EL CLAVES PARA UN BUEN DISEÑO Y MANEJO DE

INSTALACIONES DE RIEGO POR GOTEO.

José Mª Tarjuelo

Angel MartinezLas Pedroñeras. 19 Marzo 2019

INDICE

1. El riego por goteo2. Calidad del riego3. Las instalaciones4. Automatización5. Filtrado6. Fertirrigación7. Los goteros8. Riego subterraneo9. Evaluación del sistema10.Riego solar fotovoltaico

1. EL RIEGO POR GOTEO

� OBJETO: aplicación de agua lenta, localizada y

uniforme (frecuente)

� LOCALIZACIÓN. Efecto en: distribución de

raíces, volumen suelo explorado, evaporación…

� UNIDADES BÁSICAS DEL SISTEMA

– Cabezal: bomba, filtros, fertirrigación, automatismos.

– Red de tuberías (emisores, dispositivos de control

Las instalaciones

� Deben estar bien : seleccionadas, diseñadas y manejadas. (cuidado con las obstrucciones)

� La calidad del riego depende de:– Calidad y características de los materiales– Diseño agronómico– Diseño hidráulico– Manejo y conservación del sistema

� Los aspectos económicos deberían ser secundarios

EL RIEGO LOCALIZADO TAMBIÉNPUEDE SER POCO EFICIENTE

Riego LOCALIZADO:

ASPECTOS AGRONÓMICOS:• Evaporación y transpiración• Distribución sistema radicular

ASPECTOS DE MANEJO:• Alta frecuencia• Dosis de riego reducidas• Reducido volumen de suelo explorado (requiere mayor UE)

OTROS ASPECTOS

1,5 m

0,75 m3 m

3 m

1,5 mCepa

Ramal goteros

0,9 m Área por planta: 3x1,5= 4,5 m2

Área por gotero= 3x0,75 = 2,25 m2

Área mojada por gotero = 0,7 m2

Suelo mojado ≈ 30% del total

RIEGO EN VIÑA en espaldera

- Plantas a 3 x 1,5 m- Goteros a 0,75 m (dos

goteros por planta)

2. CALIDAD DEL RIEGO

� Para describir el comportamiento del riego en parcela:– Uniformidad: igual dosis en todos los puntos– Eficiencia: fracción agua aplicada utilizada para

ETc + lavado� Idoneidad de un riego. Depende de:

– Agua almacenada en zona radicular– Pérdidas en proceso de riego: escorrentía,

percolación…– Uniformidad de lámina infiltrada– Déficit de humedad en suelo después del riego

UNIFORMIDAD Y EFICIENCIA

La dimensión y la forma del bulbo depende de:Caudal descargado por el emisor (qa, 2 a 4 l/h)Duración del riego (4-10 h)Tipo de suelo

franco arenoso

Calidad del riego

RAZONES DE FALTA DE UNIFORMIDAD:

• Calidad de los emisores (CV)• Diseño (variaciones de presión por

desniveles y perdidas de carga en tuberías)• Obstrucción de los emisores• Envejecimiento del sistema

EL CABEZAL DE RIEGO

3. LAS INLATACIONES

O ANILLAS

Las subunidades

de riego

Acoples de laterales con

terciaria

Para PVCPara PE

Distribución de presiones

80 m 0 m200 m

Pendiente del ramal: 1%Pendiente de terciaria: 0%

Distribución de caudales

80 m 0 m200 m

200 m 80 m 0 m

RamalTerciaria

Web: crea.uclm.es

4. AUTOMATIZACIÓN

Filtro

VALVULAS HIDRÁULICAS

**ELECTROVÁLVULA NORMALMENTE CERRADA (N.C.)

ESQUEMAS DE MONTAJE

Primera función: ABRIR / CERRAR

Mucho consumo

cuando está abierta.

Usar solenoides

latch

12 ó 24 V en alterna5 a 15 WP1

P2

Cuidado con las perdidas de carga y la cavitación

hidráulicoSección de 0,5 a 6 mm2

según Nº válvulas y longitud

por cable

ACCIONAMIENTO A DISTANCIA

y ∆V ± 10%

Cable eléctrico

Microtubo, Φ 8 mm12 ó 24 V en alterna5 a 15 W

Es un piloto sin tornillo de regulación. Hay 5 muelles

FUNCIONES: ACCIONAMIENTO A DISTANCIA DE LA VALVULA HIDRAULICA. ACELERADOR DE APERTURA O CIERRE DE LA VÁLVULA. VÁLVULA ANTITOPOGRAFICA.

5. FILTRADO

Filtros de malla

Obstrucciones

� De origen físico: sólidos en suspensión– Solución: filtrar y decantar

� De origen químico: precipitación de sales Solución:

� Para la cal: ácido nítrico o clorhídrico

� De origen biológico: bacterias, óxidos Fe, Mn– Solución para algas:

� Sulfato de cobre; Peces en balsas; biocidas + lavado con solución de hipoclorito,

� Lo mejor es ultrasonidos, pero solo antes de que aparezcan las algas

� Cubrir balsas con “rafia”

Practicas para evitar Obstrucciones

� Seleccionar el sistema de filtrado más adecuado al tipo y calidad de agua disponible

� Realizar la adecuada instalación y mantenimiento de los sistemas de filtrado

� Aplicar agua sin fertilizante al principio y al final del riego

� Hacer mezcla previa del fertilizante con el agua de riego

� Limpiar la instalación y las tuberías, abriendo los extremos, al menos al inicio de la campaña de riegos

Hidrociclón

Cámara de expansión (15-25%)

Filtro de arena

Filtros de anillas

Filtro de anillas

6. FERTIRRIGACION

Instalación para inyección de fertilizante

1. Bomba de inyección eléctricaBomba de pistón

- Inyección constante

- Consume energía.

Motor trifásicoo monofásico

Motor a 12 V, con batería y placas solares

Motor de gasolina

VENTAJAS:

- Control sencillo: dosis y tiempo

- Fácil automatizar

2. Bomba de inyección hidráulica

Bomba de membrana

Consume (agua) caudal

VENTAJAS:

- Control sencillo: dosis y tiempo

- Fácil automatizar

- Portátil

3. Inyectores venturi

Efecto Venturi:

- Estrechamiento en flujo principal depresión

- Succión de depósito abierto

VENTAJAS (Pequeñas parcela):

- Barato

INCOVENIENTES:

- Consume presión

- ∆P/γ ≈ 1 bar

- Caudal varia con la presión

4. Tanque con by-pass de flujo� Depósito cerrado� Consume presión� Casi todo el fertiliz.

se aplica al principio del riego

� Coste reducido

MALA SOLUCION

7. LOS EMISORES

Clasificación emisoresa) Por como se produce la perdida de carga� goteros

– de largo conducto: microtubo, helicoidales, laberinto– de orificio– vortex– autocompensantes (antidrenaje, antisucción…)

� mangueras perforadas (conducción simple o doble)� mangueras porosas (p = 1-3 m.c.a. y q = 0,5 a 2 l/h)� microaspersores y difusoresb) Por sensibilidad a obstrucciones

- Muy sensibles: Ø de paso 0,7 mm- Poco sensibles : Ø de paso > 1,5 mm

c) Por la forma de sujeción en la tubería1) Interlínea; 2) sobre línea (insertados); 3) integrados

TIPOS DE CONEXIONES DE EMISORES

Lo mejor

Goteos de laberinto no autocompensantes

En línea

Integrados

Goteros autocompensantes

• Rango compensación• Durabilidad

Antidrenaje Antisuccion

Planos

Sistema integrado

Curva caudal-presión del gotero

� q uniforme y cte., Poco sensible a presión� Poco sensibles a obstrucciones y temp.� Alta uniformidad de fabricación� Bajo coste� Estabilidad p q con el tiempo� Reducida pérdida de carga en conexiones� Resistente a ataques de insectos, roedores,

operaciones agrícolas, etc.

Selección de los Emisores

8. RIEGO SUBTERRANEO

• Ramales enterrados (25-30 cm) separados a 1,5 m del tronco

• Goteros especiales (autocompensantes, autolimpiantes, antisucción...)

•Necesidad de colectores de limpieza (ramales mallados, extremos conectados…)

• Ventosas. Limitan la succión de goteros

• Tratamiento anti-raíces (trifluralina): ??.

AHORRO DE AGUA (reduce evaporación) pero el control del riego es más complicado MAYOR VOLUMEN MOJADO DESDE EL EMISOR (bulbos húmedos casi esféricos)

El riego subterráneo. VENTAJAS

AHORRO DE AGUA (reduce evaporación) pero el control del riego es más complicado MAYOR VOLUMEN MOJADO DESDE EL EMISOR (bulbos húmedos casi esféricos) Facilita el control de malas hierbas (posibilidad de laboreo cruzado) Menor riesgo con el uso de aguas depuradas (sanitario y funcional) Facilita en cierta medida el manejo y operaciones de cultivo

El riego subterráneo. VENTAJAS

Posible ahorro de mano de obra en la colocación de los ramales y en reparaciones (vandalismo, roedores, etc.) Aumento de la vida útil (ramales protegidos de la radiación solar, variaciones térmicas, y otros agentes externos) Limita los problemas de calcificación (emisor no está en contacto con el aire)Posible mejora al localizar en la zona radicular los fertilizantes (fósforo y potasio) (obliga al fertirriego)

El riego subterráneo. VENTAJAS

NO “SE VE” la instalación (control de funcionamiento, detección de fugas, obturaciones de los emisores , roturas, etc.)

No se aprecian los bulbos húmedos (forma y dimensión)

Mayor riesgo de obstrucción y percolación Prácticamente imposible medir presiones y

caudales de los emisores (EVALUACIÓN) Más difícil el mantenimiento y manejo

agronómico de la instalación Necesidad de utilizar emisores “especiales”

El riego subterráneo. Inconvenientes

9. EVALUACIÓN DEL SISTEMA

EVALUACIÓN

EJEMPLO DE EVALUACIÓNSISTEMA RIEGO LOCALIZADO

DISTRIBUCIÓN DE PRESIÓN EN LA SUBUNIDAD TEST

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4

Pres

ión

(m.c

.a.)

Terciaria (L)

1er Ram al(origenterciaria)Ram al a 1/3 dela terciaria

Ram al a 2/3 dela terciaria

Ram al al finalde la terciaria

Pres ión

DISTRIBUCIÓN DE CAUDAL EN LA SUBUNIDAD TEST

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

9,5

10,0

1 2 3 4

Caud

al (l

/h)

1er Ram al(origenterciaria)

Ram al a 1/3de la terciaria

Ram al a 2/3de la terciaria

Ram al al finalde la terciaria

Caudal

Buena Mala

SISTEMA EN VASO

10. EL RIEGO DE LA VIÑA

SISTEMA EN ESPALDERA (goteos en línea de plantas)

SISTEMA EN ESPALDERA (goteos en el centro de la calle)

FORMA INCORRECTA DE RIEGO

0

0,5

1

1,5

2

2,5

301

-04-

18

16-0

4-18

01-0

5-18

16-0

5-18

31-0

5-18

15-0

6-18

30-0

6-18

15-0

7-18

30-0

7-18

14-0

8-18

29-0

8-18

13-0

9-18

28-0

9-18

13-1

0-18

Fecha de Riego

Presión

P S1 (bar) P S2 (bar) P S3 (bar) P Salida S1 y S3 (bar) P Salida S2 (bar)

Control de presión para la programación de riegos

(3 sectores de riego)

-1200

-1050

-900

-750

-600

-450

-300

-150

0

14-0

6-16

21-0

6-16

28-0

6-16

05-0

7-16

12-0

7-16

19-0

7-16

26-0

7-16

02-0

8-16

09-0

8-16

16-0

8-16

23-0

8-16

30-0

8-16

06-0

9-16

13-0

9-16

cbar

P (mm) Riegos (mm) 30 CM 50 CM

2016-1200

-1050

-900

-750

-600

-450

-300

-150

0

01-0

5-17

09-0

5-17

17-0

5-17

25-0

5-17

02-0

6-17

10-0

6-17

18-0

6-17

26-0

6-17

04-0

7-17

12-0

7-17

20-0

7-17

28-0

7-17

05-0

8-17

13-0

8-17

21-0

8-17

29-0

8-17

06-0

9-17

cbar

P (mm) Riegos (mm) 30 CM 50 CM

2017

Control del humedad en el suelo para la programación de riegos

Necesidades hídricas de la vid

ESTACIONESCLIMÁTICAS

• Temperatura• Humedad relativa• Velocidad viento• Radiación

SEGUIMIENTODE CAMPO

• Fenología• Características cubierta vegetal

ETo x Kc Kl = ETc x

EJEMPLO de viña en espaldera a marco 3m x 1,5 m

Agua aplicada por el sistema de riego en 1 hCon goteros de q= 2 L/h q= 3 L/h q= 4 L/h

4 /3 ,

3 /3 ,2 /

3 ,

Área por planta3 x 1,5 = 4,5 m2

1 mm = 1 L/m2 = 10 m3/ha

3m1m 1,5m

1,5m

3m3m

1m

Área por planta

Área por gotero

Planta

gotero

Área por gotero3 x 1 = 3 m2

1,5 m

0,75 m3 m

3 m

1,5 mCepa

Ramal goteros

0,9 m

Área por planta: 3x1,5= 4,5 m2

Área por gotero= 3x0,75 = 2,25 m2

Área mojada por gotero = 0,7 m2 (30%)

RIEGO EN VIÑA espaldera 3x1,5 m (goteros a 0,75 m)

EJEMPLO de viña en vaso a marco 3m x 3m en triángulo (al tresbolillo) transformada en espaldera

Área por planta3 x 2,6 = 7,8 m2

Agua aplicada por el sistema de riego en 1 hCon goteros espaciados a 1 m

q= 2 L/h q= 3 L/h q= 4 L/h

4 /2,6 ,3 /

2,6 ,2 /2,6 ,

1 mm = 1 L/m2 = 10 m3/ha

2,6m 3m

2,6 m2,6m

1m

Área por planta

Área por gotero

Planta

1m 3m gotero

Área por gotero2,6 x 1 = 2,6 m2

RECOMENDIONES GENERALES DEL RIEGO EN VIÑA

� El riego excesivo provoca:– desarrollo vegetativo excesivo– maduración más lenta debido a la

competencia entre frutos y brotes, – favorece el desarrollo de enfermedades

debido al aumento de humedad y a la sombra producida

RECOMENDIONES GENERALES DEL RIEGO EN VIÑA

� El estrés hídrico afecta al rendimiento a largo plazo al afectar a los procesos de iniciación y diferenciación de yemas, que tienen lugar dentro de las 5 a 7 semanas después de la brotación.

RECOMENDIONES GENERALES DEL RIEGO EN VIÑA

� El un déficit de agua severo : – reduce la producción de fotoasimilados– disminuye el rendimiento y la calidad de la

cosecha – produce el cierre de estomas– limita la fotosíntesis – disminuye el área foliar y la luz interceptada

RECOMENDIONES GENERALES DEL RIEGO EN VIÑA

� La respuesta de la vid al suministro de agua puede variar entre especies, así como entre los cultivares dentro de Vitis vinifera L.

� El rendimiento de la vid depende:– del nº de racimos. Se inician durante la campaña

de cultivo anterior– el número de flores después de la brotación– el número de bayas y su tamaño

RECOMENDIONES GENERALES DEL RIEGO EN VIÑA

El ciclo reproductivo de la vid tiene lugar durante dos campañas, con la iniciación y diferenciación de los brotes que producen frutos durante el periodo de floración de la temporada anterior � NO aplicar déficit en las primeras etapas de

crecimiento (pre-envero) pues:– Tiene un mayor efecto sobre el desarrollo de las

yemas que cuando se aplica más tarde– Tienen un mayor impacto en el rendimiento de

ese año y de los siguientes

q = 2 (L/h) 2

02-jun 3 4,50 3009‐jun 3 4,50 3016‐jun 8 12,00 8023‐jun 8 12,00 8030‐jun 8 12,00 8007‐jul 8 12,00 8014‐jul 8 12,00 8021‐jul 8 12,00 8028‐jul 8 12,00 8004‐ago 8 12,00 8011‐ago 7 10,50 7018‐ago 7 10,50 7025‐ago 7 10,50 7009‐sep 3 4,50 3016‐sep 3 4,50 3023‐sep 3 4,50 30

100 150,00 1000

Estimacion para Año 2018 con 1000 m3/haAplicación 

riego Semanal (m3/ha)

Tiempo de riego Tr (h)Lamina (mm)

Fecha

Aproximación de riego para 2018 al aplicar 1000 m3/haCon datos climáticos de 2017

Con datos climáticos de 2016

q= 2 (L/h) 2

02-jun 6 9,00 6009‐jun 6 9,00 6016‐jun 6 9,00 6020‐jun 6 9,0023‐jun 6 9,0027‐jun 7 10,5030‐jun 7 10,5004‐jul 7 10,5007‐jul 7 10,5011‐jul 7 10,5014‐jul 7 10,5018‐jul 7 10,5021‐jul 7 10,5025‐jul 7 10,5028‐jul 7 10,5001‐ago 7 10,5004‐ago 7 10,5011‐ago 8 12,00 8018‐ago 8 12,00 8025‐ago 5 7,50 5009‐sep 5 7,50 5016‐sep 5 7,50 5023‐sep 5 7,50 50

150 225 1500

Aplicación riego Semanal 

(m3/ha)Tiempo de riego Tr (h)Lamina (mm)

Fecha

140

140

140

140

Estimacion para Año 2018 con 1500 m3/ha

120

140

140

Aproximación de riego para 2018 al aplicar 1500 m3/haCon datos climáticos de 2017

Con datos climáticos de 2016

q=2 (L/h) 2

02-jun 8 12,00 8009‐jun 8 12,00 8016‐jun 8 12,00 8020‐jun 8 12,0023‐jun 8 12,0027‐jun 8 12,0030‐jun 8 12,0004‐jul 8 12,0007‐jul 8 12,0011‐jul 8 12,0014‐jul 8 12,0018‐jul 10 15,0021‐jul 10 15,0025‐jul 10 15,0028‐jul 10 15,0001‐ago 10 15,0004‐ago 10 15,0011‐ago 10 15,0018‐ago 10 15,0025‐ago 8 12,00 8009‐sep 8 12,00 8016‐sep 8 12,00 8023‐sep 8 12,00 80

200 300 2000

200

160

200

400

160

Aplicación riego Semanal 

(m3/ha)

160

160

Estimacion para Año 2018 con 2000 m3/ha

Tiempo de riego Tr (h)Lamina (mm)

Fecha

Aproximación de riego para 2018 al aplicar 2000 m3/haCon datos climáticos de 2017

Con datos climáticos de 2016

11. RIEGO SOLAR FOTOVOLTAICO

Componentes del sistema

•Paneles solares:• Rs → CC

•Variador de velocidad

•Bomba sumergida

•Microtubo +compresor y manómetro para control nivel de agua en pozo

MICROTUBO

MANÓMETRO

MODELO FOTOVOLTAICO

MODELO HIDRÁULICO

MODELO PRESUD-SOLAR

Potencia de salida CC

(Campo solar)

Potencia de entrada CC (Variador)

Potencia de salida CA (Variador)

Potencia de entrada CA (Bomba)

MODELO FOTOVOLTAICO

Campo solar

Variador de velocidad

Bomba

� Máximo rendimiento al 75% de carga

� A mayor tamaño de motor, curva más plana y mayor rendimiento

� Misma reglas para transformadores

RENDIMIENTO DEL MOTOR

RENDIMIENTO DEL VARIADOR DE VELOCIDAD

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0

Rend

imiento de

l variado

r

Frecuencia

Herramientas de software

MODELO HIDRÁULICO

Nivel de Agua

Nivel Dinámico

Diferencia de Cota

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0:00:00 2:24:00 4:48:00 7:12:00 9:36:00 12:00:00 14:24:00 16:48:00 19:12:00 21:36:00 0:00:00

Radiación (W

/m2)

Hora del día

Curva de Radiación

TendeRadia

MODELO HIDRÁULICO

PROGRAMACION Y CONTROL DEL RIEGO

200 ha de olivar superintensivo (140 kW)

SISTEMA HÍBRIDO: FOTOVOLTAICO + GRUPO ELECTRÓGENO

CONCLUSIONES

Para la adecuada gestión del riego con energíafotovoltaica es fundamental disponer de unaherramienta de gestión en tiempo real del riegosegún la radiación disponible que permitaestablecer la mejor combinación de apertura desubunidades de riego