Ministerio de Agricultura

Ing. Pedro Chucya Ccahua

I N T R O D U C C I O NEl diseo agronmico es un componente fundamental de los clculos justificatorios de cualquier expediente tcnico de un proyecto de riego (presas de riego, reservorios de riego, canales de riego, riego por aspersin, riego por goteo etc.)

La importancia de un buen diseo agronmico en los proyectos de riego por goteo repercutir directamente en :

- La produccin y operaciones de riego- Capacidad de las redes y estructuras de riego

El objetivo de la exposicin es aprender a:1.- Determinar las Necesidades de agua (02 mtodos)2.- Determinar parmetros de diseo (parcela 14Ha)

NECESIDADES DE AGUASe pretende conocer las necesidades mximas de agua para dimensionar posteriormente las instalaciones de riego. Para esto se utilizara el mtodo del libro de Pizarro y despus el mtodo desarrollado en la primera practica.

ETo Evapotranspiracion potencialKc Coeficiente de cultivoKl Coeficiente de localizacinKcl Coeficiente de variacin climticaKad Coeficiente por adveccinPe, Ac, Aa Precipitacin, agua capilar, agua almacenadaK Coeficiente por eficiencia aplicacin o lavadoCU Coeficiente de uniformidad

Necesidades totales o = { (ETo*Kc*Kl*Kcl*Kad) -Pe-Ac-Aa } / {(1-K)*CU }Lamina de riego

Determinacin ETo Existen diferentes mtodos para llegar a determinar la

ETo. Entre los mtodos mas empleados para hallar ETo tenemos :

Mtodo Tanque evaporimetro, Clase AMtodo Blaney ChiddleMtodo Penman modificadoMtodo de Hargreves

Una vez hallado el ETo de todos los meses, para fines de diseo se seleccionara aquel que multiplicado por Kc nos de el mximo valor

Determinacin Kc El Kc es el coeficiente de cultivo y es aquel que

expresa la relacin entre ETc. y Eto, sus valores varan en funcin de la fase del cultivo

Una vez hallado el Kc de todos los meses, para fines de diseo se seleccionara aquel que multiplicado por ETo nos de el maximo valor

Kc PARA PAPRIKA

FASE DEL CULTIVO Dias KcFASE INICIAL ( Emergencia ) 14 0.50

( Crecimiento Inicial ) 56 0.70( Cresimiento Final ) 28 1.00

FASE DESARROLLO 28 0.95FASE MEDIA ESTACION 56 0.70FASE ESTACION FINAL 28 0.60

Kc PARA PAPRIKA

TIEMPO KcMES 1 0.60MES 2 0.70MES 3 0.90MES 4 1.00MES 5 0.75MES 6 0.70MES 7 0.60

Ejemplo Seleccin ETo y KcCUADRO : Clculos de demanda de agua

E F M A M J J A S O N DEo (mmdia) 7.2 6.8 6.3 5.6 5.4 5.5 5.5 6 6.6 7.7 7.7 6.9K-tanque 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75ETo (mm/dia) 5.40 5.10 4.73 4.20 4.05 4.13 4.13 4.50 4.95 5.78 5.78 5.18

P A P R I K AKc (cultivo) 0.60 0.70 0.90 1.00 0.75 0.70 0.60ETc (mm/dia) 2.48 2.89 4.05 4.95 4.33 4.04 3.11

maximo

El valor de Etc seleccionado para efectos de diseo es elmximo de los obtenidos mensualmente.

Determinacin Kl El coeficiente de localizacin (Kl) corrige la ET disminuyndola, debido a la

reduccin del rea de riego, producto de la localizacin del riego con goteros o microaspersores La ET depende de masa de follaje, superficie de hojas, volumen de copa, etc. y como estas variables son difciles de cuanticar se las representa en funcin del % rea sombreada.

Alljiburi Kl = 1.34*ADecroix Kl = 0.1+AHoara Kl = A+0.5*(1-A)Keller Kl = A+0.15*(1-A)

Para obtener Kl se calcula por los 4 mtodos y se trabaja con el promedio

Ejemplo KlEjemplo: Palto con marco de 6 * 4 A.sombreada = Pi*D2 / 4 = 3.14*42 / 4

= 12 .56 m2 rea total = 6 x 4 = 24 m2

% A.Sombreada = A.Sombreado/A.total % A.Sombreada = 12.56 / 24 = 0.52 Resultados Kl con rea sombreado para palta 52% y para paprika 70%

PALTA PAPRIKAAlljiburi Kl = 0.70 Kl = 0.94Decroix Kl = 0.62 Kl = 0.80Hoara Kl = 0.76 Kl = 0.85Keller Kl = 0.59 Kl =0.74

PROMERDIO 0.67 0.83

==> 4.95 mm/dia * 0.83 = 4.10

Determinacin Kcl

El Kcl es el coeficiente variacin climtica y se utiliza para corregir los valores de promedios mensuales o de los promedios de un periodo determinado, utilizados para los clculos de la ETo.Para riego localizado este valor se estila poner entre 1.15 y 1.2

==> 4.10mm/dia*1.20 = 4.92 mm/dia

Determinacin Kad El Kad es el coeficiente por adveccin, el cual castiga a la ETo

debido a que el efecto producido por un rea de riego cada vez mas grande disminuir la ETo

Ejemplo: Para nuestro caso

Suponemos un rea de riego de 14 Ha

=> 4.92mm/da * 0.90=4.43mm/da

Determinacin Pe, Ac, Aa Pe, es aporte de agua por la precipitacin efectiva,

Ac, es aporte de agua capilar que se debe considerar en el caso de que el nivel fretico este prximo. Aa, es aporte del agua almacenada que tampoco se considera, por que con los riegos de alta frecuencia, pretendemos reponer inmediatamente el agua extrada para no gastar energas en sustraer agua almacenada mas all de la lamina diaria.

Ejemplo: para nuestro ejemplo no tenemos aportes de agua provenientes de precipitacin, capilaridad ni por almacenamiento.

==> 4.10mm/da - 0 - 0 - 0 = 4.10 mm/da

Determinacin K El K es un coeficiente que depender de la eficiencia de aplicacin o de la

cantidad de agua de lavado. debiendo de escogerse el que nos de un mayor valor de K, la aplicacin de este coeficiente nos permitir mayorar el valor de la ETo para garantizar una cantidad de agua para lavado o por perdidas en precolacin profunda

K = 1 - EaK = LR

Ea = eficiencia de aplicacinLR = % de agua de lavado

LR = CEi / 2CEe

CEi = conductividad elctrica del agua de riegoCEe = conductividad conductividad elctrica del extracto de saturacin

Determinacin K Ejemplo:

CEi = conductividad elctrica del agua de riego 0.8 mmhos/cmCEe = conductividad elctrica del extracto de saturacin 1.7 mmhos/cmEa = Eficiencia de aplicacin 90%

K = 1 Ea = 1- 0.9 = 0.10 K = LR = CEi / 2CEe = 0.8 / (2*1.7) = 0.24

podemos ver que el agua de lavado es superior a las aguas de perdidas

0.24 > 0.10por lo tanto se considera el porcentaje del de agua de lavado

==> 4.92mm/da / (1- 0.24) = 6.47 mm/dia ==> 4.92mm/da / (1- 0.10) = 5.46 mm/dia

Determinacin CU

Este factor es el coeficiente de uniformidad, su aplicacin nos garantiza que los lugares que reciben menos agua (debido a que todos los goteros no arrojan caudales exactamente iguales) pueden recibir la cantidad de agua necesaria.

CU = 0.90

==> 6.47mm/da / 0.90 = 7.18 mm/dia

==> 5.46mm/da / 0.90 = 6.06 mm/dia

NECESIDADES DE AGUA Ejemplo paprika

ETo Evapotranspiracion potencial= 4.95mm/diaKc Coeficiente de cultivo = 1.0Kl Coeficiente de localizacin = 0.83Kcl Coeficiente de variacin climtica =1.20Kad Coeficiente por adveccin = 0.90 Pe, Ac, Aa Precipitacin, agua capilar, agua almacenada = 0K Coeficiente por eficiencia aplicacin o lavado = 0.10 y 0.24CU Coeficiente de uniformidad = 0.90

Lr = { (ETo*Kc*Kl*Kcl*Kad) -Pe-Ac-Aa } / {(1-K)*CU}

Lr = {(4.95*1*0.83*1.20*0.90)0 0 - 0} / {(1-0.24)*0.90} = 7.18 Lr = {(4.95*1*0.83*1.20*0.90)0 0 - 0} / {(1-0.10)*0.90} = 6.06

METODOS PRIMERA PRACTICA

Un mtodo mas fcil y rpido , el cual se ha venido usando en las primeras clases y primera practica

ETo Evapotranspiracion potencialKc Coeficiente de cultivoEa Eficiencia de aplicacinLR Porcentaje de agua de lavado

Lr = ( Eto * Kc ) / { (1- LR) * Ea }

METODOS USUALES EJEMPLO : cultivo de paprika

ETo Evapotranspiracion potencial = 4.95 Kc Coeficiente de cultivo = 1.0Ea Eficiencia de aplicacin = 90%LR Porcentaje de agua de lavado =10% y con 0 %

Lr = ( ETo * Kc ) / { (1- LR) * Ea }

c/sal Lr = ( 4.95 * 1.0 ) / { (1- 0.10) * 0.90 } = 6.11 mm/da

s/sal Lr = ( 4.95 * 1.0 ) / { (1- 0) * 0.90 } = 5.50 mm/da

EJEMPLO DE CALCULO DE LAMINA NETA

METODO CLASESCUADRO : Clculos de demanda de agua

E F M A M J J A S O N DEo (mmdia) 7.2 6.8 6.3 5.6 5.4 5.5 5.5 6 6.6 7.7 7.7 6.9K-tanque 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75ETo (mm/dia) 5.40 5.10 4.73 4.20 4.05 4.13 4.13 4.50 4.95 5.78 5.78 5.18

P A P R I K AKc (cultivo) 0.60 0.70 0.90 1.00 0.75 0.70 0.60ETc (mm/dia) 2.48 2.89 4.05 4.95 4.33 4.04 3.11Lavado Sales (%) 10% 10% 10% 10% 10% 10% 10%ETA (mm/dia) 2.75 3.21 4.50 5.50 4.81 4.49 3.45Ef. Aplicacin (%) 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90%Lamina de Riego 3.06 3.56 5.00 6.11 5.35 4.99 3.83Modulo de riego 0.35 0.41 0.58 0.71 0.62 0.58 0.44

maximoCUADRO : Clculos de demanda de agua

E F M A M J J A S O N DEo (mmdia) 7.2 6.8 6.3 5.6 5.4 5.5 5.5 6 6.6 7.7 7.7 6.9K-tanque 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75ETo (mm/dia) 5.40 5.10 4.73 4.20 4.05 4.13 4.13 4.50 4.95 5.78 5.78 5.18

P A P R I K AKc (cultivo) 0.60 0.70 0.90 1.00 0.75 0.70 0.60ETc (mm/dia) 2.48 2.89 4.05 4.95 4.33 4.04 3.11Lavado Sales (%) 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%ETA (mm/dia) 2.48 2.89 4.05 4.95 4.33 4.04 3.11ETA (mm/mes) 74.25 89.51 125.55 148.50 134.27 121.28 96.26Ef. Aplicacin (%) 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90%Lamina Riego mm/dia 2.75 3.21 4.50 5.50 4.81 4.49 3.45Modulo de riego litros / segundo 0.32 0.37 0.52 0.64 0.56 0.52 0.40

maximo

CAUDALES REQUERIDOS Con los datos obtenidos ya estamos en capacidad de estimar las necesidades hdricas para una determinada rea y tiempo de riegoPara el diseo obtuvimos Lamina 6.11 mm/da y un modulo de 0.74 lit/seg-ha por 24 horas .

Ejm-01: 11 Has y 12 horas de disponibilidad de agua Q ? => modulo por 12 horas = 0.74 x (24 / 12) = 1.48 l/s-ha

y para 11 Has Q requerido = 11*1.48 = 16.28 l/s Ejm-02; 11 Has y 8 horas de disponibilidad de agua Q ? => modulo por 08 horas = 0.74 x (24 / 8) = 2.22 l/s-ha

y para 11 Has Q requerido = 11*2.22 = 24.42 l/s

CALCULO DE PARAMETROS AGRONOMICOS

Frecuencia Dosis Tiempo riego Precipitacin del sistema # de Unidades o Turnos de riego rea de las Unidades de riego Caudal de diseo

FRECUENCIA La frecuencia de riego es el intervalo de tiempo necesario para volver aplicar un riego.En riegos por goteo y microaspersin no existe un valor mnimo de intervalo de riego, pero el valor mximo del intervalo de riego se calcula teniendo en cuenta que la humedad del rea mojada, no descienda de un cierto valor.

En su mayora de casos se disea para frecuencias de un da

Textura Frecuencia (max) Ligera 3 dasMedia 4 dasPesada 5 das

FRECUENCIA DE RIEGO (goteo)

rea mojada

% rea mojada = -----------------

rea Total

Frecuencia (max) = Dosis de riego (max) / Lamina riego

Dosis de riego (max) = Lamina de agua aprovechable X % rea mojada

Lamina de agua aprovechable = (CC-PM ) * Da * Pr * %Ag

dD

Comparacin frecuencias 1, 3 y 8 das

% AREA MOJADA

Se define como la relacin entre el rea mojada y el rea total medidos a una profundidad de 30 cm.

% rea mojada = rea mojada / rea total

% altos son mas seguros pero incrementan los costos de instalacin por mas cantidad de goteros y mayores dimetros de tuberas.

Keller recomienda En frutales el rea mnima mojada para

clima hmedo es 20%, clima rido es 33% En cultivos herbceos este % es mayor llegando hasta 70%.

AREA MOJADA POR EMISORCalculo de rea mojado

Microaspersores.- el rea o dimetro mojado en la superficie viene especificado en los catlogos y se asume este valor como el valor de rea mojadaGoteros.- en el caso de goteros es mas complicado dependiendo mucho de la textura, estratificacin, caudal de gotero y tiempo de riego, su calculo se puede hacer:

1) Utilizando tablas 2) Pruebas de campo

Tabla de dimetro mojado

Diferentes tipos de rea mojada

dD

# DE EMISORES El numero de emisores se calcula teniendo en cuenta que

la suma del rea mojada de todos los emisores de un rbol sea superior al mnimo de rea mojada impuesto. #e * Ae > A.total * % A.mojadomin

#e > ( A.total * % A.mojadomin ) / Ae

El tiempo de riego seria = Dosis / ( #e * qe )

#e = numero de emisores Ae = rea de un emisor qe = caudal de emisor Litros/hora Dosis = litros / rbol

DOSIS DE RIEGO Es la cantidad de agua a aplicarse en un riego, la cual ser infiltrada y retenida por el reservorio suelo, esta dosis es un mltiplo de la lamina riego diaria y depende de la frecuencia de riegoLa dosis de riego pueden ser:

- Dosis de riego (max) = Lamina aprovechable X % rea mojada - Lamina aprovechable = (CC-PM ) * Da * Pr * %Ag

Frecuencia DOSIS

01 da 1*Lr

02 das 2*Lr

03 das 3*Lr

TIEMPO DE RIEGO Para calcular el tiempo de riego, se compara

la dosis de agua (cantidad de agua a infiltrar y retener en el suelo) para riego con la oferta de agua del sistema de goteo.

Dosis de agua para riego mm / da m3/Ha-da horas

TR = ------------------------------------- = ----------- = -------------- = -------- Oferta de Agua del Sistema mm / Hora m3/Ha-hora da

Dosis de agua para riego = Funcin de Lamina neta y la frecuencia de riego Oferta de Agua del sistema = Funcin de Q-gotero, dist. goteros y dist. late

PRECIPITACION DEL SISTEMA Cantidad de agua que entrega un campo en

funcin de las caractersticas del sistema de goteo instalados (caudal y distanciamiento de los emisores)

Caudal del Gotero P = ---------------------------------

Dist. Emisores X Dist. Laterales

Caudal del Gotero = Litros / Hora Dist. Emisores = Metros Dist. Laterales = Metros

# DE UNIDADES TURNOS

Es la cantidad de unidades de riego o sectores en que se puede dividir una parcela,

Es el numero de turnos de riego que se pueden atender durante un periodo de tiempo disponible

Tiempo Disponible # Unidades de riego = -----------------------

Tiempo de riego

Tiempo disponible = tiempo total disponible para regarTiempo de riego = tiempo necesario para aplicar 1 dosis

AREA DE LA UNIDAD

Es el rea que puede ser atendida por un turno de riego Esta rea nos servir para poder dividir la parcela en un

numero de unidades de igual rea para que puedan ser regados en un turno de riego.

rea Total rea de Unidad = -------------------------------

# de Turnos o Unidades

Area Total = area donde se instalara el sistema de goteo

CAUDAL DEL SISTEMA

Es un caudal constante durante un determinado tiempo, que es necesario para poder regar una determinada superficie de terreno . Este caudal es funcion del area de riego, Lamina de riego y el tiempo total disponible para riego.

2.78 * A * Lr Q-sistema = -------------------------------

Tiempo A = rea total a regar Lr = Lamina de riego diaria Tiempo = tiempo total disponible para regar

Ejemplo 01 Se desea instalar un sistema de riego por goteo con cintas para 14 Has

de cultivo de paprika, se cuenta con 13 Horas disponibles de agua. La cinta a utilizar tiene emisores de 1.0 LPH @ 0.20 y 1.50 mt entre

laterales y la Lamina neta de riego es de 6 mm/dia y la frecuencia de riego es 1. Calcular los parmetros agronmicos del diseo?

Caudal del Gotero 1.0 LPH PP = --------------------------------- = ----------------------- = 3.33 mm/Hora

Dist. Emisores X Dist. Laterales 0.20 mt. x 1.50mt

Dosis de agua de riego 6.00 mm / da TR = ------------------------------------- = ------------------ = 1.80 Horas/dia

Oferta de Agua del Sistema 3.33 mm / Hora

Frecuencia = dosis de riego / lamina de riego

Frecuencia 1 => la dosis de riego es igual a la Lamina neta o demanda diaria cultivo

Ejemplo 01 2.73*A*Ln 2.78*14*6 Q-estimado = --------------------- = ------------------- = 17.96 L/s

Tiempo disponible 13. horas

Tiempo total 13 horas Unidades = --------------------- = ------------------- = 7.22 = 7 unidades

Tiempo de riego 1.8. horas

rea Total 14 Ha rea unidad = --------------------- = -------------- = 2.00 Ha

# unida 7

2.73*A*Ln 2.78*14*6 Q-real = --------------------- = ------------------- = 18.53 L/s

Tiempo disponible 12.6. horas

Diseo Agronmico Final

U-1

2 Ha

U-2

2 Ha

U-4

2 Ha

U-5

2 Ha

U-3

2 Ha

U-6

2 Ha

U-7

2 Ha

Pp = 3.33 mm/da

TR = 1.8 horas / und

TR-total = 12.6 horas / da

# Unidades = 7 unid

rea Und = 2 Has

rea Total = 14. Has

Lamina R. = 6 mm/da

Caudal = 18.53 Has

Q

14 Has

GRACIAS