestra que la presión va disminuyendo conforme se va

alejando del centro del pivote y los cambios repentinos que se observan

pueden ser debido a taponamiento de algunos aspersores. En cuanto al gasto,

se observa cómo va aumentando conforme se va alejando del centro del pivote

y esto es porque tienen una boquilla más grande conforme se va alejando de

su centro ya que tiene que regar una superficie mayor.

En cuanto a los datos obtenidos pera determinar la uniformidad, el Coeficiente

de con base al cuarto inferior fue de: 70.75%, y por el método de Heermann y

Hein: 82.43%. La evaluación nos dice que el resultado es bueno ya que el

rango debería de estar entre 70% y 85%, ambos métodos están por encima de

este valor.

41

6. BIBLOGRAFIA

BARONA V.J. 2012. Desarrollo de un Protocolo de Evaluación Técnica y

Económica de Proyectos de Riegos Para Pradera del Sur de Chile

Cervantes R. M. C. 2005 Las Zonas Áridas y Semiáridas de México

Cisneros A. R. 2003. Apuntes de La Materia de Riego y Drenaje.

Esquit D. V. E. Julio 2004. Análisis técnico-económico de un sistema de

riego por pivote central y un modelo de riego por aspersión móvil en el

cultivo de caña de azúcar (saccharum officinarum l.) en ingenio la unión

s.a. Escuintla. . http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/01/01_2057.pdf

http://awsassets.wwf.es/downloads/buenas_practicas_de_riego.pdf

http://fenix.cichcu.unam.mx/libroe_2006/0965822/05_c01.pdf

http://ingenieria.uaslp.mx/web2010/Estudiantes/apuntes/Apuntes%20de

%20Riego%20y%20Drenaje%20v.2.pdf.

http://jardinplantas.com/el-riego-por-aspersion/ 2014

http://jardinplantas.com/el-riego-por-inundacion/ 2014

http://mayores.uji.es/proyectos/proyectos/brevehistoriadelriego.pdf

http://www.misrespuestas.com/que-es-el-riego-por-goteo.html

http://www.reinke.com/es/irrigation-products/center-pivot-systems 2014

Manuel Francisco Badillo.2009. Manual de Buenas Prácticas de Riego

Mut G V.. 2001-2002. Breve Historia del Riego en Término de Castellón

Noriega F. H. 2008. Estudio Técnico de un Equipo de Riego por Pivote

Central y Escripciones de Su Mantenimiento Y Manejo. Universidad

Austral de Chile.

http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2008/bmfcio.77e/doc/bmfcio.77e.pdf.

Ramírez L. J, Zazo S. T., Pinilla H. I.. 2007. Evaluación Hidráulica de

Máquinas de Riego Móviles: Pivote de Riego. Centro Nacional de

tecnología de Riego. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación.

España.

SAGARPA, 2013. DECRETO Por El Que Se Aprueba El Programa

Sectorial De Desarrollo Agropecuario, Pesquero Y Alimentario 2013-

2018. DIARIO OFICIAL viernes 13 De diciembre

Santos P.L. , De Juan Valero J.A., Picornell B.M.R., Tarjuelo M.-B.J.M.

2010. EL RIEGO Y SUS TECNOLOGÍAS. .

Tarjuelo M.-B. J. M.2005. El Riego por Aspersión. Centro Regional de

Estudios del Agua-CREA-universidad de Castilla-La Mancha. España