CUARTA UNIDAD: RIEGO POR MICROASPERSION Y GOTEO

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO CURSO: RIEGO PRESURIZADO FACULTAD DE INGENIERIA AGRCOLA PROFESOR: M.I. Juan Hernndez Alcntara_______________________________________________________________________________

SEGUNDA UNIDAD

RIEGO POR GOTEO Y MICROASPERSION

2.1. GENERALIDADES

El riego localizado de alta frecuencia, o microirrigacin, se define como la aplicacin artificial de agua en una fraccin del suelo, prxima a la planta, con la cual se mantiene un contenido de humedad relativamente constante en la zona radicular, gracias a la continua aplicacin hdrica en pequeas dosis.En microirrigacin se hace llegar el agua desde la fuente de captacin hasta las plantas, a travs de tuberas, siendo entregada directamente a stas por emisores. Con ello se eliminan las prdidas por conduccin y se minimizan las prdidas por evaporacin y percolacin profunda, gracias a la alta uniformidad de aplicacin del sistema. Los mtodos de riego localizado permiten suministrar agua y abonos en forma centralizada, con lo que se pretende controlar, al menos en forma parcial, el patrn de distribucin del agua en el suelo. Ello, tanto desde el punto de vista geomtrico como de distribucin de humedad, permitiendo generar una zona radicular con caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas que conduzcan a mayores rendimientos e incrementos de la rentabilidad de la empresa agrcola.2.1.1. DESCRIPCIN GENERAL Este mtodo de riego facilita un ahorro importante de agua. El mayor o menor ahorro se fundamenta en general en: La posibilidad de controlar fcilmente la lmina de agua aplicada. La reduccin de la evaporacin directa. La ausencia de escorrenta. El aumento de la uniformidad de aplicacin, al reducir la filtracin profunda o percolacin.Para que estas ventajas sean efectivas, es preciso que los componentes tengan un diseo adecuado y los materiales con que estn fabricados sean de buena calidad, con el objeto de aplicar el agua con alta uniformidad. Esto permitir suministrar la misma dosis de abono en todos los puntos, cubriendo as sus necesidades, evitando prdidas innecesarias y reduciendo los efectos medioambientales negativos. De no ser as, la inversin realizada en la instalacin no producir ventajas sustanciales.La aplicacin localizada y frecuente de agua evita en muchos casos el dao por salinidad en las plantas, ya que las sales se encuentran muy poco concentradas en la zona de actividad de las races. De hecho las sales se concentran en zonas no accesibles por las races de las plantas, mientras que se mantienen diluidas en las zonas de actividad radicular. Esta es la razn por la que el riego localizado es la nica posibilidad de riego para cultivos sensibles a aguas de mala calidad.Dado que solo se moja una parte del suelo, se consigue reducir la infestacin por malas hierbas y se hace ms simple su control. Sin embargo, es necesario realizar un seguimiento de la aparicin de malas hierbas en la zona de suelo humedecida, principalmente cuando el cultivo est en fase de crecimiento o en fase juvenil. Por otro lado, puede haber un ahorro en las labores de cultivo, ya que en las zonas secas no crecern malas hierbas.Las instalaciones de riego localizado no solo permiten aplicar el agua a los cultivos, si no que ofrecen la posibilidad de aportar fertilizantes y otros productos fitosanitarios (insecticidas, fungicidas, etc.). En este caso es el agua la que se encarga de hacer llegar los fertilizantes hasta las races de la planta, bien de forma

continuada o intermitente. Otra ventaja de tipo econmico que alcanza valores importantes con este tipo de riego, es la reduccin de la mano de obra en la aplicacin de agua en la parcela. Adems, la aplicacin localizada del agua supone que prcticas como la eliminacin de malas hierbas, tratamientos manuales, poda, recoleccin, etc. No se vean dificultadas por el riego. De esta forma el calendario de labores no tiene por que modificarse por el riego. En cultivos frutales u hortcolas, donde con frecuencia la recoleccin ha de adaptarse a la demanda de los mercados, puede resultar especialmente importante la no interferencia del riego en la recoleccin.La uniformidad en el reparto del agua en el riego localizado depende principalmente del diseo hidrulico de la red y no de las caractersticas del suelo ni de las condiciones climticas (especialmente el viento), dando en general buena uniformidad de aplicacin para pequeas diferencias de presin que puedan ocurrir en la red. La eficiencia de aplicacin del agua puede ser elevada si el diseo y el manejo son correctos.La inversin inicial en este tipo de riego suele ser elevada, y su costo depende del cultivo, de la modalidad de riego elegida, de la cantidad del agua de riego y su exigencia en filtrado, del equipo de fertirrigacin, del grado de automatizacin de la instalacin, etc. La buena eleccin de equipos repercute en una disminucin de costos de mano de obra y mantenimiento, ya que, por ejemplo, un buen equipo de filtrado reducir la posibilidad de obturaciones en la red y la frecuencia de operaciones de mantenimiento y por tanto se reducirn los costos del sistema.En el riego localizado hay que prestar inters especial en el mantenimiento de la red, debido fundamentalmente a la obstruccin de emisores. Por este motivo el agua debe ser siempre filtrada, recomendndose un estricto control para que no se dificulte la aplicacin correcta tanto del agua y del abono como de otros productos fitosanitarios. Si los problemas de obstruccin no son detectados con rapidez, pueden ocasionarse serios perjuicios en el cultivo y disminuciones en la produccin.En este tipo de riego no es necesaria la nivelacin el terreno, y es muy adecuado para los cultivos en lnea y poco recomendad para cultivos que ocupan toda la superficie del terreno, como por ejemplo la alfalfa.2.1.2. LA DISTRIBUCION DE AGUA EN EL SUELOEl Bulbo HmedoEl bulbo hmedo o cebolla es la parte del suelo humedecida por un emisor de riego localizado. Los emisores de riego localizado aplican el agua sobre el suelo donde se forma un pequeo charco. A medida que avanza el riego, el bulbo hmedo se hace cada vez ms grande, pero a su vez el suelo se humedece ms, la velocidad de infiltracin disminuye y con ello el bulbo hmedo aumenta su tamao ms despacio. Por lo tanto, existe una relacin entre la dimensin horizontal (el radio de humedecimiento) y la dimensin vertical (la profundidad de humedecimiento) en las cuales se distribuye el agua de riego. Ambas dimensiones constituyen los lmites del bulbo humedecido.

La forma del bulbo depende de cuatro factores: 1) El suelo, 2) El caudal del gotero (q), 3) La duracin del riego (tr), 4) La frecuencia del riego (f o Ir)La forma del bulbo est condicionada en gran parte por el tipo de suelo. En los suelos pesados (de textura arcillosa), la velocidad de infiltracin es menor que en los suelos ligeros (de textura arenosa), lo que hace que el charco sea mayor y el bulbo se extienda mas horizontalmente que en profundidad. Si se plica la misma cantidad de agua en tres suelos con texturas diferentes, la forma del bulbo variar aproximadamente de la siguiente manera:

Para que el bulbo moje una determinada superficie de suelo y el agua pueda ser absorbida por las races de las plantas adecuadamente, es importante tener en cuenta cmo se extiende el bulbo horizontalmente. La extensin horizontal del bulbo no se puede aumentar indefinidamente incrementando el caudal del emisor (q) y/o el tiempo de riego (tr), y para conseguir una extensin de agua adecuada hay que actuar sobre el nmero de emisores que se colocan en las cercanas de las plantas. Por otra parte, la profundidad del bulbo estar relacionada con la velocidad de infiltracin del suelo y con el tiempo de aplicacin. Por ello es preciso tener en cuenta los factores que afectan a la forma del bulbo hmedo para decidir el nmero de emisores a colocar y el caudal que deben suministrar para que se produzca una buena distribucin del agua en el suelo. Para un mismo q y el mismo tr el volumen de suelo humedecido es el mismo en cualquier tipo de suelo.Manejo del bulbo en condiciones de salinidad. El movimiento de las sales en el suelo depende del movimiento del agua. En el riego localizado, el agua se distribuye en el perfil del suelo formando un crculo ms o menos alargado alrededor del emisor, y este mismo patrn tambin lo seguirn las sales que se acumulan en el suelo. El rgimen de sales se ve afectado por la alta frecuencia con la que se aplican estos riegos as como por la localizacin puntual del agua. Tras la aplicacin de un riego tanto las sales que contena el suelo como las aportadas por el agua de riego se encuentran disueltas. La evaporacin y transpiracin hacen que la humedad del suelo sea cada vez menor y la concentracin de sales aumente hasta que se aplica el riego siguiente. Cuanto mayor sea el tiempo entre riegos, mayor ser la salinidad del suelo. Los riegos frecuentes permiten mantener alta la humedad del suelo y baja la concentracin de sales. El riego localizado es por tanto muy recomendable cuando el agua de riego sea salina. La distribucin de sales bajo el emisor de riego localizado presenta tres zonas caractersticas bien diferenciadas:

Una zona muy lavada debajo del bulbo. Una zona de baja salinidad que rodea la anterior (zona en equilibrio) Una zona donde se acumulan las sales en la periferia del bulbo y sobre todo en la superficie del bulbo.

Alrededor del bulbo puede observarse una zona blanquecina de forma circular que se forma debido a que el agua que se evapora no se lleva consigo las sales, por lo que van acumulndose prxima a la superficie.Cuando el volumen de agua aplicado con el riego es mayor, aumenta la zona de intenso lavado y la zona de acumulacin de sale se aleja del centro del bulbo, con lo que se evita que las races entren en contacto con zonas de elevada salinidad. Este objetivo es el que se persigue aplicando junto con el riego una cantidad de agua extra denominada fraccin lavado, que es el porcentaje de agua extra con respecto al agua de riego necesaria. Cuando llueve copiosamente, el agua de riego tambin contribuye al lavado de sales. Si se producen lluvias de baja intensidad, se corre el riesgo de que las sales se muevan hacia zonas de menor salinidad donde abundan las races. Por tanto, no es conveniente detener el riego en presencia de lluvias ligeras.En cultivos anuales puede ocurrir que en la siembra del ao siguiente las semillas queden en las zonas superficiales muy salinizadas con los riegos del ao anterior, lo que puede afectar a la germinacin y crecimiento de la planta joven. En estos casos es preciso controlar con detalle el lugar de siembra.

Lavado de sales en el riego localizado.El lavado de sales consiste en la disolucin por el agua de las sales del suelo y su desplazamiento hacia capas mas profundas, fuera del alcance de las races. Por sus especiales caractersticas, el riego localizado requiere un manejo especial del lavado. En caso de disponer de agua suficiente conviene que los lavados sean frecuentes, y en general se aconseja que cada riego lleve una dosis de agua de lavado.El clculo de las necesidades de lavado se realiza en funcin de la salinidad del agua de riego y el umbral de tolerancia de los cultivos a la salinidad. La tolerancia a la salinidad es la capacidad del cultivo de soportar el exceso de sales en la zona radicular, y no es un valor exacto para cada cultivo sino que depende de numerosos factores como el tipo de sal, clima, estado de desarrollo del cultivo, rgimen de riego y manejo del suelo. El umbral de tolerancia a la salinidad es aquella cantidad de sales por encima de la cual el cultivo reducciones en su crecimiento y produccin con respecto a condiciones no salinas, y suele darse en milimhos por centmetro (mmho/cm) o decisiemens por metro (dS/m).

Para estimar la cantidad de agua de lavados se utiliza la curva de necesidades de lavado, pero con anterioridad es preciso calcular el factor de concentracin permisible (F). ste se obtiene de dividir el umbral de tolerancia a la salinidad de un cultivo por la salinidad del agua de riego (que se obtiene a partir de los anlisis de agua de riego).Es decir el agricultor debe aplicar con cada riego un 25% ms de agua que la estrictamente necesaria para cubrir las necesidades del olivar.El Sistema RadicularEl Suelo.- Existe una tendencia natural de las plantas a desarrollar sistemas radiculares superficiales en suelos arcillosos. El riego por goteo agrava esta tendencia, por lo tanto se acostumbra aumentar la densidad de siembra en cultivos de campo.La Planta.- Se acostumbra colocar un lateral entre cada par de hileras, en cultivos como el maz y el algodn; por lo tanto, el suministro de agua proviene de un solo lado de las plantas y el sistema radicular no solamente es limitado, sino, ademas, asimtrico.El anclaje.- La extensin restringida y superficial de las races conduce a la falta de anclaje y de equilibrio en algunos cultivos como el maz, frutales, etc. La falta de equilibrio depende de la altura de la planta y el peso de los frutos. El resultado es el vuelco de las plantas.

Superposicin de goterosDada la densidad de las plantas y de sus races dentro de la hilera, es indispensable crear una franja continua de suelo libre de sales, o sea, que debe haber una superposicin (o interferencia) entre bulbos de humedecimiento adyacentes. De esta manera las sales son lavadas hacia la periferia de la franja hmeda y no perjudican a las plantas. En frutales recin plantados la situacin es diferente. Una superposicin de goteros implica un consumo innecesario de agua, mientras que las races an no estn suficientemente desarrolladas. En tales casos se aconseja aumentar progresivamente el nmero de goteros de acuerdo al desarrollo del rbol y de su zona radicular.2.1.3. VENTAJAS E INCONVENIENTES (Ver Primera Unidad)Ventajas del riego por goteo-Considerable ahorro de agua y mejor utilizacin de ella (uniformidad del riego)-Posibilidad de regar cualquier tipo de terreno (accidentado, desnivelado o pobre)-Utilizacin de cualquier tipo de agua-Aumento en la produccin y calidad del producto-Disminucin de malezas -No altera la estructura del terreno (no erosiona)-Se puede fertilizar y desinfectar por medio del riego-No moja el follaje ni los troncos lo que reduce el riesgo de enfermedades a la plantaDesventajas

-Alto costo inicial de inversin.-Necesidad de gasto energtico (electricidad, petrleo).

2.2. TIPOS Y COMPONENTES PRINCIPALES

2.2.1 TIPOS DE RIEGO LOCALIZADO MS COMUNES Riego por goteo: el agua se aplica en la superficie del suelo a travs de goteros, tuberas emisoras o sistemas integrados, con caudales menores a 16 litros por hora (L/h), normalmente 4 5 L/h. El principal medio de propagacin es el suelo.

Microaspersin fija: el agua se aplica con microjet, que sin rotar, pueden mojar en forma de abanico o chorro, el total o parte de la circunferencia que lo rodea, con caudales inferiores a los 200 L/h, siendo el aire el medio de distribucin antes que el agua llegue al suelo. Microaspersin rotatoria: el agua se aplica con microaspersores, que giran mojando el total o parte de la circunferencia que los rodea. Los caudales emitidos son inferiores a 200 L/h y el medio de distribucin antes que el agua llegue al suelo es el aire. Riego por cinta: es una tubera de polietileno de pequeo espesor que cada cierta distancia lleva canales de flujo turbulento que emiten agua a tasas de 4 5 L/h/m. Trabajan a presiones inferiores al resto de los emisores de microirrigacin, duran una o dos temporadas y son de menor costo inicial.

2.2.2 COMPONENTES PRINCIPALES Y DESCRIPCIN DEL SISTEMA DE MICROIRRIGACIN

Un sistema de riego localizado est compuesto de varias partes. Se pueden distinguir: fuente de agua, estacin de bombeo, sistema de filtrado, equipos de aplicacin de fertilizantes, unidad de riego, tuberas principales, secundarias y terciarias, laterales y emisores, dispuestos como se muestra en la Figura

El agua de riego debe entrar en el sistema dotada de la presin necesaria para hacer funcionar correctamente la instalacin. El agua entra al cabezal donde hay elementos de filtrado y tratan el agua, de aqu pasa a la red de distribucin y de aqu llega a los emisores. En los sistemas de riego localizado nos encontramos con niveles de tecnificacin y tamaos muy variables atendiendo a la inversin que pueda soportar el cultivo. Es importante destacar que el uso de materiales fiables y de buena calidad siempre son rentables a largo plazo. As adems reducimos el riesgo de que la instalacin no funcione segn est diseada. a) EL CABEZAL DE RIEGO LOCALIZADOLlamamos cabezal de riego al conjunto de elementos destinados a filtrar, tratar, medir y suministrar el agua a la red de distribucin.

Contamos con un grupo de bombeo que dota al agua de la presin necesaria para alcanzar el punto ms alejado de la red. Puede formar parte del cabezal o estar alojado en un lugar independiente. Hay casos en los que el agua llega a la instalacin a travs de una red de riego a la demanda, con la presin suficiente, no siendo entonces necesaria la estacin de bombeo.El sistema de filtrado es uno de los componentes principales del cabezal, y est compuesto por distintos tipos de filtros con los que se pretende eliminar las partculas y elementos que lleva el agua en suspensin y que pueden ocasionar obturaciones en cualquier parte de la red de riego, principalmente en los emisores. Otro elemento de vital importancia es el equipo de fertirrigacin que aade fertilizantes o abonos, micro elementos, fitosanitarios, etc al agua de riego.b) SISTEMAS DE FILTRADO.La obturacin de los emisores es uno de los problemas ms importantes de los sistemas de riego localizado. Suele producirse por partculas minerales (arena, limo, arcilla), partculas orgnicas (algas, bacteria, restos de plantas o animales), y sales precipitadas que provienen de los fertilizantes aadidos, o las que estn presentes en el agua de riego. Si se producen obturaciones, el costo de mantenimiento de la red ser mayor, la duracin de los componentes de la instalacin se ver reducida y el agua de riego se aplicar con mayor uniformidad.Para evitar las obturaciones se colocan una serie de filtros en el cabezal. Si el agua de riego viene cargada con gran cantidad de slidos en suspensin, entonces hay que realizar un prefiltrado a la entrada del cabezal. Para realizar el prefiltrado se utilizan uno o ms hidrociclones, pero si el agua llega sin presin al cabezal entonces se utilizan los depsitos de decantacin.

Una vez que las partculas ms gruesas se han eliminado, el agua pasa por el equipo de filtrado y queda lista para su distribucin por la red (si hay equipo de fertirrigacin, los inyectores aadirn antes los elementos que hayamos programado al agua de riego). Si el conjunto de filtros est en paralelo, la capacidad de filtrado ser la suma de las capacidades de cada uno de ellos, y si estn en serie ser la del filtro de menos capacidad. Una vez conozcamos la capacidad de filtrado, sabremos cuantos filtros hay que instalar en paralelo o en serie atendiendo al caudal que va a circular por la red. Los filtros ms usuales en un equipo de filtrado son:Filtros de separacin o hidrociclones.Trabajan por el principio de la centrfuga y separan a las partculas ms pesadas que el agua, por diferencia de peso especfico. Muy efectivos para la separacin de grava y arena.Filtros de arena o grava (absorcin).Se usan fundamentalmente para retener las partculas orgnicas en suspensin. Son depsitos llenos de arena o grava por la que circula el agua, dejando las partculas por absorcin (algas, sulfatos y arcilla). Tienen una gran capacidad de acumulacin de suciedad.Filtros de malla.Retienen todo tipo de slidos en suspensin. Las impurezas se retienen en la superficie de unas mallas dotadas de orificios de pequeo tamao, fabricadas en material no corrosivo (acero, plstico).Estn especialmente indicados para la retencin de partculas de origen mineral, ya que la materia orgnica con estructura fibrosa, suele colarse con relativa facilidad a travs de los orificios de la malla. Estos filtros deben ser capaces de retener partculas cuyo tamao sea superior a 1/8 del dimetro de mnimo de paso del emisor que se piensa instalar.En cualquier instalacin de riego localizado se debe disponer de al menos un filtro de mallas o anillas de riego localizado, para retener las partculas de origen mineral que puedan llevar el agua en suspensin.

Los filtros de malla estn constituidos por un cuerpo cilndrico que aloja en su interior un cartucho de malla, que puede tener diferentes tamaos de orificios, a travs del cual circula el agua que se pretende filtrar. El grado de filtracin depende de la densidad de perforacin, el rea activa (libre), la forma y la distribucin de las perforaciones.

Existen filtros de malla de distintas formas y dimensiones (en "V" en "Y" en "L", de doble cuerpo, etc.). El agua penetra en el mismo y pasa a la cmara interior del cartucho. AL atravesar la pared del cartucho, las partculas cuyo tamao es mayor que el de los orificios de la malla, quedan retenidas, acumulndose en el interior. La colmatacin del filtro de mallas se produce de forma gradual, dejando cada vez una menor superficie para el paso del agua y aumentando por lo tanto las prdidas de carga que produce. La limpieza del filtro se realiza abriendo la vlvula de la parte inferior del filtro, por donde saldr el agua arrastrando las impurezas retenidas. se puede realizar una limpieza mas a fondo del mismo desmontndolo y limpiando el cartucho con agua a presin o con un cepillo. Existen otros modelos donde la limpieza puede ser diferente.

Las mallas que se colocan en el interior del filtro pueden ser de materiales y caractersticas diferentes (acero inoxidable o de plstico (polister, nylon, etc.). El parmetro que comnmente se utiliza para evaluar la capacidad de retencin del filtro es el nmero de mesh, que se define como el nmero de orificios por pulgada lineal, contados a partir del centro de un hilo, as se dice una malla de 120 mesh o 120 orificios.

En la definicin se puede observar que el nmero de mesh se puede observar que no se refiere en ningn caso al tamao, sino al nmero de orificios. Dos cartuchos con el mismo nmero de mesh pueden presentar tamaos de orificio diferentes, segn la malla est construida en uno u otro material, en funcin del grosor de los hilos que lo constituyen. Los hilos de acero son mas finos que los de de plstico, por lo que a igualdad de mesh, los orificios de malla de acero son mayores que los de plstico.El nmero de mesh puede ser por lo tanto, un dato orientativo sobre la capacidad de filtrado de una malla, pero bajo nuestro punto de vista resultara mas recomendable la adopcin de la luz de la malla (tamao del orificio expresada en mm) como parmetro para definir la capacidad de retencin del filtro, evitndose las posibles confusiones a que pueda dar lugar el empleo del nmero de mesh.

Para mallas de acero inoxidable se puede dar la siguiente tabla, que relaciona el tamao de los orificios con el nmero de mesh. Las mallas estndar son las comprendidas entre 100 y 200 mesh.N DE MESHORIFICIO (N DE MESHORIFICIO (

3,5560032500

4475035425

5400042355

6335048300

7280060250

8236065212

9200080180

101700100150

121400115125

141180150106

16100017090

2085020075

2471025063

28600

Paramallas fabricadas en otros materiales se debe consultar a los fabricantes de los cartuchos acerca de la luz de paso de la malla. En las mallas fabricadas en otros materiales, por ejemplo nylon, no se pueden citar valores exactos, pues el porcentaje de huecos depende del grosor del nylon utilizado por cada fabricante. No obstante hemos comprobado que hasta 120 mesh tienen aproximadamente las mismas caractersticas que si fueran metlicas.Otra caracterstica a tener en cuenta a la horade la eleccin del filtro a instalar es la superficie neta de filtrado, o rea vaca An Av. Ae = p.AtAe = rea efectiva (la ocupada por los orificios).P = Porcentaje en superficie de los orificios.At =rea total.Los fabricantes deben informar del valor de "p". Para mallas metlicas entre 50 y 200 mesh, p es prcticamente constante y vale 0.34. (Podramos tomar el mismo valor para mallas de nylon hasta 120 mesh.Al rea efectiva hay que descontar la superficie obturada por el soporte. La diferencia es el rea neta efectiva (An), que es la que interviene en el diseo de un filtro de mallas, como veremos mas adelante. El rea efectiva de un filtro de malla debe ser como mnimo 2,5 veces mayor que la correspondiente a su dimetro nominal.Para calcular An hay que conocer las caractersticas geomtricas del soporte. De forma aproximada y generalmente del lado de la seguridad, se puede descontar un 10% del rea efectiva, lo que equivale a la expresin siguiente: An = 0,9.p.AtLa eleccin del modelo de filtro, as como la determinacin del momento para la limpieza, se hace en funcin de las prdidas de carga que produce. Un filtro de malla limpio debe presentar, para su caudal de funcionamiento, unas prdidas de varga del orden de 2 m.c.a. y se debe proceder a la limpieza del mismo cuando las prdidas de carga que se produzcan en la red sean de unos 4-6 m.c.a. Si se permiten mayores prdidas de carga el filtro pierde eficacia y se puede llegar a romper la malla. Esta cifra de 4-6 m.c.a. es la que hay que tener en cuenta en el clculo de la instalacin (bombas, etc.).En la eleccin de un filtro de malla hay que determinar la superficie de la malla y el tamao de los orificios, es decir su nmero de mesh. Para esto ltimo un criterio usado comnmente es que el tamao del orificio sea aproximadamente 1/7 del menor dimetro de paso del gotero, valor que se puede elevar a un 1/5 en el caso de microaspersin. Ello es debido, adems de la posible entrada de una partcula por su dimensin menor, a que se pueden aglutinar partculas una vez que hayan superado el paso a travs de las mallas. El empleo de mallas mas finas no es recomendable porque aumenta la frecuencia de las limpiezas y los problemas potenciales que acompaan a la colmatacin de las mallas. En la siguiente tabla se muestran las mallas de acero recomendadas segn criterio 1/7.Los filtros de malla pueden clasificarse tambin en tres tipos:

VERTICALES: Con orificio de entrada y salida a 90, las tomas roscadas de 2" y 3", cartuchos de PVC con la malla por el exterior para facilitar su limpieza manual, pudindose lavar sin desmontar.INCLINADOS: Fabricados en Y, desde 2" y 3" (malla exterior) y desde 4" a 10" (mallainterior), inclinacin a 30 y 45, segn modelo.HORIZONTALES: Tipos en L para grandes caudales, con malla estndar para goteo: tipo para pvot con malla estndar de 1,5 de luz y automticos en U con proceso de autolavado automtico, desde 3" a 12", con presostato diferencial y mecanismo interno con boquillas aspiradoras.Filtros de anillas.Tienen la misma funcin que los filtros de malla pero aqu las impurezas quedan atrapadas entre unas anillas ranuradas que se encuentran agrupadas y ajustadas unas con otras en un cartucho insertado en la carcasa del filtro..

Actualmente existen en el mercado filtros de mallas o anillas autolimpiantes que incluyen un mecanismo de inversin del flujo y aprovechan la misma presin del agua para expulsar la suciedad a un circuito de drenaje.

UTILIDAD Y FUNCIONAMIENTO DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE FERTIRRIEGOLa fertirrigacin es una prctica imprescindible cuando se riega de manera localizada. Consiste en la distribucin de fertilizante a travs del agua de riego. El sistema de fertirrigacin se coloca despus del sistema de filtrado basto (hidrocicln o arena) y antes de la unidad de filtro de mallas o anillas. Los equipos de fertirrigacin ms usados son: Tanques de fertilizacin: Son depsitos conectados en paralelo a la red de distribucin. El fertilizante se incorpora al agua por diferencia de presin entre la salida y la entrada. Inyectores tipo Venturi: Consiste en un tubo conectado en paralelo a la tubera principal con un estrechamiento donde se produce una succin que hace que el fertilizante pase a la red. Inyectores: Son dispositivos que introducen la solucin contenida en un depsito accionados por una bomba elctrica o hidrulica.

Los tanques Son baratos pero presentan problemas de uso por su poca uniformidad de aplicacin. Son depsitos de distinta capacidad (normalmente 50-150 litros) con la solucin nutritiva en su interior. Para su funcionamiento se deriva una cantidad de agua de la red principal y se hace pasar por el interior del tanque, el agua se va mezclando con el fertilizante y, arrastrando parte de este, se incorpora de nuevo a la red principal. Con el paso del agua la concentracin disminuye, es decir, el fertilizante no se aporta en cantidad constante con el tiempo.Los inyectores Venturi, Por su parte, son unos dispositivos muy sencillos que no requieren energa para su uso y adems proporcionan el abono de forma constante a la red de riego. Sin embargo generan una gran prdida de carga en la tubera donde se instalan, del orden de 0,7 a 1 kg/cm2, lo que limita su uso si se dispone de poca presin en la red.Los inyectores elctricos o hidrulicosInyectan (mediante una bomba conectada al motor) la solucin nutritiva contenida en un depsito que no est conectado a la red y por lo tanto no est sometido a presin. Mantienen una concentracin constante de fertilizante en el agua de riego que puede ser seleccionada con un dosificador acoplado al inyector.Para automatizar el fertirriego se utilizan los llamados inyectores proporcionales o las bateras de venturis controladas por electro vlvulas que, an cuando el caudal sea diferente en distintas unidades de riego, aplican la misma cantidad de abono, manteniendo una concentracin constante en todo el sistema. Son muy tiles cuando se buscan concentraciones muy precisas (por ejemplo en cultivos de invernadero con alto valor econmico y cultivos sin suelo y/o hidropnicos). Los inyectores proporcionales pueden contar con varias salidas para incorporar distintos tipos de fertilizantes e incluso otro tipo de productos como cidos pesticidas, etc.UTILIDAD Y FUNCIONAMIENTO DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE FILTRADOSi el agua proviene de un pozo. Lo normal es que no lleve algas en suspensin (por no recibir directamente la luz solar), no siendo entonces necesario disponer de un filtro de arena. Sin embargo el agua puede llevar partculas de arena o limo por lo que deben colocarse uno o varios hidrociclones a la entrada del cabezal. NOTA: Las prdidas de carga en los hidrociclones estn al torno a los 0.3 - 0.5 kg/cm2 y se mantiene constante en el tiempo sin depender de la suciedad que se haya acumulado. Es el nico filtro que no debe sobredimensionarse para que el agua alcance la velocidad adecuada y la limpieza se realice eficazmente. A continuacin del hidrocicln se instala el equipo de fertirrigacin (si no es necesario un filtro de arena) y posteriormente van los filtros de anillas o mallas. Este orden debe ser invariable para que los filtros de mallas o anillas retengan los precipitados o impurezas del abono. Los filtros de mallas y anillas, cuando estn limpios generan una prdida de carga en torno a los 0.2 0.3 kg/cm2. Normalmente se colocan dos manmetros a la entrada y salida del filtro o de la batera de filtros y se ejecuta la limpieza cuando la diferencia entre ambos es de 0.5 kg/cm2. La limpieza de ambos tipos de filtros se realiza desmontando el equipo, es decir abriendo la carcasa, extrayendo el elemento filtrante (malla o anillas) y lavndolas con agua a presin y con un cepillo. Existe la posibilidad de automatizar la limpieza mediante sistemas de contralavado, en el que el flujo de agua se invierte arrastrando toda la suciedad hacia el exterior.

Si el agua procede de un embalse o deposito. En estos casos lo ms probable es que el agua tenga contacto con la luz solar y por tanto lleve algas, bacterias y otras sustancias orgnicas en suspensin, pero que no tenga cantidades importantes de arenas o limos en suspensin ya que estos, si se hace un buen manejo del agua se habrn depositado en el fondo del agua. Por lo tanto, no seran necesarios los hidrociclones, pero si ser imprescindible colocar uno a ms depsitos de arena a la entrada del cabezal, que eliminarn adems parte de los limos y las arcillas que estn en suspensin. Los filtros de arena cuando estn limpios generan una prdida de carga de 0.1 0.35 kg/cm2. Tienen gran capacidad de acumulacin de suciedad y su lavado debe realizarse cuando la diferencia de presiones entre la salida y la entrada del filtro alcance como mximo 0.5 0.6 kg/cm2.

La arena a utilizar debe ser silcea, uniforme y con un tamao igual al del paso del agua en el emisor, con objeto de retener partculas de ese tamao que pudieran provocar obturaciones. Los filtros de arena no pueden instalarse despus del equipo de fertirriego para evitar la proliferacin de microorganismos en la arena. Para limpiar estos filtros es preciso invertir el flujo del agua en uno de los filtros de forma que entra por abajo, arrastra toda la suciedad y sale por arriba desaguando por un circuito auxiliar. Es conveniente utilizar dos filtros de arena de menor capacidad, colocados en paralelo, que uno solo con el doble de capacidad. De esta manera, el agua filtrada por uno de los filtros se utiliza para limpiar el otro. La operacin de lavado adems de limpiar la suciedad de la arena, sirve para removerla y evitar que se compacte o se formen grietas. Despus del sistema de fertirrigacin deben disponerse filtros de anillas o malla para retener las posibles sales que precipiten que se forman al mezclar los fertilizantes con el agua. Adems es bastante conveniente colocar al menos un filtro de mallas o anillas en determinados puntos de la instalacin para eliminar posibles suciedades que se acumulan a medida que el agua circula por las tuberas o piezas especiales. Por ejemplo deben colocarse al inicio de las tuberas secundarias o de las terciarias. No obstante siempre despus de un filtro de arena, se dispondr uno de malla o de anillas. 2.2.3. ELEMENTOS DE LA RED DE RIEGOEn las instalaciones de riego localizado existen una serie de elementos con funciones muy diversas y distintos tipos de accionamiento (mecnico, hidrulico o elctrico) que permiten manejar y realizar el riego de forma adecuada. Bsicamente se trata de elementos de medida de control y de proteccin. Es muy importante conocer su funcin y la forma en que trabajan para colocarlos en los lugares apropiados, saber interpretar la informacin que suministran y en consecuencia realizar los cambios oportunos. Por la configuracin y modo de manejo de las instalaciones de riego localizado, la aplicacin del agua necesaria a cada una de las unidades de riego es una de las operaciones en las que se invierte mayor cantidad de tiempo. Por ello, utilizando determinadas combinaciones de elementos de medida y de control, se pueden realizar algunas de tales operaciones de forma automtica. Asimismo, dependiendo de la complejidad de la instalacin de riego y de los elementos del sistema de automatismo, el grado de automatizacin ser mayor o menor. a) Elementos de MedidaLos ms usuales suelen destinarse para medir el caudal o el volumen de agua que pasa por un determinado punto de la instalacin o bien la presin en cualquier punto del sistema. Son imprescindibles en las instalaciones de riego localizado.Medidores de caudal.Los medidores de caudal o caudalimetros son elementos utilizados para medir la cantidad de agua que pasa por un punto en la unidad de tiempo. Tambin son tiles para descubrir la existencia de obturaciones, roturas o fugas. Adems los contadores de volumen, normalmente llamados contadores, permiten realizar un riego controlado, ya que podremos saber la cantidad de agua que se ha aplicado independientemente del tiempo que se este regando. Los medidores de caudal o volumen ms usados son los de turbina y los rtametros.Los medidores de turbina se basan en el movimiento de una rueda de paletas que se inserta en la tubera, de forma que cada giro de la rueda implica un volumen de agua determinado que se va acumulando en un medidor. Los medidores de turbina ms usados son los denominados Woltman, que son bastante precisos. Suelen fabricarse para medir el volumen en tuberas con dimetros entre 50 y 300 milmetros y producen una prdida de carga o diferencia de presin entre la entrada y la salida del contador entre 0.1 y 0.3 kg/cm2.

Por su parte los rotmetros miden caudal instantneo, o sea, la cantidad de agua que pasa en cada momento. Estn formados por un flotador fabricado normalmente en acero inoxidable, que se mueve hacia arriba o hacia abajo "flotando" mas o menos segn sea el caudal, que se puede medir en una escala graduada. Suelen medir un intervalo muy amplio de caudales, desde 1 hasta 25,000 litros por hora.Adems de estos medidores de tipo mecnico, existen en el mercado algunos contadores electromagnticos y de ultrasonidos, muy precisos pero muy caros, aunque si se desea automatizar el riego por volmenes son muy recomendados.La instalacin de estos elementos es conveniente realizarla en lugares alejados de puntos de la red donde existan piezas especiales como codos, tes o vlvulas, con objeto de que no provoquen alteraciones del flujo del agua y proporcionen una medida errnea.Medidores de presinCon los medidores de presin podemos saber si algn componente est siendo sometido a presiones de trabajo mayores de las nominales y tiene por tanto riesgos de rotura. Tambin podemos localizar prdidas de carga excesivas (por ejemplo en un filtro muy sucio que necesita una limpieza) o si por el contrario hay una presin insuficiente para que un elemento trabaje correctamente (por ejemplo un ramal de goteros donde no hay suficiente presin para que los emisores goteen). Los elementos que miden la presin se llaman manmetros, y los ms utilizados son los llamados tipo Bourdon, que tienen un funcionamiento mecnico. Es imprescindible medir la presin, como mnimo, a la salida del grupo de bombeo (para saber la presin de entrada de la instalacin), y a la entrada y salida de filtros. Adems es aconsejable medirla en la entrada de las unidades de riego y de las tuberas terciarias. Muchas veces lo que ms interesa es conocer la diferencia de presiones entre dos puntos o mas de la red, por ejemplo a la entrada y salida de un filtro para determinar el momento de su limpieza.

b) Elementos de controlRegulador de presin. Los reguladores de presin se utilizan para regular y controlar presin a partir del punto donde se instale. Con estos reguladores podemos evitar sobrepresiones que pudieran romper tuberas, emisores etc. Normalmente regulan presiones entre 0.2 y 8 kg/cm2.

Es muy importante colocar un regulador de presin a la entrada de cada subunidad de riego para mantener la presin constante durante el funcionamiento de los emisores. Su uso es mas importante cuanto ms accidentado sea el terreno y mayores las diferencias de presin en distintos puntos de la instalacin. Reguladores de caudal. Se utilizan para dejar pasar un caudal determinado. Es muy conveniente colocar un regulador de caudal a la entrada de cada unidad de riego para que pase solo la cantidad de agua que se desea hacia las terciaras y laterales. Los ms usuales son los de diafragma, que regulan caudales entre 2 y 50 litros por segundo. Su funcionamiento se basa en un diafragma de material elstico que se deforma abriendo o cerrando la seccin de paso y dejando pasar por tanto solo el caudal nominal.

Vlvulas Controlan el paso del agua en una tubera. Se clasifican segn el tipo de accionamiento (automtico o manual). Fuera de esta clasificacin estn las vlvulas antiretorno que impiden que se invierta el flujo y de esta manera, por ejemplo, que se invierta el giro de la bomba (que podra daarla seriamente). Vlvulas de compuerta: Cierra con una compuerta que se mueve de arriba a abajo moviendo un volante. Son tiles para aislar zonas de la instalacin. Provocan pocas prdidas de carga cuando estn totalmente abiertas. No sirven para regular el caudal. Suelen fabricarse de 1/2 a 1 pulgada.

Vlvulas de mariposa: El elemento de cierre es un disco o lenteja vertical el mismo dimetro que la tubera. La prdida de carga en apertura total es muy pequea. Se utiliza para aislar zonas y para regular el caudal. Los dimetros comerciales varan entre 1 pulgada y 2 metros. Vlvulas de bola o esfera: Consistente en un esfera a la que se le ha taladrado un cilindro. Al girar la llave se pone el cilindro en la direccin o no del paso del agua. Se utiliza para apertura o cierre total y no para regulacin de caudal. Se usan en pequeos dimetros (no mas de 3 pulgadas). Vlvulas hidrulicas: Abren o cierran totalmente el paso del agua mediante un pistn cuando reciben una presin generada por una seal hidrulica. Si esta presin cierra la vlvula se denomina normalmente abierta y si por el contrario la abre, se llama normalmente cerrada. Lgicamente si el riego se va extender durante muchas horas al da se elegirn vlvulas normalmente abiertas y si son pocas horas, normalmente cerradas. Los dimetros comerciales varan de 1 a 16 pulgadas.

Vlvulas volumtricas: Se trata simplemente de una vlvula hidrulica a la que se le incorpora un contador tipo Woltman. Llevan un selector donde se indica manualmente el volumen de agua que se quiere aplicar. Cuando el contador alcanza el volumen indicado, se produce la seal hidrulica que cierra la vlvula. Electrovlvulas: Vlvula hidrulica a la que se le incorpora un dispositivo electromagntico que acciona el mecanismo que produce la seal hidrulica para cerrarla. Son necesarias cuando se automatiza el riego, siendo el programado quien acciona la electrovlvula con un impulso elctrico. Tambin pueden ser normalmente abiertas o cerradas, pero cuando estn accionadas consumen energa. Para evitar grandes prdidas de agua se instalan las electrovlvulas tipo LACH (que solo consumen cuando abren o cierran).

c) Elementos de ProteccinProtegen los elementos de sobrepresiones o depresiones. Normalmente coinciden con la apertura y cierre de vlvulas, puesta en marcha de bombas etc. Aunque hay diversos tipos de mecanismos, los ms utilizados en riego localizado son las ventosas y los calderines. VENTOSAS Son dispositivos que se instalan en las conducciones de agua para introducir o evacuar el aire. Se clasifican en: Purgadores o ventosas monofuncionales: Se encargan de eliminar el aire que se acumula en las conducciones durante un funcionamiento normal Ventosas bifuncionales: Sirven tanto para la evacuacin del aire acumulado en las tuberas durante su llenado, como para la introduccin de este durante su llenado. Ventosas trifuncionales: Realiza las tres funciones antes descritas, es decir, purgar, admisin y expulsin de aire en las tuberas.

Las ventosas evitan sobrepresiones de las tuberas durante el llenado y depresiones durante el vaciado. En ocasiones se producen bajadas de presin que quedan por debajo de la atmosfrica y que pueden producir el aplastamiento de las tuberas. En estos casos las ventosas permiten la admisin de aire que funciona a modo de colchn. En general deben instalarse en los siguientes lugares dentro de una instalacin de riego localizado: Puntos altos de la instalacin. Tramos largos con pendientes uniformes. Cambios de pendientes en las conducciones. Salidas del grupo de bombeo. CALDERINES.Son depsitos metlicos de diferentes tamaos y forma (normalmente cilndricos) que contienen en su interior aire y agua a presin). Alivian la presin del sistema cuando esta sube demasiado, haciendo que el agua de la red entre en el caldern y el aire que hay en su interior se comprima (trabaja haciendo un efecto de amortiguacin de la presin).Si por el contrario la presin en la red disminuye, el aire que est comprimido en el interior del caldern empuja al agua logrando as reestablecer la presin adecuada.Existen dos tipos de calderines, los de contacto, en los que el agua y el aire ocupan un solo espacio; y los de vejiga, en los que el aire est confinado en una bolsa elstica y no entra en contacto con el agua. Los primeros son ms recomendados cuando se trabaja con grandes volmenes, pero es necesario disponer de un compresor para mantener el aire comprimido en el interior del caldern.

d) AUTOMATISMOEl grado de automatizacin de una instalacin es tan variable que puede oscilar desde un nivel denominado "cero", en el que la apertura y cierre se realiza de una manera manual, hasta un nivel de automatismo total, en la que la puesta en marcha de los diferentes elementos se realiza segn las medidas de sensores que determinan la necesidades de agua de las plantas y miden y corrigen instantneamente determinados parmetros de calidad del agua (conductividad y pH). El control del riego de forma automtica se puede realizar por tiempos (las vlvulas cierran el paso de agua tras un periodo de tiempo) o por volmenes (las vlvulas cierran tras haber pasado una cantidad de agua determinada). Automatizacin por tiempos. Es una forma muy simple de automatizacin que se basa en determinar el tiempo que tiene que durar el riego teniendo en cuenta la dosis necesaria, el marco de los emisores y el caudal que suministra cada emisor.

Se requieren programadores. La automatizacin por tiempos no garantiza que el aporte de la dosis de agua sea la determinada para el cultivo, sino que esta regando un tiempo preestablecido. Si las condiciones de presin, caudal etc., se mantienen, posiblemente este cerca de esta dosis, pero si estas condiciones varan a lo largo del riego, tambin variar la dosis aplicada. Automatizacin por volmenes. Con esta forma de automatizacin, el paso de agua se corta cuando ya ha pasado el volumen de agua que es necesario para el riego. Se requieren vlvulas de accionamiento automtico (hidrulicas, volumtricas o electrovlvulas) y en algunos casos un programador de riegos. Dependiendo del tipo de los elementos que se utilicen se pueden conseguir distintos niveles de automatizacin. Nivel 1. Cada unidad de riego lleva asociada una vlvula manomtrica que inicialmente est cerrada y en la que se ha seleccionado la cantidad de agua que se desea que pase hacia cada unidad. La primera vlvula se abre manualmente y se cierra automticamente cuando se llega al volumen deseado. A continuacin se abre de forma manual la segunda vlvula volumtrica que se cerrar al pasar el volumen predeterminado. De contar con ms unidades se procedera igual.

Nivel 2. De igual forma cada unidad de riego tiene en cabecera una vlvula manomtrica, pero la primera est conectada a la segunda, sta a la tercera y as consecutivamente.La primera vlvula se abre manualmente y cuando ha pasado el agua deseada se cierra y enva una seal hidrulica por un tubo de conexin a la segunda, que se abre y empieza a dejar pasar el agua. Esta actuar de forma similar y tras cerrarse abrir la tercera y as sucesivamente.

Si las unidades de riego son muy grandes, es necesario disponer de vlvulas volumtricas de gran dimetro, que en general son muy caras. En estos casos es frecuente efectuar el riego con satlite, en el que la unidad de riego tiene una vlvula volumtrica que deja pasar agua a una sola subunidad, pero que est conectada a vlvulas hidrulicas dispuestas al principio del resto de las subunidades de esa unidad. As las volumtricas podrn ser mas pequeas y baratas, reduciendo e costo del automatismo. Solo hay que accionar manualmente la volumtrica de la unidad 1 y automticamente se conectan sus hidrulicas asociadas. Cuando la volumtrica cierra, se cierran las hidrulicas y se transmite la seal a la vlvula manomtrica de la siguiente unidad y continua el proceso. Nivel 3. Es el sistema ms avanzado de automatizacin usando vlvulas y programadores. Tambin se le conoce como programacin electrnica por volmenes. El elemento que ejecuta y coordina todas las operaciones de riego es el programador de riego enviando y recibiendo seales de los elementos de control y medidas.Automatizacin por ordenador. El ordenador consigue un grado total de automatizacin de la instalacin, desde la limpieza de filtros, el control de la fertirrigacin, programacin automtica segn la demanda real del cultivo en tiempo real, ajuste de parmetros qumicos del agua, etc. Requiere la instalacin de sensores de todo tipo, de humedad del suelo, contadores, manmetros sondas de pH y CE, estaciones climticas etc. El sistema es caro y por tanto solo se utilizan cuando es preciso dar riegos frecuentes con un control muy estricto de fertilizacin (cultivos de elevado valor econmico).

2.2.4. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIN DE RIEGO LOCALIZADO

Para seleccionar microirrigacin entre otros mtodos existentes, como aspersin o superficial, se deben tener en cuenta una serie de factores: Disponibilidad de recursos hdricos: el riego localizado, si es diseado, instalado y operado correctamente, permite una alta eficiencia de aplicacin, por lo que es recomienda su uso cuando el agua es escasa. Rentabilidad del cultivo: es una condicin fundamental, puesto que la instalacin de un sistema de riego localizado tiene un elevado costo inicial por hectrea. Sin embargo, en algunas situaciones puede ser ms rentable que otro mtodo de riego. Topografa del sector: en terrenos con pendientes fuertes y con profundidades de suelo variables, resulta recomendable el uso del riego localizado. Caractersticas del suelo: el movimiento del agua en el suelo est gobernado por su textura, estructura y grado de estratificacin. Cuando la permeabilidad del suelo es excesiva (suelos muy arenosos) o escasa (suelos arcillosos), es recomendable el riego localizado para no comprometer la eficiencia de aplicacin del agua. Mano de obra: el riego localizado permite alcanzar altos niveles de automatizacin. Incluso si es operado manualmente, tiene la ventaja de exigir muy poca mano de obra, lo que lo hace recomendable cuando hay escasez o elevado costo de mano de obra.Tambin existen factores que influyen negativamente sobre la eleccin del riego localizado. Por ejemplo, en este tipo de riego slo una parte del sistema radicular est ms activo, lo que hace que se aproveche menos la fertilidad natural del suelo. Adems, se requiere contar con empresas consultoras y comercializadoras con un servicio de posventa especializado, lo que no siempre ocurre. Finalmente, los operarios del sistema de riego localizado deben tener un nivel de preparacin adecuado y una gran capacidad de asimilacin y receptividad de nuevas tecnologas.

2.3. CONFIGURACION DEL SISTEMA Y RED DE TUBERIAS

La red de distribucin es la encargada de conducir el agua desde el cabezal a las plantas y est compuesta por tubera de Conduccin y Lneas Emisoras. La tubera de conduccin, se puede dividir en primaria (o matriz), secundaria y terciaria, y generalmente son de Polivinilo de Carbono (PVC).

La tubera de PVC debe ir bajo tierra para evitar que la luz la destruya (cristalizacin), en tanto, en aquellas situaciones en que se deban dejar expuestas a la luz, deben pintarse con ltex blanco, para evitar que se cristalicen. En lugares donde no se puedan realizar zanjas lo suficientemente rectas para instalar este tipo de tubera, debe reemplazarse por polietileno.

Las lneas emisoras o laterales, son de polietileno y generalmente se colocan sobre el terreno, pudindose si colocarlas enterradas bajo algunas situaciones.

En la Primera Unidad de estos Apuntes se hizo una descripcin detallada de la Configuracin del Sistema y de la Red de Tuberas.

El costo de un sistema depende de las siguientes variables:

-Tamao del equipo-Grado de automatismo-Tipo de cultivo (Frutales, hortalizas, praderas, etc.)-Tipo de fabricacin (industrial o artesanal)-Materiales utilizados (cintas o goteros)

2.4. TIPOS DE EMISORES O DISTRIBUIDORES DE AGUA (GOTEROS)

Los emisores son dispositivos que controlan la salida del agua, desde las tuberas laterales y se caracterizan por reducir la presin del agua hasta prcticamente 0 m.c.a. Para seleccionarlos es necesario que cumplan con las siguientes caractersticas:

Caudal relativamente bajo, pero uniforme y constante, siendo poco sensible a las variaciones de presin. Dimetro y velocidad de paso de agua, suficiente para que no se obture fcilmente. Fabricacin robusta y poco costosa. Buena uniformidad de fabricacin. Resistencia a la agresividad qumica y ambiental. Estabilidad de la relacin caudal presin a lo largo de su vida. Poca sensibilidad a los cambios de temperaturas. Reducida prdida de carga en el sistema de conexin.

Los emisores se pueden clasificar en tres grandes grupos:

a Gotero o Tubera de Goteo.b Microaspersor o Microjet.c Cintas o tuberas perforadas.

2.4.1 GOTEROS

Estos emisores, corresponden al tipo de emisor ms antiguo dentro de los sistemas de riego localizado, siendo por ende el ms difundido. Existen distintos tipos de goteros, los cuales, se diferencian principalmente por la forma en que se incorporan a los laterales de riego y se describen en el Cuadro 1.

Una caracterstica general de estos elementos, es que el caudal de emisin vara al variar la presin de trabajo. Esta variacin depende del modelo, del caudal para el que fue diseado y del dimetro de la tubera en la que van incorporados. Sin embargo, actualmente existen en el mercado otras alternativas de estos goteros que son AUTOCOMPENSADOS, lo que significa que la variacin del caudal es mnima al variar la presin de operacin. Se recomienda este tipo de emisores en aquellos sistemas de riego que son diseados en sectores con altas pendientes.

Cuadro 1. Tipos de goteros

TipoDescripcinFuncionamiento

En lneaCorresponden a los del tipo de Largo Conducto La prdida de carga, ocurre en un conducto largo y angosto por donde pasa el agua.In Line (microtubo, helicoidal y laberinto) que seinsertan en la tubera, cortndola. De botnCorresponden a goteros que se insertan en una El tipo de funcionamiento, puede ser del tipo laberinto o bien de vrtice On-Line perforacin que se realiza en una paredde la tubera de polietileno.

IntegradosCorresponden generalmente a goteros de La prdida de carga se produce Laberinto (sin cubierta) extrudos en la tubera. por la tortuosidad del laberinto.

En la Figura 2.1, se muestran esquemas de los goteros En lnea y de botn.

Figura 2.1. Goteros en lnea y de botn

En la Figura 2.2, se presenta la curva caudal presin para estos dos tipos de emisores, que son ambos de caudal nominal 4 L/hr. Figura 2.2. Curva Caudal Presin. Goteros autocompensados y no autocompensados

En esta figura, se puede apreciar como aumenta el caudal de los goteros no autocompensados al aumentar la presin de operacin. En tanto, en el caso de los autocompensados, slo aumentan el caudal hasta que alcanzan una presin mnima de trabajo, mantenindose despus, en el caudal nominal.

2.4.2. MICROASPERSOR (MA) Y MICROJET (MJ)

Los sistemas de riego, basados en el uso de este tipo de emisores, consisten en la aplicacin del agua de riego como una lluvia de gotas a baja altura y distribuida en una superficie amplia. En muchos casos, presentan ventajas sobre los goteros, especialmente en aquellos cultivos de sistema radical superficial o en casos de suelos arenosos.

Figura 2.3. Microaspersor y Microjet

En la Figura 2.3., se presentan los respectivos dibujos de cada uno de estos emisores.

La diferencia entre estos emisores, es que los MA estn compuestos por un dispositivo que rota aumentando el dimetro de mojamiento del emisor, en tanto en los MJ no disponen de piezas mviles. El rango de caudales en este tipo de emisores, flucta entre 25 y 120 L/hr, el que est determinado por el dimetro de la boquilla que tenga y por la presin de operacin. Este ltimo factor, afecta de igual forma al dimetro de mojamiento, generndose dimetros mayores a mayores presiones. Este ltimo aspecto es de vital importancia al momento de definir un sistema determinado, para evitar as que se produzcan daos por enfermedades, en especial en plantas frutales por mojamiento del tronco.

Al igual que en el caso de los goteros, existen alternativas de microaspersores para aquellos proyectos de riego que consideran la instalacin en sectores con marcadas diferencias de pendiente, lo que genera diferencias de presin muy altas dentro de un sector de riego. Como estas diferencias de presin provocan importantes diferencias en el suministro de agua a las distintas plantas, es necesario utilizar microaspersores autocompensados.

En el caso de estos ltimos, el caudal que suministran estos emisores, est determinado slo por la boquilla que tiene incorporada, siendo el rango de entre 20 y 95 L/hr. En tanto, el dimetro de mojamiento, est determinado por el tipo de rotador que incluye, generando dimetros de entre 3.5 y 8.0 m.

2.4.3. CINTAS DE RIEGO

Este tipo de emisores es ampliamente utilizado en la produccin de hortalizas y flores del pas. Las cintas son fabricadas de polietileno y su durabilidad est en directa relacin con el espesor del material empleado, que flucta entre 0.1 mm y 0.6 mm; y con los manejos de mantenimiento y limpieza que se realicen.

Este tipo de emisores, se caracteriza por estar compuestos por dos conductos paralelos, uno principal (tubo de transporte) de donde el agua pasa a uno secundario (tubo de reparto) a travs de un orificio que provoca una primera prdida de carga; del conducto secundario el agua sale al exterior por un segundo orifico. El orificio que comunica los conductos principal y secundario lleva un pequeo filtro, en tanto que el conducto secundario presenta un canal regulador de flujo turbulento que produce la prdida de carga final para la emisin del caudal especificado. En la Figura 2.4, se presenta un esquema de este tipo de emisores.

Figura 2.4. Cinta de riego

El espaciamiento entre los orificios de salida vara entre 20 y 60 cm. La presin de trabajo est comprendida entre 5 y 10 m.c.a. (0.5 y 1 bar) y proporcionan caudales entre 0.8 y 9.5 litros por hora por metro lineal (L/hr/m); segn la presin de operacin, espaciamiento y tipo de orificios. Las cintas ms utilizadas actualmente tienen orificios cada 20 cm y descargan un caudal de aproximadamente 5L/hr/m a una presin de trabajo de 7 m.c.a. Se usan cintas de riego o tuberas perforadas del tipo T-TAPE o BIWALL, entre otros. El metro lineal de cinta o tubera perforada oscila entre US$ 0.10- 0.20, mientras que una cinta con goteros cuesta el doble.

2.5. CRITERIOS DE DISEO

El diseo de una instalacin de riego localizado tiene suma importancia ya que de l depender el buen funcionamiento del sistema de riego. La clave para un buen diseo est en fijar el caudal, presin y uniformidad desde el principio e ir diseando en consecuencia. Seguidamente debe realizarse un diseo agronmico del sistema donde se tiene en cuenta el tipo de suelo, las necesidades de agua del cultivo tanto en cantidad como en calidad, etc. Cuando un sistema de riego localizado est completado, ste se presta ya a muy pocas modificaciones, de aqu la importancia de prever desde un principio todos los detalles. El proceso de diseo se divide en dos fases: diseo agronmico del riego, donde determinamos la cantidad de agua que la instalacin tiene que conducir con capacidad para el mes de mximas necesidades, y el diseo hidrulico donde se calculan las dimensiones y ubicacin de conducciones y componentes para que puedan satisfacerse las necesidades agronmicas. 2.5.1 CRITERIOS DE DISEO AGRONMICO Es la parte ms importante del proyecto de riego, ya que cualquier error aqu generar un sistema de riego inadecuado a lo que se precise, por ejemplo si se estiman unas necesidades de riegos menores a las reales, repercutir en la produccin, la calidad y podran darse problemas de salinidad por falta de lavado de sales.

a) Objetivos

Efectuar el diseo agronmico de una instalacin de riego localizado (microaspersin y goteo) para unas determinadas condiciones de agua - suelo - planta - atmsfera, caudal, disposicin de emisores y marco de plantacin.

La estrategia planteada para optimizar el diseo ha sido la de minimizar los costos de instalacin y de operacin, distinguiendo dos posibles situaciones:

Riego con goteros, tuberas de goteo o sistemas integrados, donde se distingue entre:

Mojar el suelo alrededor de cada planta con un nmero entero de emisores por planta: se trata de hacer mnimo el nmero de emisores y mximo el intervalo entre riegos. Mojar franjas continuas de suelo con un nmero entero o fraccionado de emisores por planta: se trata de minimizar el nmero de laterales por fila de plantas y el nmero de emisores por planta

Riego con difusores o miniaspersores, donde el procedimiento seguido es bien distinto y mucho ms directo que cuando se usan los restantes tipos de emisores.

El diseo agronmico tiene como finalidad obtener los siguientes parmetros:

Necesidades totales de riego (Nt) que la instalacin es capaz de suministrar, con una eficiencia de aplicacin ptima (Ea), durante el perodo de mximo consumo; consiguiendo, adems, mojar el volumen mnimo de suelo (P) suficiente de acuerdo al clima, para un adecuado desarrollo del cultivo y un efectivo control de sales (salinidad y calidad del agua de riego)

Caudal (q) y nmero de emisores (e) por planta o unidad de superficie y su disposicin correcta, en funcin de las propiedades fsicas del suelo y de la dosis de riego a aplicar (D) y su frecuencia (f) o intervalo entre riegos (I).

Tiempo de aplicacin por riego (ta).

b) Base Terica

b.1) Respecto a los parmetros de diseo

b.1.1. Necesidades totales de riego (Nt)

Son las necesidades netas (Nn) que deben mayorarse con la uniformidad de aplicacin (CU), las prdidas inevitables por percolacin (K) y los requerimientos de lavados (LR).FORMULAS DE CLCULO DE Nt

, Si K < (1- LR) (3.a)

, Si K > (1- LR) (3.b)

Donde:

Nt = Necesidades totales de riego necesidades hdricas de los cultivos (NHC) estimadas para un perodo de tiempo idntico al que se usar para predecir la Evapotranspiracin de diseo en riego localizado (ETrl), que puede ser mm/da o mm/mes.Nn = Necesidades netas definidas por ETrl menos las aportaciones de agua al cultivo (adems del riego) si las hubiere (precipitacin efectiva, variacin de humedad del suelo, etc.).K = Coeficiente que expresa las prdidas inevitables por percolacin.

Puede usarse la inversa del coeficiente (f2) propuesta por JOBLING segn el tipo de suelo (Ver Tabla 3.1) o la inversa de la relacin de transpiracin (Tr) propuesta por KELLER (Ver Tabla 3.2) para condiciones de buen manejo de riego en funcin de la profundidad de races y textura del suelo. Keller define Tr como la relacin entre agua aplicada y el agua transpirada por la planta en la zona donde la ETrl es exactamente satisfecha. Keller tambin define una relacin de transpiracin estacional (Tr) en funcin de la zona climtica, profundidad de races y textura del suelo (Ver Tabla 3.3) para riego por goteo.

Cuando se emplean microaspersores se deber aadir a estos valores 0.05 en climas hmedos y 0.10 en climas ridos.

CU = Coeficiente de uniformidad adoptado (ver clculo aparte).LR = Necesidad de lavado (ver clculo aparte).

CULTIVOPORCENTAJE DE SUELO MOJADOCARACTERISITICAS FISICAS DEL SUELONECESIDADES NETAS DE RIEGOESTACIONAL Y EN MAXIMA DEMANDACLIMACAUDAL Y NUMERO DE EMISORESNECESIDADES TOTALES DE RIEGO ESTACIONAL Y EN MAXIMA DEMANDAFRECUENCIA DE RIEGOSDOSIS DE RIEGOTIEMPO DE APLICACIN POR RIEGOEFICIENCIA TEORICA DE APLICACIONCARACTERISITICAS DEL AGUAELECCION DEL TIPO DE EMISORPRACTICAS DE CULTIVOSTOPOGRAFIADISPOSICION DE LATERALES.DISEO PRELIMINAR UNIDADES OPERACIONALES Y SITUACIONTIEMPO DE UNIDADES OPERACIONALESCAPACIDAD DEL SISTEMATIEMPO DISPONIBLE PARA RIEGOGRADO DE AUTOMATIZACIONDISEO PRELIMINAR DE CONDUCCIONTIEMPO DE APLICACIN ESTACIONALDISEO PRELIMINARDEL CABEZALCALCULO ECONOMICOCALCULOS HIDRAULICOSDISEO FINALDATOS DE PARTIDAPARAMETROS OPERACIONALESETAPAS DEL PROYECTOLIMITES DE UTILIZACION DEL PROYECTOLEYENDA 2 Fase: DISEO HIDRAULICO DE LA INSTALACION 1 FASE: DISEO AGRONOMICO DEL RIEGOPROCESO GENERAL DE DISEO

FORMULAS DE CLCULO DE Nn

(3.c)Donde:

Pe = Precipitacin efectiva, es decir la parte de la lluvia que puede ser utilizada por los cultivos (ver clculo aparte).Gw = Aportaciones por capilaridad a la zona radicular, cuando hay una capa fretica prxima (Gw0)w = Agua que el suelo puede haber almacenado procedente de lluvias, riegos anteriores, etc. y que la planta puede ir agotando para satisfacer sus necesidades (w 0)Etrl = Evapotranspiracin de diseo en riego localizado que debe ser mayorada o disminuida con las prdidas o aportes adicionales de agua al suelo y cultivo. Definimos como objeto del diseo de la instalacin el de aportar agua al cultivo, de forma que el 25% de las plantas que menos agua reciba, satisfagan, como media, las necesidades estimadas.

Cuando no se disponen de datos de investigacin o experimentacin local, debe partirse de la EVAPOTRANSPIRACION DE CULTIVO (ETc) calculada por los mtodos adecuados y aplicar la frmula que incluyan coeficientes correctores como los que se describen a continuacin.

FORMULA DE GOLDBERG, GORNAT y RIMON (1976) ETrl = 0.6 ETc (3.d) ETrl = 0.7 Ev tanque (3.e)

Se usarn los coeficientes reductores cuando las plantas son pequeas.CULTIVOS ANUALES: 1 fase (0.25), 2 fase (0.50), 3 fase (0.75) y 4 fase (1.00)CULTIVOS PERMANENTES: 1er ao (0.25), 2 ao (0.50), 3er ao (0.75) y siguientes (1.00)

FORMULA DE ALJIBURI, MARSH y HUNTAMER (1974) para California (USA) ETrl = 0.6 F x Ev tanque (3.f)Donde:F = Coeficiente para cobertura del cultivoF = 1 para un 75% de coberturaF > ETc, con una variacin lineal.

FORMULA DE SHEARER et al (1979) ETrl = KA Ev tanque (3.g)

Donde ETrl se expresa en litrosK = Coeficiente de cultivo para riego por goteo (K 20% para cultivos ampliamente espaciados, en zonas de alta precipitacin y suelos de textura media o arcillosa, donde el riego se aplica durante los perodos de sequa (generalmente cortos).

P = 33 a 50% en zonas de baja precipitacin.

SITUACION DEL VOLUMEN DE SUELO MOJADO

La localizacin adecuada de las zonas hmedas respecto a la planta, se realiza a travs de la disposicin de lneas laterales y de la situacin de los emisores en ella. DISPOSICIN DE EMISORES Y LINEAS LATERALES (Ver Fig. 2.5)

Fig. 2.5: DISPOSICION DE LOS EMISORES Y LINEAS LATERALES SITUACIN DE LOS EMISORES:

Cultivos con marco de plantacin amplio. En climas ridos:

- Solape de dos bulbos consecutivos = 10 al 20% - En cultivos permanentes con alta densidad de plantacin se debe hacer disposiciones simple y doble lnea lateral. - En cultivos de marco amplio, se prefieren las disposiciones en zig zag o el uso de emisores multisalida.

Cultivos con alta densidad: Se debe mojar franjas continuas que coincidan con la hilera (s) de plantas dejando secos espacios entre filas o grupos de ellos. Usualmente dp es diferente de de

El valor de porcentaje mojado ms apropiado depende del tipo de cultivo (frutales, cultivos herbceos), clima (hmedo, rido) y del tipo de suelo. Se recomiendan los siguientes valores: Cultivos frutales de marco de plantacin amplio: 25%-35% variando desde el valor inferior al superior al aumentar la aridez del clima y cuanto ms ligera sea la estructura del suelo. Cultivos de plantacin de marco medio (distancia entre plantas inferior a 2.5 m): Del 40% al 60%, variando segn la misma relacin anterior. Cultivos de marco de plantacin reducido (hortcolas, florales, cultivos herbceos en general): El porcentaje de suelo mojado que se les asigna a estos cultivos est comprendido entre un 70% y un 90% pudiendo variar en algunas ocasiones.

Valores altos de P incrementan la seguridad del sistema, sobre todo en caso de averas de la instalacin o en situaciones extremas de evapotranspiracin. Por el contrario si se toman valores excesivos incrementaremos el valor de la instalacin (mayor cantidad de emisores, dimetros mayores de las tuberas etc.)En el riego localizado se persigue una concentracin mxima de races funcionales y en la mayora de los cultivos esto sucede entre los 15 y los 30 cm de profundidad.

Figura 3.6. Patrn de Humedecimiento para varios arreglosNMERO Y DISPOSICIN DE LOS EMISORESCultivos con amplio marco de plantacinHay que mojar bien toda la superficie de terreno bajo la copa del rbol para evitar un excesiva evapotranspiracin.Para evitar prdidas de agua por filtracin profunda se instala un mayor nmero de emisores y por tanto el porcentaje de suelo mojado.Cuando se disponen de emisores en lnea en los cultivos con marco de plantacin medio o amplio, hay que procurar que las zonas hmedas se unan a una profundidad no superior a la de las races. De no ser as, la raz es posible que no sea capaz de atravesar suelo seco y la zona salinizada que hay entre los dos bulbos, y por tanto no colonizaran esa zona. En este caso estaremos desaprovechando una zona de agua al no estar ocupada por las races, es decir estamos disminuyendo la eficiencia del sistema. En el caso de los cultivos permanentes tenemos que vigilar el anclaje y por tanto tenemos que disponer los emisores de forma que la raz se desarrolle equilibradamente.

En plantaciones jvenes se coloca un nmero menor de emisores que va incrementndose hasta el nmero definitivo. En un suelo arenoso el porcentaje de suelo mojado es mucho menor que en un suelo arcilloso por lo que aqu es recomendable utilizar microaspersores en vez de goteros.

Cultivos herbceos. En estos casos la solucin que se adopta cuando se trata de cultivos de alta densidad es la de mojar franjas continuas que coincidan con las lneas de plantas, dejando secos los espacios entre filas. Generalmente, la distancia entre plantas de una misma lnea de cultivo no coincide con la distancia entre emisores, como consecuencia muchas plantas estn en zonas de mayor salinidad y menor humedad. Esta es la razn por la que aqu el solape de bulbos es de vital importancia. En estos cultivos la disposicin tpica de riego es una tubera lateral por cada lnea de plantas con emisores muy prximos entre si (20, 33, 40 cm), de tal manera que se produzca un solapamiento de los bulbos hmedos. Tambin pueden utilizarse tuberas exudantes. A veces para reducir costes se utiliza una tubera lateral por cada dos lneas.TABLA PARA EMISORES SEGN KARMELILa siguiente tabla es utilizada es utilizada para el clculo de separacin de goteros en funcin del suelo, del caudal del emisor y de la separacin entre filas. Es aplicada a riego por goteo en cultivos hortcolas o herbceos, para riego de frutales con goteros en lnea con humedecimiento total de franja y para macizos de arbustos y flores.Distancia entre las lneas portaemisores en mCAUDAL DE EMISORES

MENOS DE 1.5 l/h2 l/h4 l/h8 l/hMAS de 12 l/h

SEPARACIN DE LOS EMISORES EN DISTINTOS TIPOS DE SUELOS, EXPRESADA EN m.

CMFCMFCMFCMFCMF

0.20.50.90.30.71.00.61.01.31.01.31.71.31.62.0

PORCENTAJE DE SUELO MOJADO A 30 cm DE PROFUNDIDAD

0,8388810050100100100100100100100100100100100

13370100408010080100100100100100100100100

1,2255892336710067100100100100100100100100

1,5204773265380538010080100100100100100

2153555204060406080608010080100100

2,51228441632483248644864806480100

3102337132640264053405367536780

3,592031112334233446344657465768

481828102030203040304050405060

4,57162491826182636263644364453

56142281624162432243240324048

65121871420142027202734273440

C = Suelo de textura gruesa (arenoso)F = Suelo de textura fina (arcilloso)M= Suelo de textura media (Franco)Ejemplo: Suelo franco y goteros de 4 l/h. Las lneas de gotero irn a 1.2 m y los goteros a 1 m para conseguir un porcentaje de suelo mojado del 100% en una profundidad de 30 cm.Ejemplo: Suelo arenoso y goteros de 2 l/h. Se observa en la tabla que no se podra instalar este tipo de gotero, ya que el mximo porcentaje de suelo mojado que se puede conseguir es del 50%. Se instalarn goteros de 4 l/h a 0.6 m de separacin y 0.8 m entre lneas.

ESTIMACIN CON FINES DE DISEO DE LA FORMA Y DIMENSIONES DEL VOLUMEN DE SUELO MOJADO.

USO DE TABLAS. Ver la Tabla propuesta por KELLER, 1978 para calcular la superficie mojada estimada para distintas texturas del suelo, profundidad de races y suelo y grados de estratificacin, para un emisor de 4 l/h en condiciones normales de funcionamiento. PRUEBA DE CAMPO. Es el mtodo ms simple y seguro. Se toman datos de profundidad (p) y radio mojado (r) para diversos volmenes (V), tabulando al tiempo que se calculan las relaciones r/p.

b.2) Respecto a la optimizacin del diseo

Una vez discutidos aquellos aspectos que parece obligado considerar en el diseo de una instalacin de riego localizado, se aborda el proceso de diseo agronmico.Para ello debe recordarse lo que al respecto se seal en la introduccin, donde se defini el diseo agronmico como el proceso que ha de garantizar que la instalacin es capaz de suministrar, con una eficiencia de aplicacin ptima, las necesidades hdricas del cultivo durante el perodo de mximo consumo, consiguiendo, adems, mojar el volumen de suelo suficiente para su adecuado desarrollo y un efectivo control de sales.Los objetivos son obtener los siguientes parmetros: Caudal y nmero de emisores. q , e Situacin de los mismos. Tiempo de aplicacin. ta Necesidades totales de riego.Nt

Los datos de partida son: Dosis neta de riego en perodo pico expresada en litros/planta por da o en mm por da. Dn Porcentaje de suelo mojado. (P) o (P) Profundidad esperada de races para el suelo y cultivo de que se trate. Pr Intervalo mnimo y mximo entre riegos que se desea, expresado en das. Imn, Imx Marco de plantacin. Sp, Sr Resultados de la prueba de campo, indicando radio y profundidad de suelo mojados para diversos volmenes de agua. Necesidades de lavado. RLCon estos datos pueden iniciarse una serie de tanteos que permitirn obtener las condiciones adecuadas de diseo, satisfaciendo las siguientes relaciones, por el orden en que se citan:

1. Profundidad mojada = profundidad de races * K, variando K entre 0.9 y 1.2.2. rea que se desea mojar por planta = rea que moja un emisor * nmero de emisores por planta (puede sustituirse planta por m2).3. Necesidad de agua en litros por planta y da o mm/da * intervalo entre riegos en das = volumen de agua aplicado por emisor en litros * nmero de emisores por planta (o por m2).4. Disposicin de laterales.La primera limitacin al diseo la constituye la profundidad mojada que no debe superar en ms de un 10 20% la profundidad radicular del cultivo, si se quiere conseguir una alta eficiencia de aplicacin en parcela. Un 10 20% ms de profundidad mojada puede ser deseable como fraccin de lavado para control de sales (Stevenson y Tait, 1974), salvo que la calidad del agua de riego a emplear aconseje fracciones de lavado superiores.Una vez obtenido el intervalo de profundidades a mojar, buscamos en el cuadro de la prueba de campo qu radio mojado y qu volumen de agua le corresponden. Si la profundidad deseada no se aproxima a ninguna de las determinadas en la prueba de campo, puede estimarse cul seria el radio correspondiente a la profundidad deseada, tomando en el cuadro la relacin radio/profundidad (r/p) y multiplicndola por el nuevo valor de la profundidad. Esto supone considerar que el aumento de tamao que experimenta el bulbo hmedo es proporcionado en todas sus dimensiones, lo que slo puede considerarse como aproximacin vlida en suelos profundos y muy homogneos. Si este no fuera el caso, como frecuentemente sucede, seria necesario repetir la prueba con mayor o menor cantidad de agua, pues la forma del bulbo mojado puede variar considerablemente segn que el frente hmedo alcance o no determinadas capas de suelo. Una vez establecida la profundidad mojada se fijan el radio mojado y el volumen de agua a aplicar desde un emisor, as como el rea mojada por el mismo.La segunda relacin permite determinar el nmero mnimo de emisores necesarios (e) por planta o m2.

rea que es necesaria mojar (m2) rea mojada por un emisor (m2) Donde el rea que es necesario mojar (A), se obtiene por alguna de las siguientes expresiones: En cultivos espaciados: A (m2/planta) = P * rea sombreada (m2/planta) =P * rea correspondiente segn plantacin (m2/planta) En cultivos de alta densidad de plantacin:

El volumen de suelo que es necesario mojar determina el nmero de emisores por planta que seran precisos y. por tanto, el costo de la instalacin.En la Tabla 3.1 (Hernndez Abreu, 1979), se presenta una estimacin terica para banana, del nmero de puntos de emisin por planta necesarios en diversos tipos de suelos de las Islas Canarias. De su anlisis se deduce que el nmero de emisores para unas mismas condiciones de clima y cultivo, depende de las caractersticas del flujo del agua en el suelo y de ah la importancia de conocer estas propiedades antes de ejecutar el diseo.Las variaciones d rea son proporcionales al cuadrado del radio, por lo que a partir de un determinado valor de la relacin (r/p), el nmero de emisores aumenta considerablemente para pequeas disminuciones de sta, y en esas condiciones la adaptabilidad al riego por goteo es mala y comienzan a ser ventajosos otros sistemas de riego.Tabla 3.1 Estimacin del nmero de puntos de emisin por planta necesarios para platanera en diferentes tipos de suelos de las Islas CanariasRelacin radio-profundidadmojado

Radiomojado(cm)Superficiemojada porGotero (m2)Nmero degoterosnecesariosAdaptabilidadal goteo

1,3065,01,331Buena

1,1557,51,042Buena

1,0050,00,782Buena

0,9045,00,632Buena

0,8040,00.503Buena

0,7035.00,384Media

0,6030.00,285Media

0,5025.00,207Mala

0,4020.00,1210Mala

rea sombreada por el cultivo (estimada): 3,2 m2.Porcentaje de suelo mojado mnimo adecuado (estimado): 40% - 1.3 m2.Profundidad a mojar: 50 cm.Dosis mxima de riego: 251 por planta y da.Intervalo entre riegos: 1-3 das.Mediante la tercera relacin:

(3.1)donde:N son las necesidades netas de riego (sin considerar percolacin, eficiencia de riego ni fraccin de lavado) en I/planta y da o en mm/da.Ies el intervalo entre riegos en das.ees el nmero de emisores por planta o por m2.Vees el volumen de agua aplicado desde un emisor en litros.Se determina si con el nmero de emisores y el volumen de agua por emisor, previamente elegidos se obtiene un intervalo entre riegos dentro de los lmites inicialmente establecidos. Si no fuese as, pueden presentarse dos situaciones:El intervalo obtenido es superior a los lmites fijados: La nica forma de disminuir I sera hacindolo con e o con Ve. Si disminuirnos e no satisfaramos, el porcentaje de suelo mojado. Si disminuimos Ve no slo no obtendramos el porcentaje de suelo mojado establecido, sino que tampoco mojaramos la profundidad deseada. En este caso podramos optar por:a. Disminuir el caudal del emisor. Con ello conseguiramos en el campo una relacin r/p menor y por tanto, necesitaramos ms emisores para satisfacer el mismo P o P' y menor volumen aplicado para la profundidad a mojar. Normalmente al reducir el caudal del emisor, el producto e * Ve disminuye slo ligeramente, dependiendo de los suelos, pero, en todo caso, a costa de incrementar el nmero de emisores, lo que es, generalmente muy caro.Ejemplo: Suelo arenoso: Profundidad a mojar: 35 cm. Superficie a mojar: 1 m2.Q = 4 l/h. Ve = 4 l; r = 17 cm; e = 11; e * Ve = 44 l.Q = 20 l/h.Ve = 12 l; r = 28 cm; e = 4; e * Ve = 48 l.b. Aplicar el Ve calculado y la I mxima fijada: Esto slo es valido si las prdidas en profundidad que se produciran no son excesivas o sirven para satisfacer requerimientos de lavado para control de sales. De lo contrario, hay que optar por ampliar el I mximo previsto. Es importante, en este caso, hacer consideraciones sobre la respuesta del cultivo a la alta frecuencia. El intervalo obtenido es inferior a los lmites fijados:Segn la ecuacin 3.1. quedaran dos opciones:Aumentar e con el consiguiente encarecimiento de la instalacin o aumentar la Ve, lo que implica una prdida de eficiencia, excepto que sea necesario aplicar fraccin de lavado. Debe recordarse que un aumento de e o de Ve va a incrementar P, lo que supone dar mayor potencialidad a la instalacin. Disminuir I a valores de varios riegos al da, implica, en la practica, disponer de automatismo.Por ltimo, es necesario disear la disposicin de laterales, lo que puede conllevar nuevas modificaciones. La localizacin del riego puede hacerse, bien sea en franjas (se usan para ello disposiciones en simple y doble lnea lateral), normalmente en cultivos de alta densidad o bien aplicando el agua alrededor de la planta (aros, zigzag, etc.). que son disposiciones propias de cultivos muy espaciados.La disposicin en simple y doble lnea lateral, cuando se pretende mojar una franja, implica no dejar espacios secos entre bulbo y bulbo. Los solapes ms usados son entre el 15 y 25%.En este punto es conveniente recordar que no slo debe adaptarse el diseo de laterales a las prcticas de cultivo, sino que, a veces, ligeros cambios en stas permiten abaratar notablemente las instalaciones. Un caso que se presenta con frecuencia en cultivos hortcolas, es la conveniencia en modificar ligeramente el marco de plantacin, respetando la densidad.El proceso, brevemente expuesto, debe ser reiterativo hasta encontrar la mejor combinacin de elementos que permitan obtener una instalacin diseada al ptimo del binomio eficiencia-coste, sin olvidar que en ocasiones tendremos que optar por no aplicar el sistema de goteo, sino acudir a otros mtodos de riego localizado, como microaspersin, o a mtodos de riego convencionales, que en muchas ocasiones supondrn la mejor solucin del binomio citado.El mtodo propuesto presenta como ventaja adicional el permitir dar normas razonablemente aproximadas para el posterior manejo del programa de riegos. Dado que en esencia se trata de un proceso lgico y reiterativo, se presta a modelacin para clculo numrico (ver Apndice A).

c) Procedimiento de diseo

Los datos de partida son:

Dosis neta de riego en perodo pico (Dn), expresada en litros/planta por da o en mm/da. Porcentaje de suelo mojado (P) Profundidad esperada de races para el suelo y cultivo de que se trate (Pr), expresado en m cm. Intervalo mnimo y mximo entre riegos que se desea (Imin o Imx), expresado en das. Marco de plantacin, expresado en m x m Resultados de la prueba de campo, indicando el radio (r) y profundidad del suelo mojados (p) para diversos volmenes de agua (V) Necesidades de lavado (LR).

Con estos datos pueden iniciarse una serie de tanteos que permitan obtener las condiciones adecuadas de diseo, satisfaciendo las siguientes relaciones, por el orden que se citan:

PRIMERA RELACION: Profundidad mojada = profundidad de races x K, variando K entre 0.9 y 1.2.Se usa la prueba de campo buscando qu radio mojado (r) qu volumen de agua (Ve) le corresponden, as como el rea mojada por el mismo (Ae).

SEGUNDA RELACION: rea que se desea mojar por planta = rea que moja un emisor x nmero de emisores por planta (puede sustituirse planta por m).

Permite determinar el nmero mximo de emisores necesarios (e) por planta o m.

e = rea que es necesario mojar (m) = A (3.k) rea mojada por un emisor (m) Ae

Donde A se calcula:

En cultivos espaciados:

A (m/planta) = P x rea sombreada (m/planta) = P x rea correspondiente segn plantacin (m/planta) (3.l)

En cultivos de alta densidad de plantacin: A (m) = P (3.m) 100El volumen de suelo que es necesario mojar determina el nmero de emisores por planta que seran precisos y por tanto, el costo de la instalacin.

Ver Practica Dirigida N 3 como ejemplo.

TERCERA RELACION: Necesidades netas de agua en litros por planta y da o mm/da por intervalo entre riegos en das = volumen de agua aplicado por emisor en litros por nmero de emisores por planta (o por m).

NX I = Ve x e (3.n)

2.5.2 CRITERIOS DE DISEO HIDRULICO

a) Uniformidad de riego

Por ser el agua un bien escaso en cantidad y en calidad, los usuarios estn obligados a usarla con la mayor eficiencia posible.

El movimiento del agua desde su captacin (embalse, ro, acufero) hasta el cultivo, implica tres operaciones separadas: el transporte hasta la zona regable en donde es entregada al usuario regante, la distribucin en el predio y la aplicacin en la parcela.

De acuerdo con estas operaciones se reflejan las siguientes eficiencias:

Eficiencias de primer orden: Eficiencia de aplicacin, eficiencia de distribucin en predio y eficiencia de conduccin.Eficiencia de segundo orden: Eficiencia en parcela, eficiencia del sistema de riego y eficiencia de la zona regable.

Todas estas eficiencias se expresan en tanto por ciento o en tanto por uno.

En riego localizado, al ser prcticamente nulas las prdidas en la red de distribucin, dentro de la unidad de riego, el agua que sale por los emisores es la misma que llega a la parcela y por ello se puede definir la eficiencia de aplicacin (Ea) como el porcentaje de agua aplicada que es almacenada en la zona radicular y que est a disposicin de la planta. Si la zona radicular es regada de acuerdo con las necesidades del cultivo, la Ea puede definirse como la relacin entre el agua requerida en la zona radicular y el agua aplicada.

Por lo tanto, Ea depender del manejo de riegos (dosis y calendario de riegos), del mantenimiento de la instalacin y de la uniformidad del riego, de manera que:

Ea = Cmj Cmt (1 E) CUEn donde:Cmj es el coeficiente que mide la bondad del manejo (en tanto por uno)Cmt es el coeficiente de mantenimiento que se obtiene al comparar la uniformidad del riego real con la potencial (en tanto por uno)E Prdidas por evaporacin en el caso de difusores o miniaspersores (en tanto por uno)CU es el coeficiente de uniformidad de riego (en tanto por uno)

Suponiendo el manejo y mantenimiento de las instalaciones ptimas, la Ea podr obtenerse mediante:

Ea = K * CU si K < ( 1 - LR )Siendo:K las prdidas inevitables por precolacin, en tanto por uno.LR los requerimientos de lavado, en tanto por unoCU el coeficiente de uniformidad de riego, en tanto por ciento

La uniformidad de riego de una instalacin depender de:

- Las diferencias de presin que se producen en la red, debidas a las prdidas de carga y a la topografa del terreno donde se asiente. - La falta de uniformidad de fabricacin de los emisores.- El nmero de emisores de los que recibe agua cada planta- La respuesta del emisor a la temperatura y presin del agua- La variacin de las caractersticas del emisor con su uso por las posibles obturaciones y/o envejecimiento.- Las variaciones en el espacio y en el tiempo de la temperatura del agua- El efecto del viento cuando se usen microaspersores.- La variacin de fabricacin de los reguladores de presin, cuando los haya.

En riego localizado, se define estadsticamente CU como:

CU = 100 ( 1 1.27CV / e ) qn / qaSiendo:

CV el coeficiente de variacin de fabricacin del emisore el nmero de emisores de los que recibe agua cada plantaqn caudal mnimo del emisor que corresponde a la presin mn