Sistema De Riego Tecnificado Por Aspersion Y Por Goteo.docx

SISTEMA DE RIEGO TECNIFICADO POR ASPERSIÓN Y POR GOTEO [Escriba el subtítulo del documento] [Escriba aquí una descripción breve del documento. Normalmente, una descripción breve es un resumen corto del contenido del documento. Escriba aquí una descripción breve del documento. Normalmente, una descripción breve es un resumen corto del contenido del documento.]

RIEGO Y DRENAJE

SISTEMA DE RIEGO TECNIFICADO INTRODUCCIÓN Una de las razones de los bajos rendimientos y pobre calidad e los productos

agrícolas

que

se

obtienen

en

la

agricultura

del

país,

especialmente en la costa peruana, se debe a que en el proceso productivo del agro, se utilizan tecnologías tradicionales y deficientes, entre ellas, sistemas de riego tradicionales por gravedad e inundación. En cuanto a la eficiencia del manejo del agua de riego en la zona costera, según diversos estudios, se ha concluido que la eficiencia del manejo del agua de riego en la zona costera, según diversos estudios, se ha concluido que la eficiencia de riego varia en un rango promedio de 28% a 32% es decir, existe un alto desperdicio de agua, debido a su deficiente aplicación a los predios y mal estado de conservación de las redes de conducción y distribución, que en su mayoría son de tierra.

SISTEMA DE RIEGO TECNIFICADO POR ASPERSIÓN

RIEGO Y DRENAJE

Este método de riego implica una lluvia más o menos intensa y uniforme sobre la parcela con el objetivo de que el agua se infiltre en el mismo punto donde cae. Tanto los sistemas de aspersión como los de goteo utilizan dispositivos de emisión o descarga en los que la presión disponible en el ramal induce un caudal de salida. La diferencia entre ambos métodos radica en la magnitud de la presión y en la geometría del emisor.

UNIDADES QUE COMPONEN EL SISTEMA  Grupo de Bombeo  Tuberías principales con sus hidrantes  Tuberías porta emisores  Emisores (tuberías perforadas, toberas, aspersores)

ASPERSORES Pueden llevar una o dos boquillas cuyos chorros forman ángulos de 25° a 28° con la horizontal para tener un buen alcance y que el viento no los distorsione en exceso.

RIEGO Y DRENAJE

CLASIFICACIÓN DE LOS ASPERSORES

A SEGÚN LA VELOCIDAD DE GIRO  GIRO RAPIDO ( >6 Vueltas/minuto) De uso de jardinería, horticultura, viveros,…  GIRO LENTO De uso general en agricultura Para una misma presión, los de giro lento consiguen mayor alcance que los de giro rápido, permitiendo espaciar más los aspersores.

B SEGÚN EL MECANISMO DE GIRO  DE REACCIÓN

RIEGO Y DRENAJE

La inclinación del orificio de salida origen el giro.



DE TURBINA El chorro incide sobre una turbina que origina el giro.



DE IMPACTO El chorro incide sobre un brazo con un muelle que hace girar al espesor de manera intermitente.

C SEGÚN LA PRESION DE TRABAJO Kg o 250 KPa )  DE BAJA PRESION ( ¿ 2,5 2 cm Boquilla de

ϕ< 4 mm y caudal

¿ 10001 /h

Marco rectangular o cuadrado con con

s asp ≤ 12 m o triangular

s asp ≤ 15 m

Kg o 250−400 KPa ) 2 cm

 DE MEDIA PRESION ( ¿ 2,5−4

Una o dos boquillas con 4 mm≤ ϕ ≤7 mm comprendidos entrem1000 y 6000 1/h

y caudales

Espaciamiento desde 12x12m hasta 24x24m

 DE ALTA PRESION ( ¿ 4

Kg o 400 KPa ) cm 2

Aspersores o cañones con 1,2 o 3 boquillas y caudales 3

comprendidos entre

6 y 40

m h

3

(hasta

200

m h

)

El mecanismo de giro suele ser de giro suele ser de choque o turbina con alcances entre 25 y 70 m.

RIEGO Y DRENAJE

Suelen dar baja uniformidad de distribución al ser fácilmente afectados por el viento. Así mismo, el gran tamaño de gota y la gran altura de caída pueden dañar al suelo desnudo o al cultivo.

LA APLICACIÓN DEL AGUA El proceso de aplicación de agua de un aspersor consiste en un chorro de agua a gran velocidad que se dispersa en el aire en un conjunto de gotas, distribuyéndose sobre la superficie del terreno.  Si la pluviometría del sistema supera a la capacidad de infiltración se produce escorrentía.  Posible deterioro de la superficie del terreno por el impacto de las gotas (si son grandes)  Influencia importante del viento sobre la uniformidad de distribución en superficie.  La uniformidad de aplicación se mejora con la redistribución del agua dentro del suelo.

FORMULAS

U D=

H 25 menos regado ´ H

APLICADAS

____ __

Merrian y Keller (1978)

RIEGO Y DRENAJE

____

Keller y Bliesner (1990)

(

CU ( )=100 1−

n

_

UD s=UD

( √ )

Pn 1 1+ 3 4 Pa

)

∑ |x i−´x| ____ _Christiansen 81942) i=1 nx

Keller y Bliesner (1990)

_______ _

CU s=CU

( √ )

P 1 1+ n 2 Pa

RIEGO POR ASPERSIÓN EN MAIZ (ASPERSORES A 230 CM)

RIEGO Y DRENAJE

CLASIFICACION DE LOS SITEMS DE ASPERSIÓN

ESTACIONARIOS MOVILES

RIEGO Y DRENAJE

ESTACIONARIOS SEMIFIJOS TUBERIA MOVIL

RIEGO Y DRENAJE

ESTACIONARIOS SEMIFIJOS TUBERIA FIJA

ESTACIONARIOS FIJOS PERMANENTES

RIEGO Y DRENAJE

ESTACIONARIOS TEMPORALES

DESPLAZAMIENTO CONTINUO: RAMALES DESPLAZABLES: PIVOTES

RIEGO Y DRENAJE

DESPLAZAMIENTO CNTINUO: RAMALES DESPLAZABLES: LATERAL DE AVANCE FRONTAL

RIEGO Y DRENAJE

DESPLAZAMIENTO CONTINUO: RAMALES DESPLAZABLES: ALA SOBRE CARRO DESPLAZAMIENTO CONTINUO: ASPERSOR GIGANTE: CAÑONES VIAJEROS

RIEGO Y DRENAJE

DESPLAZAMIENTO CONTINUO: ASPERSOR GIGANTE: ENROLLADORES

CRITERIOS PARA LA ELECCIÓN DEL SISTEMA

RIEGO Y DRENAJE

      La

Cultivos. Suelo. Forma, dimensiones y topografía de la parcela. Disponibilidad de la mano de obra. Análisis económico de la inversión. tendencia actual es hacia los sistemas de baja presión, que permitan

el riego nocturno (menos evaporación, viento y coste energético) y sean de fácil manejo y automatización.  En parcelas pequeñas o de forma irregular se adaptan mejor los sistemas fijos que los ramales móviles.  Los sistemas permanentes necesitan menos mano de obra que los temporales, permiten el paso de maquinaria con el cultivo implantando, aunque requieren mayor cuidado en las labores preparatorias del terreno.

 Los cañones  Requieren una elevada presión de trabajo.  Tienen un gran tamaño de gota  Se ven muy afectados por las condiciones de viento  Están contraindicados en cultivos delicados y en suelos con baja velocidad de infiltración y débil estructura. Únicamente se recomienda para riegos de socorro, riego de praderas, etc.

VENTAJAS E INCOVENIENTES DEL RIEGO POR ASPERSIÓN Ventajas  La dosis de riego es función del tiempo de cada postura, por lo que se puede adaptar a cualquier necesidad.  Al poder modificarse fácilmente la pluviometría del sistema, se puede adaptar a cualquier terreno, con independencia de su permeabilidad.  Permite una buena mecanización de los cultivos, salvo los sistemas fijos temporales.

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 Dosifica de forma rigurosa los riesgos ligeros, lo cual es importante en nascensia para ahorrar agua.  Pueden conseguirse altos grados de automatización,(más inversión, menos mano de obra)  En algunas modalidades permite el reparto de fertilizantes y tratamientos fitosanitarios, así como la lucha contra heladas.  Los sistemas móviles o semifijos requieren menos inversión, aunque a costa de una menor uniformidad y eficiencia de riego. Inconvenientes:  El posible efecto de la aspersión sobre plagas y enfermedades.  Mala uniformidad en el reparto de agua por la acción de fuertes vientos.  Altas inversiones iniciales y elevados costes de funcionamiento y energía.

CARACTERIACION DEL FUNCIONAMIENTO  Caudal emitido Es función del tamaño de sus boquillas y de la presión existen en las mismas

q=K H X q = caudal emitido (1/h) H = presión en la boquilla (mca) K y x => constantes características de cada aspersor

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 Marca o espaciamiento entre aspersores Determina el solape entre los círculos mojados por los aspersores contiguos para lograr una buena uniformidad de reparto de gua. Los maros normalmente adoptados son: 12x12 12x15 15x15 12x18 18x18 (en rectángulo) 18x15 21x18 (en triangulo) En general son múltiplos de 6 ó 9 m para sistemas con tuberías en superficie, pudiendo tomar cualquier valor para sistemas con tuberías enterradas.

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El distanciamiento entre aspersores es uno de los aspectos fundamentales del diseño. Heerman y Kohl (1980) recomiendan las siguientes separaciones para vientos de velocidad inferior a 2m/s. El 60% del diámetro efectivo del aspersor para marcos en cuadrado o en triangulo. Este espaciamiento debe reducirse al aumentar la velocidad del viento en la siguiente proporción: 10-12%

si la velocidad del viento es 4 – 6 m/s

18-20%

si la velocidad del viento es 8- m/s

25-30%

si la velocidad del viento es 10-11 m/s

El diámetro efectivo es: El 95% del diámetro mojado (aspersores de 2 boquillas) El 90% del diámetro mojado (aspersores de 1 boquilla) Los resultados experimentales recomiedan aspersores con dos boquillas (Vories, 1986; Tarjuelo, 1989,1990) por dar un modelo radial de reparto de agua más triangular, que da lugar a solapamientos

más

uniformes

que

el

modelo

elíptico

rectangular, característicos de aspersores de 1 boquilla.

o

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 Pluviometría media del sistema Este parámetro es únicamente función del caudal descargado por el aspersor (q) y del área correspondiente al marco de riego adoptado (s).

P(mm /h)=

q (1 /h ) S ( m2 )

Este parámetro se emplea para definir la intensidad de lluvia depende de:  El diseño geométrico del aspersor y de las boquillas  La presión de trabajo  Las condiciones de viento Las rociadas emitidas por el aspersor deben distribuirse de forma que el impacto de las gotas y la intensidad de lluvia no perjudiquen

al

cultivo

ni

al

suelo,

logrando

la

máxima

uniformidad posible.  Distribución del caudal sobre el suelo La dispersión del chorro viene provocada por el choque del brazo móvil o por algunos dispositivos especiales. La fricción con el aire de la vena liquida constituye la principal causa de que el agua llegue al suelo pulverizada. La aplicación uniforme del agua depende principalmente de:  El “modelo” de reparto de agua del aspersor  La disposición de los aspersores en el campo (marco de     

riego) Viento Altura del aspersor Colocación de reguladores de presión Colocación de una vaina prolongadora de chorro Duración del riego

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CRITERIOS PARA EL TRAZADO DE LOS RAMALES POTAASPERSORES  La red de ramales se orientara siguiendo las líneas de cultivo para facilitar las labores.

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 En instalaciones automatizadas se procurara que el caudal del bloque admita el montaje de válvulas hidráulicas de 100 mm (4”) de  como máximo.

INFLUENCIA DEL TAMAÑO DE GOTA En un aspersor de impacto existen dos fuentes de formación de gotas.  El propio chorro a presión  La acción del brazo que interrumpe el chorro, que suele originar una distribución de gotas casi perpendicular a la del chorro.

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 El agua de la periferia del chorro produce gotas pequeñas mientras que la de las proximidades del eje del chorro produce gotas gruesas.  El efecto del tamaño de la boquilla es menor que el de la presión. Se puede apreciar una mayor proporción de gotas pequeñas cuanto menor es el tamaño de la boquilla.

RECOMENDACIONES DEL MANEJO  Es mejor utilizar aspersores de dos boquillas que de una, con vaina prolongadora en la boquilla grande para vientos de v > 2m/s.  En marcos rectangulares 12x18 con aspersores de 1 boquilla, se recomienda el menor espaciamiento paralelo a la dirección del viento.  En marcos rectangulares 12x18 con aspersores de 2 boquillas, se recomienda el mayor espaciamiento paralelo a la dirección del viento.  Con riego en bloques (aspersores a 12x18 y a una presión de 250 KPa) se obtienen mayores CU CUANDO EL ASPERSOR SE SITUA A 2,25 M DE ALTURA QUE A 0.65 M, CON INDEPENDENCIA de la velocidad del viento. El modelo de reporte se hace más triangular, mejorando los soplamientos. Estas diferencias disminuyen con la presión hasta hacerse imperceptibles para 350-400 KPa.  Los modelos de reparto de agua de forma triangular se deforman menos que los elípticos o los de tipo rosquilla al situar el aspersor más alto, y son además menos distorsionados por el viento.  Tratar de evitar presiones superiores a 400 KPa (coste energético, tamaño de gota, etc.)  Los aspersores sectoriales deben trabajar con una sola boquilla ya que consiguen un modelo de reparto más triangular.  Como norma general, cuanto menor es el marco de riego mayor es el CU que suele conseguirse.

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 En sistemas fijos de superficie se recomiendan marcos rectangulares o triangulares de 12x5 o 18x15 en triangulo, con dos boquillas y una presión de 300 – 350 KPa. En marco cuadrado, 15x15 con aspersores de dos boquillas y 300 KPa.

DISEÑO HDRÁULCO CONDICIONES DEL DISEÑO Variación de caudal de los aspersores < 10%

q=K H

x

dq=K x H x−1 dH K=

dq=

q x−1 x H Dh x H

dq dH =x q H ∆ H=

q Hx

x=0,5 ∆ q=0,1 q

1 ∆q 1 0,1 q H= H=0,2 H x q 0,5 0,5 q

MAXIMA PERDIDA DE CARGA EN EL RAMAL h=a FJL

a= 1 (Scobey) a= 1,20 (1,10-1,25) Resto F= Coeficiente de Christiansen

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Tabulado (= 1,80)

Generalización del coeficiente F para cualquier valor de

Fr = r=

lo 1

r +nF−1 r +n−1

l0

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n= número de emisores del ramal F= Coeficiente de Christiansen para

l o=1

Sin pendiente (ramal horizontal)

hmax ≤ 0,20

Pa γ

Pendiente ascendente

hmax + Hg≤ 0,20

Pa γ

Pendiente descendente

hmax −Hg≤ 0,20

Pa γ

LONGITUD MÁXIMA DEL RAMAL A SI EL RAMAL ESTÁ ABASTECIDO POR SU PUNTO MEDIO

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S Lmax = +S (n−1) 2

B SI EL RAMAL ESTÁ ABASTECIDO POR EXTREMO Lmax =S n

ELECCION LA SITUACION DE LA TUBERÍA PRINCIPAL Según la longitud máxima del ramal porta aspersores y las dimensiones de la parcela. TANTEO Se establece la longitud real del ramal y el contiene.

S L= + S ( n+1 ) L=S n 2 n=

( LS + 12 )+1 n= LS

no de aspersores que

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PRESION EN EL ULTIMO ASPERSOR ( Pn /γ )

P o Pa 3 H = + h+ H a ± g γ γ 4 2 H g = positivo en ramal ascendente y negativo en descendente

P N Po = −h−H a ± H g γ γ

P N Pa 1 = − h±Hg γ γ 4

BOCAS DE RIEGO (Hidrantes)

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LONGITUD DE LA TUBERÍA CENTRAL (L)

LONGITUD DE LA TUBERIA AUXILIAR