Universidad Andina Del Cusco.docx

UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN DISEÑO HIDRAULICO PARA UN SISTEMA POR ASPERSIÓN EN EL CULTIVO DE MAÍZ EN LA COMUNIDAD AGRICOLA LA RINCONADA – SANJERONIMO – CUSCO - CUSCO

PARA FINES ESTUDIANTILES

PRESENTADO POR: Emilio Espinoza Nilton Choque

Cusco - 2018

PRESENTACION

El presente informe de investigación científica es muestra de la capacidad y aplicación de los métodos para un proyecto investigación, siendo este meramente educativo, pero con los principios básicos de un proyecto de investigación, así que los conceptos son generales y no muestran en esencia un trabajo pleno de un proyecto de investigación. Cabe destacar que se cumplieron en mayoría con los estándares solicitados; como el tipo de formato, tamaño de letra, referencias APA, entre otros

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CAPITULO I

1. DATOS GENERALES:

1.1.

Título: “Diseño Hidráulico Para Un Sistema Por Aspersión En El Cultivo De Maíz En La Comunidad Agrícola La Rinconada – San Jerónimo – Cusco - Cusco”

1.2.

Área de Investigación: Ingeniería

1.3.

Autores: Emilio Espinoza Nilton Choque

1.4.

Entidades y/o personas con las que se coordinan Estudiantes y docentes de la Universidad Andina Del Cusco

1.5.

Fecha de presentación del Proyecto: Marzo, 2018

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CAPITULO II

2. ESTRUCTURA

2.1.

Planteamiento del Problema

Las comunidades agrícolas se encuentran en condiciones no progresistas, con una agricultura que no cumple los requerimientos básicos para un aprovechamiento efectivo de agua.

2.1.1. Descripción de la Realidad Problemática Las comunidades campesinas en la sierra del Perú gozan de una gran topografía natural y es evidencia de nuestros ancestros, los Inkas, que fueron una cultura netamente agrícola aprovechando el recurso hídrico a tal magnitud que son conocidos mundialmente. Las actuales comunidades gozan del agua, pero no son aprovechadas ni al treinta por ciento, la deficiencia de técnicas y estructuras hace que la producción de sus cultivos no abastezca un mercado de alta demanda, sino todo lo contrario sus productos son apenas para consumo propio. Las aguas en prestación están siendo secadas y los suelos desertificados a causa del constante crecimiento poblacional y a causa de esto la nueva era propone el máximo aprovechamiento del recurso hídrico con nuevas técnicas de riego, las cuales son existente, pero a su vez son mal empleadas. Además, el mal aprovechamiento del agua influye mucho en la salud, ya que al no poder distribuir las aguas para el consumo y las de regadío repercute en la salud, hágase notar las enfermedades intestinales como las de la piel.

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2.2.

Formulación del Problema

2.2.1. Problema Principal ¿Es necesario un Diseño Hidráulico Para Un Sistema Por Aspersión en las comunidades agrícolas que viven principalmente de la agricultura en el departamento del Cusco en pleno siglo XXl?

2.2.2. Problema Secundario ¿Qué consecuencia conlleva un sistema de riego tecnificado en el estilo de vida de una agricultura costumbrista y de legado en una época sin agua?

2.3.

Objetivos de la Investigación

2.3.1. Objetivo General Determinar la eficacia del Diseño Hidráulico para un sistema por aspersión en el cultivo de maíz.

2.3.2. Objetivo Especifico Inculcar un nuevo sistema de riego sostenible en las familias afines de un nuevo estilo de vida

2.4.

Justificación del Problema

Desde el Punto de Vista Comercial

En nuestra actual realidad económica nacional la demanda de productos agrícolas constituye una fuente de ingreso altísima para los productores, en consecuencia, estos producirían mayor cantidad y mejor calidad sus productos abasteciendo mejor los mercados internos y externos, habría más demanda de productos y más consumo de estos.

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Desde el Punto de Vista Social

En el ámbito social, la mejora y tecnificación de recursos son avances tecnológicos que permite que el trabajo requiera menos horas/hombre así que los niños que ayudaban en las jornadas laborales ahora pudieran asistir con más frecuencia al colegio y optar por estudiar una carrera profesional y de esta forma cumplir con función de ser un bien para su comunidad y la sociedad en sí.

Desde el Punto de Vista Ingenieril

Si la demanda es alta en cuanto a producción entonces la necesidad de sistemas tecnificados de riego es de vital importancia ya que masificaría la producción y por ende el traslado y envío de sus productos. Ésto requeriría de vías de comunicación más viables, como la construcción de carreteras asfaltadas o en su defecto bien afirmadas para el acceso de vehículos de trasporte pesado.

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CAPITULO III

3. FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE LA INVESTIGACIÓN

3.1.

Antecedentes de la investigación

3.1.1. Antecedentes internacionales

Tesis-01: DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PARA EL CULTIVO DE PAPA (Solanum tuberosum) EN UN SECTOR DE LA FINCA

"ESTAPAPE",

SECTOR

ESTAPAPE,

PARROQUIA

LA

QUEBRADA, MUNICIPIO URDANETA, ESTADO TRUJILLO, Realizado por el bachiller Freddy Matheus, Universidad De Los Andes-Núcleo Universitario “Rafael Rangel”, Departamento de Ingeniería Agrícola, octubre 2011, TrujilloVenezuela.

Quienes arriban a las siguientes conclusiones: 1. El estudio de la demanda hídrica de la zona mediante el balance hídrico, se logra apreciar que para el cultivo de la papa (Solanum tuberosum) existe déficit durante los meses de junio, julio y diciembre, sin embargo, el riego se programará para todo el año debido a que la precipitación es un fenómeno variable. 2. El suministro de agua de la finca proviene de la quebrada Estapape, la cual surte sin almacenamiento, a la finca, a través de una aducción de 6”, siendo el caudal promedio en periodo de estiaje de 35, 8l/s, según los aforos realizados.

Tesis-02: DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSION LA FINCA EL CEDRO UBICADA EN EL MUNICIPIO DE AQUITANIA, Realizado por los bachilleres Cardozo Pérez Manuel Eduardo y Díaz Martínez

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Mario Julián, Universidad Militar Nueva Granada, Programa Ingeniería Civil, octubre 2014, Bogotá – Colombia Quienes arriban a las siguientes conclusiones: 1. Con la implementación de este sistema de riego por aspersión en la Finca el Cedro se reducen los costos en un 40% al momento en que se realiza el riego, al suministrar a las especies vegetales la humedad necesaria para su desarrollo se genera un aumento en productividad y calidad que minimiza la cantidad de personal a ser utilizado al momento del riego.

2. En general la Cebolla Junca es uno de los cultivos con mayor crecimiento en nuestro país por tener un gran comercio a nivel nacional, este producto le ha generado a los productores de estas zonas dar unos avances en el tipo de riego que deben de implementar para tener un mayor rendimiento en la producción menos gastos por la utilización de agua innecesaria y más ganancias en los periodos de la recolección y venta del producto final del cultivo.

3.1.2. Antecedentes nacionales Tesis-01: “DISEÑO HIDRÁULICO Y AGRONÓMICO PARA UN SISTEMA DE RIEGO TECNIFICADO DEL SECTOR LA ARENITA, DISTRITO PAIJÁN -CHICAMA”, Realizado por los bachilleres Carlos Enrique Díaz Nassi y Edwin Raúl Pretel Sánchez, Universidad Privada Antenor Orrego, Escuela Profesional de Ingeniería Civil, diciembre Del 2014, La Libertad - Perú.

Quienes arriban a las siguientes conclusiones: Respecto a la problemática agrícola 1. La actividad agrícola en el distrito de Paiján, provincia de Ascope, Región La Libertad, viene atravesando una dura crisis debido a los bajos rendimientos obtenidos en las cosechas como consecuencia de la deficiente tecnología aplicada en riego y en el manejo del cultivo, así como también 9

por la frecuencia irregular del agua de riego superficial en el valle de Chicama. 2. El valle Chicama, al igual que la mayoría de los valles de la región La Libertad, se caracteriza por tener un riego no regulado; la infraestructura de distribución tanto mayor y menor está en mal estado (canales principales, secundarios y laterales no están revestidos), careciendo el valle de infraestructura de almacenamiento (reservorio) y escasa infraestructura de captación y regulación (compuertas). En los últimos años, la oferta de agua para riego ha venido cayendo progresivamente debido a la disminución constante de precipitaciones pluviales en la parte media y alta de la cuenca, así como el permanente deterioro de los canales de riego, los cuales captan sus aguas del río Chicama. Tesis-02: “PROPUESTA METODOLÓGICA DE PROGRAMACIÓN DE RIEGO POR ASPERSIÓN MEDIANTE EL TANQUE EVAPORÍMETRO CLASE A - IRRIGACIÓN HUACCOTO - ORURILLO”, Realizado por el bachiller Víctor Ramiro Casa Coila, Universidad Nacional Del Altiplano, Escuela Profesional de Ingeniería Agricola, 2014, Puno – Perú.

Quienes arriban a las siguientes conclusiones: 1. Según el diagnóstico del estado situacional actual de los aspectos sociales, se concluye que la organización de los usuarios de riego es buena, por que cumplen con las labores fijadas, faenas, reuniones citadas y tienen la voluntad de trabajar para mejorar la calidad de vida incrementando su productividad.

2. El caudal disponible en la cabecera de riego, según el estudio hidrológico la represa Huaccoto almacenara un Volumen Útil de 1, 263,533.40 m3. Según se sustenta que las quebradas del sector serán las principales portantes de agua en las épocas de Avenidas, Transición y Estiaje. 10

3.1.3. Antecedentes locales

Tesis-01: EVALUACIÓN DE UNIFORMIDAD Y EFICIENCIA DE RIEGO EN TRES MÓDULOS DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN EL CULTIVO DEL CACAO, EN EL SECTOR DE MARANNIYOC- ECHARATI, Realizado por el bachiller Edwin Porfirio Velasco Sequeiros, Universidad Nacional De San Antonio Abad Del Cusco, Carrera Profesional De Agronomía Tropical, Mayo Del 2013, Cusco - Perú. Quienes arriban a las siguientes conclusiones:

1. El aspersor VYR 35, es el que obtuvo un coeficiente de uniformidad de 84.85 %, superior a los aspersores VYR 37, VYR 70 con coeficientes de 77.85 %, y 80.05 % respectivamente, encima del nivel de especificación técnica de fabricación que tiene un coeficiente de 83.

2. El modelo de aspersor VYR 35, tiene mayor eficiencia de aplicación con un promedio de 38.44 %, siendo superior a los aspersores VYR 37 y VYR 70 que presentan promedios de 29.16 % y 30.51 % respectivamente. 

La frecuencia de riego para el cultivo de cacao CCN 51 tipo de cacao injertado es de 11 días. El número de riegos por mes es de tres con un tiempo de riego de tres horas y media lo mismo que tienen que ser en horas de la mañana desde las seis o siete de la mañana o por la tarde a partir de las diecisiete horas.



El elevador del aspersor debe ser de un metro y medio ya que el cultivo en estudio no supera los tres metros y el chorro de altura de agua es de 2.4 m.

11

3.2.

Marco teórico

3.2.1. El Riego El riego según Israelsen & Hansen (1973) definen el riego como “la aplicación artificial de agua a la tierra, con el fin de suministrar a las especies vegetales la humedad necesaria para su desarrollo”. De igual forma, asignan al riego los siguientes objetivos:

 Proporcionar la humedad necesaria para que los cultivos puedan desarrollarse.  Asegurar las cosechas contra sequías de corta duración.  Enfriar el suelo y la atmósfera para, de esta forma, mejorar las condiciones ambientales en bien del desarrollo vegetal.  Llevar o diluir sales contenidas en el suelo.  Reducir el peligro de erosión por la formación de cauces naturales de drenaje.  Ablandar los terrones de tierra.

Bos & Nugteren (1970) amplía dicha definición al considerar que el riego comprende “las provisiones, medidas o actividades, de naturaleza temporaria o permanente, con el propósito de suministrar agua, en algunos casos conjuntamente con otras materias, al suelo y por consiguiente a la planta, con el fin de mantener o promover su crecimiento”. En base a las definiciones que anteceden, los objetivos del riego se agrupan siguiendo a Bos & Nugteren (1970) en las siguientes tres categorías: (a) compensar deficiencias de humedad en el suelo; (b) mejorar las condiciones ambientales del suelo y del cultivo; (c) aplicar nutrientes y medios protectores. Gurovich (1985) define el riego agrícola como una práctica o practica de producción con la aplicación oportuna y uniforme de agua a un perfil del suelo para reponer en este el agua consumida por los cultivos.

12

3.2.2. Métodos de Riego Según Peryra (2010) “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”.

MÉTODOS DE RIEGO

Superficiales tradicionales

Con pendiente

Riego aspersión

Sin pendiente

Riego por micro aspersión

Surcos

Riego por goteo

Melgas Conducción tuberías Superficiales tecnificados

Métodos superficiales subterráneo

Métodos presurizados

Métodos superficiales o de gravedad

por

Dosificadores a los surcos Riego discontinuo o con dos caudales

13

por

sub o

Tuberías que circulen por debajo del suelo

La eficiencia de un método de riego se refiere a la cantidad de agua que queda almacenada en la zona radicular, en relación con la cantidad total de agua que se usa. El riego localizado en cultivos anuales tiene el inconveniente de que la densa red de tuberías situada sobre el terreno dificulta muchas tareas agrícolas, sobre todo las que emplean maquinaria: labores, tratamientos, cosecha etc.

Los métodos de riego pueden clasificarse del siguiente modo Pereira y Trout, (1999):



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, fija o móvil, 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, la 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, casi sin representación en la Península Ibérica, pero que, en Portugal, se practicaba al Sur de la Ría de Aveiro y en las riberas de la Póvoa de Varzim (Peryra, 2010)

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3.2.3. Eficiencia del Riego Referido a la capacidad de entregar el agua necesaria a la planta, la cual se expresa mediante la siguiente fórmula:

La eficiencia depende de la manera de aplicar el agua dependiendo de sus ventajas y desventajas.  Riego por inundación 60%  Riego por surcos 70%  Riego por aspersión 80%  Riego por goteo 95%

3.2.4. Sistema de riego

Se denomina Sistema de riego, al conjunto de estructuras, que hace posible que una determinada área pueda ser cultivada con la aplicación del agua necesaria a las plantas. El sistema de riego consta de una serie de componentes, aunque no necesariamente el sistema de riego debe constar de todas ellas, ya que el conjunto de componentes dependerá de factores que demanden la zona y su producción. La aplicación de un sistema de riego dependerá de dos factores importantes: caudal disponible y caudal de diseño.

Caudal Disponible Es la cantidad de agua que tenemos para realizar un sistema de riego en la zona (rio, quebrada, manantes, etc). El caudal en si es una manifestación natural que depende de tipo de cambio climático que tiene la zona, es decir en Cusco, el caudal es máximo en épocas de lluvia (nov- mar) y mínimo en secas (abr-sept). 15

Consideraciones de un caudal disponible: 

Para el diseño es necesario tomar en cuenta el caudal mínimo, porque no hay necesidad de regar en épocas de lluvia.



Para

determinar

los

caudales

cambiantes

es

necesario

tener

documentaciones previas como la cantidad de lluvia que cae en la zona (Cusco 700 mm) 

La divisoria de agua o divortium aquarium, es la cuenta que afecta a la zona de captación.

Caudal de Diseño

Es la cantidad de agua que llega a nuestra zona de riego, este dependerá del caudal disponible y en sí es la principal causa del tipo de diseño a emplear en un sistema de riego, es decir, de aquí optaremos que tipo de infraestructura usaremos para llevar el agua disponible a nuestra zona.

Sus consideraciones más importantes son: 

El área a regar, sabiendo que 1ltr/s abastece una hectárea en una lámina de 8mm en 24 hrs



Tipo de suelo, si este es arenoso se necesitará menos agua-más jornales y si es arcilloso más agua-menos jornales.



El tipo de planta, hay plantas que requieren más agua en su proceso de maduración que otros

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3.2.5. Canal de riego

El canal de riego es el diseño estructural que satisface el sistema de riego en sí, una canal de riego puede ser abierta o cerrada según necesidad y topografía del lugar, pero sus componentes son básicamente los mismos.

Captación o aforo es la primera estructura que se considera en un canal de riego y sirve para derivación o toma en un río o quebrada para su desviación.

Línea de Conducción, es el tramo o línea que trasporta el agua desde la captación hasta un punto de control, depósito o reserva (tanques, reservorios, etc.)

Punto de control, es una obra de arte, infraestructura o accesorio que regula la cantidad de agua a suministras.

Línea de distribución, es el tramo que comprende desde al punto de control al punto más alto de la zona a regar.

Redes, son líneas de distribución propiamente del modelo de riego (primaria, secundaria, terciaria)

3.2.6. Riesgos sociales, Cambio de vida Tecnificación

Los riesgos sociales de implementar tecnología en sectores que viven de la tradición son netamente políticos, los que manejan a otros (junta directiva) son paulatinamente dueños y como tales serían los que distribuirían su antojo la disponibilidad del agua. En consecuencia, abría disconformidad entre los beneficiarios. Además, al no ser personas con cultura económica existe la mínima posibilidad de riesgo en el mal uso de sus activos (alcohol, drogas, servicios sexuales, etc.) 17

El cambio de vida es un plus en la tecnificación, ya que mejores productos y mayor producción hacen mayores ingresos, esto daría más opciones al poblador de una vida mejor y asi podrán mandar a estudiar a sus hijos diversificar los productos que consumen, mejores ropas y más abrigadoras, comprar medicamentos, etc.

La tecnificación es remplazar costumbres muy arraigadas con otras nuevas, tú le das a una persona tecnología y al no saberla usar simplemente la deja, o en el peor de los casos hace mal uso de ella. La tecnificación va de la mano con el asesoramiento continuo y es de responsabilidad del estado contribuir gratuitamente con cursos de capacitación para nuestros agricultores.

3.3.

Marco Conceptual

Levantamientos Topográficos Los levantamientos topográficos se realizan con el fin de determinar la configuración del terreno y la posición sobre la superficie de la tierra, de elementos naturales o instalaciones construidas por el hombre. En un levantamiento topográfico se toman los datos necesarios para la representación gráfica o elaboración del mapa del área en estudio. . Parcelación La parcelación puede definirse, desde un sentido amplio, como la división o segregación de una finca, parcela o terreno. En este sentido, toda parcelación supone un fraccionamiento que afecta a una finca o parcela matriz

Divisoria de aguas La línea divisoria de las aguas, divisoria de drenaje o simplemente divisoria es el límite entre dos cuencas hidrográficas contiguas (dos vertientes hidrográficas contiguas). Las aguas de lluvia caídas a cada lado de la divisoria acaban siendo recogidas por los ríos 18

principales de las cuencas o vertientes respectivas, pudiendo acabar en destinos muy distantes. . El riego excesivo provoca: 

La asfixia de raíces y su pudrición.



Las raíces del árbol se desarrollen más superficialmente y por tanto, no profundicen buscando agua. Esto los vuelve más sensibles en caso de sequía.



El agua abundante provoca que salgan más malas hierbas.



Además, estamos desperdiciando agua innecesariamente.

3.4.

Variables del estudio

3.4.1. Variable Independiente Diseño Hidráulico

3.4.2. Variable Dependiente Sistema de aspersión

3.4.3. Variable Interviniente Comunidad Agrícola La Rinconada – San Jerónimo - Cusco

3.5.

Hipótesis de estudio Hipótesis General

Mediante la aplicación del Diseño Hidráulico se optimiza el Sistema por Aspersión en el cultivo de maíz en la Comunidad Agrícola La Rinconada – San Jerónimo - Cusco

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Hipótesis Específica:

Gracias al sistema de riego por aspersión se logra un mejor y nuevo estilo de vida en la comunidad agrícola La Rinconada.

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CAPITULO IV

ASPECTO ADMINISTRATIVO AÑO 2018

ACTIVIDADES

AÑO 2019

SET. OCT. NOV. DIC. ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGO. SET OCT

X 1.- Elaboración de materiales.

X 2.- Coordinación con las autoridades universitarias. 3.- Elaboración de Instrumentos.

X X

4.- Determinación del problema. 5.- Elaboración del plan de investigación.

X

6.- Presentación del plan de investigación.

X

X

X

7.- Aprobación del plan de investigación.

X

8.- Ejecución del informe de investigación.

X X

9.- Estructuración del primer capítulo.

X

10.-Desarrollo del marco teórico.

X

11.-Aplicación de instrumentos: Encuestas.

X X

12.-Interpretación de datos.

X X

X

13.-Formulación de resultados.

X

14.-Redacción del informe.

X

15.- Entrega para la revisión del Informe de Tesis.

X

X

16.- Aprobación del informe.

X

17.- Sustentación del informe.

X

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PRESUPUESTO Y FINANCIAMIENTO

PARTIDA

DESCRIPCIÓN

REQUERIMIENTO

PRECIO UNITARIO

COSTO TOTAL

05

200,00

1000,00

UNIDAD DE MEDIDA

CANTIDAD

Mes

A) PERSONAL 01

Asesoramiento del trabajo

02

Digitador del trabajo de investigación

Global

150 pág

1,50

225,00

03

Estadístico

Global

Global

400,00

400,00

04

Diagramador del trabajo de investigación

Global

Global

250,00

250,00

B) BIENES 05

Papel Bond A-4

1 millar

3 millar

25,00

75,00

06

Tóner para impresora láser Blanco y negro

Unidad

3 unidades

300,00

900,00

07

Tóner para impresora láser color

Unidad

2 unidad

350,00

700,00

08

Impresión de fotos del trabajo investigación

Unidad

30 unidades

1,00

30,00

09

Empastado de ejemplares

Unidad

05 unidades

30,00

150,00

10

Resaltador

Unidad

03 unidades

4,00

12,00

11

Lápiz

Unidad

03 unidades

1,00

3,00

12

Lapiceros

Unidad

05 unidades

1,00

5,00

C) SERVICIOS 13

Copias fotostáticas en la ejecución del trabajo de investigación

Unidad

800

0,10

80,00

14

Copias fotostáticas de textos, libros, revistas científicas en PDF

Unidad

2000

0,10

200,00

15

Pasajes y gastos de movilidad local

Global

Global

300,00

300,00

16

Gastos de trámites administrativos UAC.

Global

Global

300,00

300,00

17

Gastos de sustentación del trabajo de investigación

Global

01

1000,00

1000,00

19

Bienes de consumo

Global

Global

100,00

100,00

20

Servicios de internet

Global

Global

150,00

150,00

TOTAL: S/ 5,880

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Bibliografía

Bos, M., & Nugteren, J. (1970). Eficiencias en Irrigacion. Paises Bajos: ILRI . Gurovich, L. (1985). Fundamentos y Diseño de Sistemas de Riego. Costa Rics: IICA. Israelsen, O., & Hansen, V. (1973). Principios y Aplicaciones del Riego. España: Reverté. Peryra, L. (2010). El Riego y sus Tecnologias. Albacete España: Editorial Europa-America.

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