Diseño de Riego por Asperción

Fundamnetos del Diseño de Riego por Asperción

1. DISEÑO DE RIEGO POR ASPERSION

2. INTRODUCCION El riego es el requerimiento para compensar la pérdida de agua por evapotranspiración cuando la lluvia es insuficiente, y el objetivo primario es aplicar la cantidad de agua adecuada en el momento oportuno.

3. El riego por aspersión es una técnica de riego donde el agua es aplicada en forma de lluvia sobre la superficie a regar, distribuyéndose por el aire y produciendo un círculo de suelo humedecido. Esta técnica se caracteriza por poseer una alta eficiencia de riego y no requerir prácticamente mano de obra para su funcionamiento.

4. El objetivo del riego es aplicar el agua uniformemente sobre el área deseada, dejándola a disposición del cultivo. Producir una lluvia uniforme sobre toda la parcela y con una intensidad tal que el agua infiltre en el mismo punto donde cae. Antecedentes históricos

5. Antecedentes históricos Uno de los métodos de riego que se utilizaron desde hace milenios fue el de aplicación de agua a las plantas con una regadera manual . Es evidente que ello solo podía aplicarse en pequeña escala, por lo cual predominó el riego por surcos.

6. RIEGO POR ASPERSIÓN El riego por aspersión es un sistema por medio del cual el agua se suministra en el campo en forma de lluvia. El sistema consiste en las siguientes partes básicas . Bomba, que succiona el agua del canal de conducción u otra fuente, y lo transporta bajo una cierta presión por un sistema de tubería. Una o más líneas principales, provistas de conexiones para líneas laterales. Un número Indeterminado de líneas laterales con conexiones para aspersores. Un número indeterminado de aspersores para distribuir el agua en forma de gotas.

7. TIPOS DE SISTEMAS DE RIEGO POR ASPERSIÓN

8. Sistema de riego de desplazamiento radial También se le conoce como Sistema de riego de pivote central. Sistema de riego que consiste en una tubería montada sobre ruedas, la cual gira en un desplazamiento radial con centro en un punto fijo en el cual recibe el agua por un tubo soterrado o una motobomba. Durante cada sucesivo pase.

9. Sistema de riego de desplazamiento frontal. Sistema de riego superficial que consiste en un tubo aspersor (conocido como lateral que se desplaza de forma transversal a los surcos. Se aplica en áreas de forma rectangular y la toma de agua es de un canal paralelo al campo . Siempre que se esté utilizando tubería superficial de aluminio con aspersores para el riego de los cultivos. Los costes de trabajo pueden reducirse hasta en un 90% y se consigue así eliminar prácticamente la compactación del suelo por el tránsito peatonal necesario para el montaje y el desmontaje de la tubería de la cobertura durante el proceso productivo.

10. Sistemas de riego localizado. Sistemas de riego superficial mediante los cuales se aplica el agua en un lugar cercano a las raíces de las plantas con aspersores pequeños. Entre sus variantes se encuentran: riego por micro-aspersión, riego por goteo, y otros. El riego localizado contribuye notablemente a la economía del agua con una mejora de los rendimientos por metro cúbico de agua aplicada, por la reducción del uso continuo y se obtiene mayor eficiencia, con un ahorro de 20 – 30 % en cultivos de ciclo corto y de 30 – 60 % en plantaciones de cítricos y frutales.

11. Sistema de riego de cañón aspersor. Sistema de riego constituido generalmente por un equipo que lleva una tubería que puede enrollarse y desenrollarse y que cuenta además con un aspersor gigante final. La principal limitante del riego por aspersión radicó desde sus inicios en que se requería de mucha mano de obra y tiempo para mover los componentes del riego (bomba y tuberías) hasta otras áreas a medida que se cumplía la norma de riego establecida para el cultivo. Ello motivó el diseño del sistema de riego de desplazamiento frontal, el de pivote central o de desplazamiento radial y el cañón aspersor con tubería enrollada.

12. Sistema de riego estacionario. Sistema de riego superficial mediante el cual el agua se aplica en un área generalmente fija, pues cuenta con tuberías y sus aspersores que no se desplazan durante el proceso de riego. Hay un sistema de riego estacionario cubano de mucha utilización El riego por aspersión es uno de los métodos de riego más utilizados para la aplicación de agua a las plantas. El sistema de riego estacionario o semiestacionario se denomina así para diferenciarlo de otros equipos de aspersión que se desplazan por el campo durante el proceso como el sistema de riego de desplazamiento radial o de pivote central, el de desplazamiento frontal y el de cañón aspersor con enrrollador .

13. Ventajas y desventajas Ventajas. El sistema de riego por aspersión imita al agua de lluvia, con lo cual la calidad de la entrega y el ahorro de agua son muy superiores a lo que se logra con el aniego o la distribución por surcos. Se adecua mejor a cualquier tipo de topografía, cultivo y suelo. Duplica el área a regar. Se optimiza el agua a través de un riego uniforme. Reduce las labores de nivelación del suelo. Las diferencias de niveles topográficos generan presión sin costo alguno Disminuye el efecto de las heladas. Se pueden aplicar fertilizantes solubles. Crea un microclima que favorece el desarrollo de los pastos.

14. Desventajas. Se requiere de componentes caros (bomba hidráulica de alta presión, tuberías, aspersores y de otros mecanismos y piezas). Es necesario un constante cuidado de la estabilidad de las presiones, del caudal de entrega en las boquillas aspersores, así como limpiar los aspersores cuando se tupen. En la aspersión son altas las pérdidas de agua por evaporación. La constante humedad del ambiente favorece las enfermedades foliares. Todos los sistemas de aspersión a alta presión contribuyen a la compactación del suelo por la fuerza del impacto directo del agua sobre éste. Alto costo de instalación inicial. Exige agua limpia, libre de sedimentos y libre de contenido de sales. Los vientos fuertes afectan a la distribución del agua. El impacto de las gotas de agua puede dañar algunos pastos tiernos.

15. Elementos que componen un equipo de riego por aspersión Equipo de Bombeo succión, bomba, motor, válvulas Tuberías de conducción tuberías primarias y secundarias

16. Tuberías laterales Emisores aspersores difusores fijos o toberas Accesorios válvulas, hidrantes, reguladores de presión, elevador del aspersor

17. Clasificación de aspersores 1) Velocidad de giro a) giro rápido : 3 - 6 vueltas. min -1 uso en jardines, viveros, horticultura b) giro lento : 0.5 -1 vuelta. min -1 mayor radio de mojado mayor espaciamiento entre aspersores uso general en agricultura.

18. 2 ) Mecanismo de giro a) reacción b) turbina c) choque o “brazo oscilante”

19. 3) Presión de trabajo a) Baja Presión ( < 2.5 kg.cm -2, o 250 Kpa ) Boquillas < 4 mm de diámetro Caudal < 1000 l.h -1 b) Medía Presión (2.5 - 4 kg.cm -2 o 250 - 400 Kpa ) 1 o 2 boquillas de 4 a 7 mm de diámetro Caudales 1000 – 6000 l.h -1

20. c ) Alta Presión ( > 4 kg.cm -2 o 400 Kpa ) Aspersores de tamaño grande (cañones) 1,2 o 3 boquillas Caudales 6m 3 .h -1 a 40m3.h -1, hasta 140 m 3 .h -1

21. Disposición de los aspersores cuadrado rectangular triangular 12 9 6 3 0 3 6 9 12 Patrón de los aspersores individuales 30- 25- 20- 15- 10- 5 - Patrón de mojado del conjunto Lb (mm)

22. Ejemplo diseño aspersión portátil 1. Datos del predio Superficie – 540 x 360 m (aprox. 19.5 has) Cultivo – Papa (40 cm de profundidad de arraigamiento) Suelo – Franco limoso, V.inf. 8 mm/hora Agua disponible – 50 mm (en los 40 cm) Umbral de riego – 50% (-1 bar) - L.N. = 25 mm Jornada de riego – 16 horas por día ETc pico – 5.3 mm/día Profundidad del agua en el pozo – 15 m (Nivel dinámico )

23. 2 . Elección del aspersor Marca SIME modelo SILVER Boquilla 6 mm; Pa 3 atm.; Q 2.30 m3/hora; alcance 15 m. Ipp (18 x 18 m) = Q/A = 2300l/h / 324m 2 =7.1 mm/hora

24. 3. Estimación de la Eficiencia ( Ea ) CU( Christiansen ) – 90% (comparando con datos experimentales) CU sistema = CUs . = 88 CUs = 88; “a” = 90 EDa = 0.80 Ea = EDa * Pe = 0.80 * 0.90 = 0.72

25. 4. Cálculo de la operación del riego Frecuencia de riego Fr. = LN / ETc = 25 mm / 5.3 mm/día = 4.7 días 5 días LN ajustada 5.3 mm/día * 5 días = 26.5 mm U.R. ajustado = 26.5 / 50 = 53%   Lámina Bruta L.B. = L.N. / Ef. = 26.5 / 0.72 = 36.8 mm   Tiempo de operación T riego = L.B. / Ipp = 36.8 mm / 7.1 mm/hora = 5.2 horas T operación = T riego + T cambios = 5.2 + 0.5 = 5.7 horas Nº de posiciones por día Nº pos. = Jornada / T operación = 16 horas/día / 5.7 horas/pos. = 2.8 pos/día                3 posiciones/día Jornada ajustada = 5.7 horas/pos. * 3 pos./día = 17.1 horas/día

26. 5. Cálculo del Nº mínimo de aspersores y laterales Número de aspersores Nº mín. = (Superficie) / (N º pos.dia -1 *FR * Marco del aspersor) Nº mín. = (540*360) / (3*5*18*18) = 40 aspersores   Distribución en el campo 180 m/lateral / 18 m/aspersor = 10 aspersores/lateral Long. Lateral = Esp./2 + (Esp. * (n-1)) = 18/2 + (18 * 9) = 171 m   Número de laterales 40 aspersores totales / 10 asp./lat = 4 laterales   Número de posiciones por lateral 540 m / 18 m/pos = 30 * 2 = 60 posiciones 60 pos. / 4 lat. = 15 pos./lateral (5 días * 3 pos/día)

27. 6. Diseño del lateral Caudal = 2.300 l/h/asp * 10 asp./lat = 23.000 l/h/lat = 6 , 4 l /s Criterio - Pérdidas <20% Pa 30 m * 0.20 = 6 m Se selecciona una tubería del menor diámetro, tal que con un caudal de 6.4 l/s, una longitud de 171 m, y 10 salidas de agua, genere una pérdida de carga no superior a 6 m (considerando además la topografía). 7. Diseño del principal Caudal = 6.4 * 4 = 25.6 l/s Se selecciona en función de criterios económicos (costo de tubería vs. costo de bombeo) 8. Selección de la bomba Se selecciona una bomba que erogue un caudal de 25.6 l/s, generando la presión suficiente para que los aspersores trabajen a 30 m, con una eficiencia adecuada.