ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA AGROPECUARIA DE MANABÍ MANUEL FÉLIX

LOPÉZ

INGENIERÍA AGRICOLA

TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO AGRICOLA

Tema:

DISEÑO E INSTALACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN, PARA EL

CULTIVO DE CACAO (Theobroma cacao) EN EL ÁREA DE LA CARRERA AGRÍCOLA

DE LA ESPAM-MFL

AUTORES:

LOOR LOPÉZ NELSON ANTONIO

SORNOZA ZAMBRANO CARLOS RENÉ

TUTOR:

ING. JOSÉ LOOR PONCE Mg. Sc

Calceta, Septiembre 2011

INTRODUCCION

El Ecuador es el octavo país productor de cacao y el primero de cacao fino o de aroma,

aportando el 50% de la oferta que alimenta este pequeño pero importante segmento del

mercado mundial. Actualmente hay cerca de 100000 unidades productivas con más de

400000 hectáreas de cacao, en su gran mayoría en la región Litoral o Costa.

Aproximadamente el 7% de esta superficie esta sembrada con la variedad clonal CCN-

51; el resto es cacao Nacional con reconocimiento internacional por sus característica

organolépticas. Las tierras de Manabí son parceladas y con un 85% de pequeños

agricultores que son lo que producen el cacao, y lo venden a los comerciantes más

cercanos que están situados en los campos; lo transportan a las ciudades donde están

los comerciantes mayoristas, los cuales lo preparan en unión de otros de distintas

procedencias y calidades para remitirlos a los puertos de embarque. (Cevallos, J 2005)

La Carrera de Ingeniería Agrícola de la Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de

Manabí “Manuel Félix López” (ESPAM-MFL) tiene un Jardín Clonal que posee una

área de 0,84 ha. Fue sembrado entre los meses de marzo a junio de 1990 con los

siguientes materiales:EET 19, EET 48, EET 62, EET 95, EET 96, EET 103, EET 110,

EET 111, EET 116, EET387

La creencia generalizada de que el cacao nacional es poco productivo limita la siembra

de esta variedad. El escaso rendimiento de las huertas tradicionales prácticamente sin

manejo tecnológico conformada en su totalidad por árboles originados de semilla y de

polinización abierta obtenida en la misma finca o traída de otros sectores refleja una

productividad promedio nacional de 0,25 Tm por ha/año. (Enriquez G. 1995).

Durante el 2001 un grupo de 12 clones de cacao nacional se multiplicaron para conducir

pruebas multiclonales de evaluación, en el marco del proyecto obtención de un policlon

de cacao mejora de tipo internacional a partir de evaluación de clones élite; El clon CCN

-51se incluyó como controlen todas las pruebas. El proyecto aprobado por el INIAP en el

2001 se ejecuto desde el primer semestre del 2002 hasta diciembre del 2007 en varias

zonas cacaoteras de la costa ecuatoriana entre ellas la zona de Calceta del centro de la

provincia de Manabí en la universidad ESPAM MFL.

La prueba se condujo bajo condiciones de secanos parcial, es decir con provisión

irregular de riego durante la época seca, cubriendo solo en parte las necesidades de

agua requerida por los cultivos durante los meses sin lluvia. En el primer trimestre del

2008 se realizó un análisis de los resultados alcanzado hasta ese momento,

determinándose que los cultivares de cacao nacional con mejor comportamiento

productivos en la zona de Calceta fueron los clones EET 575 EET 576 ambos mostraron

rendimientos individuales al 104% y 95% respectivamente a los que rindió el clon CCN –

51. (Amores, F. et al. 2009).

DECLARACIÓN

Loor López Nelson Antonio y Sornoza Zambrano Carlos René, declaramos bajo

juramento que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; que no ha sido

previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que hemos

consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.

A través de la presente declaración cedemos nuestros derechos de propiedad

intelectual correspondiente a este trabajo, a la Escuela Superior Politécnica

Agropecuaria de Manabí “Manuel Félix López”, según lo establecido por la Ley de

Propiedad Intelectual y su Reglamento.

________________________ _______________________

Loor L. Nelson Antonio Sornoza Z. Carlos Rene.

CERTIFICACIÓN

Ing. José Loor Ponce. Certifica haber tutorado la tesis titulada “DISEÑO E

INSTALACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN, PARA EL CULTIVO

DE CACAO (Theobroma cacao) EN EL ÁREA DE LA CARRERA AGRÍCOLA DE LA

ESPAM-MFL”, que ha sido desarrollada por Loor López Nelson Antonio y Sornoza

Zambrano Carlos René, previa a la obtención del Título de Ingeniero Agrícola, de

acuerdo al REGLAMENTO PARA LA ELABORACIÓN DE TESIS DE GRADO DE

TERCER NIVEL de la Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí “Manuel

Félix López”.

__________________________

Ing. José Loor Ponce

TUTOR DE TESIS

APROBACIÓN

Quienes abajo firmamos, miembros del tribunal correspondiente, declaramos que

hemos APROBADO la tesis titulada “DISEÑO E INSTALACIÓN DE UN SISTEMA DE

RIEGO POR ASPERSIÓN, PARA EL CULTIVO DE CACAO (Theobroma cacao) EN

EL ÁREA DE LA CARRERA AGRÍCOLA DE LA ESPAM-MFL”, que ha sido

propuesta, desarrollada y sustentada por Loor López Nelson Antonio y Sornoza

Zambrano Carlos René, previa a la obtención del título de Ingeniero Agrícola, de

acuerdo al REGLAMENTO PARA LA ELABORACIÓN DE TESIS DE GRADO DE

TERCER NIVEL de la Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí “Manuel

Félix López”.

___________________________ _______________________

Ing. Leonardo Mendoza Cedeño Ing. Saskya Guillen M.

MIEMBRO MIEMBRO

____________________________

Ing. Federico Díaz Trelles

PRESIDENTE DEL TRIBUNAL

AGRADECIMIENTO

Le agradecemos primeramente al Ing. Leonardo Félix López rector de Escuela

Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí Manuel Félix López por haber

abierto las puerta del aprendizaje, por facilitar el ingreso a los campos del saber

ya que gracias a nuestra dedicación y esfuerzo hemos logrado tan anhelada

meta.

A la Dirección de la Carrera de Ingeniería Agrícola, Director Ing. Lenin Vera

Montenegro, por su disposición, de manera oportuna durante el desarrollo de

esta investigación.

Al director de Tesis Ing. José Loor Ponce, por habernos asumido la

responsabilidad de guiarnos en este paso transcendental de gran importancia

en nuestras vidas profesionales no solo como profesional si no como un amigo

que siempre nos ha de guiar en las buenas y las malas.

A los señores Ingenieros Miembros del tribunal de Tesis de la Carrera de

Ingeniería Agrícola de Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí

“Manuel Félix López”, por su colaboración en este trabajo.

A los catedráticos de la Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí,

Carrera de Ingeniería Agrícola, por contribuir con sus enseñanzas para nuestra

formación como profesional íntegro.

A nuestros compañeros de la Carrera de Ing. Agrícola

A DIOS, por permitirnos a cumplir una meta más en nuestra vida.

DEDICATORIA

Este trabajo se lo dedico primeramente a nuestro sublime creador Dios por

haberme permitido llegar hasta aquí.

A mi Madre Sra. Narcisa Bienvenida Zambrano Zambrano quien ha sabido

guiarme durante toda mi vida por el camino correcto con consejos sabios, para

que ahora mis sueños se reflejen cristalizados en una hermosa realidad.

A mis hermanos y a mi familia que me apoyaron en momentos críticos de mi

vida estudiantil, dándome su mano para levantarme para seguir adelante; que

esta meta sea motivo de ejemplo en perseverancia y esfuerzo para que sigan

en sus sueños.

Autor

Carlos René Sornoza Zambrano

DEDICATORIA

Este trabajo se lo dedico principalmente a Dios, a quien lo fui conociendo poco

a poco en mi formación, él me brindó fuerza para alcanzar este peldaño.

A mis padre: Homero Loor y Carmen López, quienes amo y respeto por sobre

todo; y que siempre me sirvieron de ejemplo de apoyo para guiarme por el

buen camino y así alcanzar la meta trazada, que hoy reciban el fruto de su

amor y sacrificio.

A mis hermanos: Ángel, Ketty, Tito; que con su apoyo han sabido

comprenderme y ayudarme a lograr mi meta.

A mi esposa: Gemita Lucas; por su apoyo, confianza y comprensión. Te amo

flaquita bella.

Con mucho cariño para mi hija: Kristy Elizabeth Loor Lucas; por ser fuente de

mi inspiración y motivación, y es el mejor tesoro que Dios me a dado.

A mis sobrinos: Jean, Andrés, Leonela, y Sindy, por ser parte de la meta

alcanzada.

A mis compañeros y amigos con los cuales pase gratos momentos de estudio y

diversión, apoyándonos unos a otros en la tarea más difíciles.

Autor

Nelson A. Loor L.

RESUMEN

En este trabajo se planteó el siguiente objetivo. Mejorar las condiciones de

manejo y producción de cacao, con el uso adecuado del recurso agua,

aplicando un sistema de riego por aspersión. El cual se cumplió a cabalidad

siguiendo un procedimiento sistemático y ordenado, apoyado en referencias

bibliográficas sobre el manejo del agua y diseño de sistemas de riego por

aspersión, lo que permitió arribar a las conclusiones y generalizaciones

respectivas

Se implementó un área de riego por aspersión para el cultivo del cacao en la

Carrera de Agrícola. De acuerdo al diseño agronómico aplicó una lámina de

279.3 m3/Ha que de acuerdo al aspersor seleccionado es necesario regar

durante 10 horas con el intervalo de 10 días consecutivamente.

SUMMARY

In this work was outlined the following objective. To improve the handling

conditions and production of cocoa, with the appropriate use of the water

resource, applying a watering system for aspersion. Which was completed

precisely following a systematic and orderly procedure, supported in

bibliographical references on the handling of the water and design of watering

systems for aspersion, what allowed to arrive to the summations and respective

generalizations

A watering area was implemented by aspersion for the cultivation of the cocoa

in the Career of Agricultural. According to the agronomic design it applied a

sheet of 279.3 m3/ha that is necessary to water consecutively during 10 hours

with the interval of 10 days according to the selected sprinkler.

INDICE

I. ANTECEDENTES

1.1. Problemática 1

1.2. Justificación 2

1.3. Objetivos 3

II. MARCO TEORICO. 4

2.1. Taxonomía y morfología del cultivo. 4

2.1.1. Cacao. 4

2.2. Rendimiento de los nuevos clones. 5

2.3. Otras Características. 6

2.4. Riego. 7

2.5. Consideraciones Económicas. 9

2.6. Recomendaciones para el uso de riego en cacao. 10

2.7. Sistema de Riego por aspersión. 11

2.8. Dispositivos de aspersión. 14

2.9. Disposición de las tuberías en los sistemas estacionarios. 17

2.10. Diseño agronómico 18.

2.10.1. Necesidades de agua de los cultivos. 19

2.10.2. Determinación de los parámetros de riego. 20

2.11. Diseño hidráulico. 21

2.11.2. Cálculo de laterales. 22

2.11.3. Calculo de tuberías secundarias y principales. 23

III. DISEÑO METODOLÓGICO

3.1. Ubicación. 25

3.2. Características Agroecologicos. 25

3.3. Diseño. 26

3.3.1 Análisis de Suelo 26

3.3.1.1 Análisis físicos 26

3.3.1.2. Determinación de la evapotranspiración del cultivo 26

de referencia (eto.)

3.3.1.3. Calculo de la evapotranspiracion de cultivo (etc.) 27

3.4. Diseño agronómico 28

3.5. Diseño hidráulico 29

3.6. Pasos para la instalación 31

IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 32

V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 33

5.1 Conclusiones 33

5.2 Recomendaciones 34

Bibliografía 35

Anexos

I. ANTECEDENTES

1.1. PROBLEMÁTICA

La Carrera de Ingeniería Agrícola de la Escuela Superior Politécnica

Agropecuaria de Manabí “Manuel Félix López” (ESPAM-MFL) cuenta con un lote

de 17 ha., de las cuales 1ha, se han destinado para el cultivo de cacao

(Theobroma cacao) cuyos clones son: EET-103, EET-575, EET-576 sembrado a

una distancia de 3m x 3m entre plantas, cuya población es de 1.150 plantas,

este cultivo se a asociado con plátano Dominico (Musa acuminata), el plátano

sirve como sombra para el cacao.

Estos cultivos se establecieron en Febrero del 2009, en la época lluviosa, de

Enero a Abril y parte de Mayo, las plantas dispondrán de suficiente humedad.

pero mas tarde en la época seca de Junio a Diciembre estas plantas no tienen la

suficiente humedad para poderse desarrollar vegetativamente ya que la

frecuencia de riego superficial no son aplicadas a su debido tiempo y la lámina

de agua que es aplicada no cubre las necesidades hídricas de estos cultivos.

Estos cultivos se encuentran en su etapa inicial y las plantas de cacao

(Theobroma cacao) demandan un riego quincenal hasta que cumplan dos años

en el campo luego de esto se le dará un riego cada mes para que lleguen a su

producción. (Vera L, 2009)

2

1.2. JUSTIFICACION.

La Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí “Manuel Félix

López” desde su inicio contó con un jardín clonal de cacao (Theobroma

cacao) y a hecho énfasis en lo que es manejo de plantación control

fitosanitario riego y producción, pero a medida que avanzan las

investigaciones es necesario aplicar nuevas técnicas de riego para

aprovechar las bondades de estos cultivos y de los recurso hídrico presente

en el medio como es el sistema de riego Carrizal Chone.

El sistema de riego por aspersión posibilitará la siembra y riego oportuno de

los cultivos, aplicando la cantidad de agua requerida por las plantas y

garantiza la eficiencia del agua y mantiene un nivel muy uniforme de

humedad en el suelo, sin embargo su utilización se dificulta por que requiere

una alta inversión inicial y de su operatividad de cierto nivel tecnológico que

en mayoría de los casos (los medianos y pequeños agricultores) no lo tienen.

y desconocen que este sistema de riego a largo plazo son económicamente

rentables, también reduce la mano de obra y el costo de movimiento de

tierras, permite obtener mayores productividades y más ingresos económicos,

reduce el costo en jornales para el riego en parcela, permite una

diversificación de especies para mejorar la dieta alimentaria, reduce los

riesgos para la producción por efecto del clima y de plagas. (Doorenbos J.

1990)

El agua es imprescindible para la vida, en caso de falta de lluvia o mal reparto

estacional de la misma, el riego tiene como finalidad suministrar el agua

necesaria a los cultivos de tal forma que no sufran perdidas de producción.

Actualmente en los campos se ha registrado una rentabilidad muy baja en

diferentes cultivos, esto aunado a las tremendas sequías que se han venido

manifestando en los últimos años. (Orona, 2001).

3

1.3. OBJETIVOS

1.3.1. Objetivo General

Implementar un sistema de riego por aspersión para aprovechar el

suministro de agua en el desarrollo del cultivo de cacao (Theobroma

cacao).

1.3.2. Objetivos Específicos

Realizar el diseño agronómico e hidráulico para determinar las

necesidades hídricas del cultivo y de los materiales a emplear.

Elaborar un manual de riego para su respectiva operación.

Realizar el análisis de los costos incurridos en el diseño e instalación

del sistema de riego.

II. MARCO TEORICO

2.1 TAXONOMIA Y MORFOLOGIA DEL CULTIVO

2.1.1 CACAO Infoagro (2007)

Familia: Esterculiáceas.

Especie: Theobroma cacao L.

Origen: El hábitat natural del género Theobroma está en el más bajo estrato del

bosque lluvioso siempre verde. Todas las especies silvestres del género se

encuentran en los bosques lluviosos del hemisferio occidental, desde los 18 ºN a

los 15 ºS, es decir desde México, hasta el sur de la Amazonía en Brasil y Bolivia

(Toxopeus, 1985).

.

Planta: Árbol de tamaño mediano (5-8 m) aunque puede alcanzar alturas de

hasta 20 m cuando crece libremente bajo sombra intensa. Su corona es densa,

redondeada y con un diámetro de 7 a 9 m. Tronco recto que se puede

desarrollar en formas muy variadas, según las condiciones

ambientales. (Infoagro 2007)

Sistema radicular: La forma y desarrollo de las raíces del cacao dependen

principalmente de la textura, estructura y consistencia del suelo así como del

modo de reproducción. En suelos profundos bien aireados su crecimiento puede

alcanzar hasta 2 metros de profundidad; en suelos pedregosos su crecimiento es

tortuoso.

Cuando el suelo es de una estructura granular uniforme y detextura arcillosa, la

raíz crece erecta (Batista, L.; 2009.)

Hojas: Simples, enteras y de color verde bastante variable (color café claro,

morado o rojizo, verde pálido) y de pecíolo corto. (Infoagro 2007)

5

Flores: La flor individual del cacao tiene un pedicelo largo y fino de 1 a 1,5 cm

de longitud, se compone de cinco sépalos agudos y rosados, de seis a ocho mm

de largo, pubescentes, que en la flor abierta se expanden formando ángulo recto

con el peciolo. La corola consiste de cinco pétalos blancos de seis a ocho mm

de largo. (León, 2000).

Fruto: De tamaño, color y formas variables, pero generalmente tienen forma de

baya, de 30 cm de largo y 10 cm de diámetro, siendo lisos o acostillados, de

forma elíptica y de color rojo, amarillo, morado o café. La pared del fruto es

gruesa, dura o suave y de consistencia como de cuero. Los frutos se dividen

interiormente en cinco celdas. La pulpa es blanca, rosada o café, de sabor ácido

a dulce y aromática. El contenido de semillas por baya es de 20 a 40 y son

planas o redondeadas, de color blanco, café o morado, de sabor dulce o

amargo. (Infoagro 2007)

Propagación: La propagación del cacao se realiza por la vía sexual o por

semillas y por métodos de reproducción asexual o vegetativa, la cual utiliza los

métodos de estacas, injertos y acodos (Soto y Herrera, 1985)

2.2 RENDIMIENTO DE LOS NUEVOS CLONES. (Agama, J. 2005.)

Al año y medio del trasplante, los clones EET 575, EET 576 ya habían producido

alrededor de 50 kg de cacao seco por hectárea. Según el Cuadro 1, al quinto

año los rendimientos alcanzados por EET 575, EET 576 y CCN 51, en el mismo

orden fueron: 1512, 1203 y 1313 kg por hectárea. En el mismo Cuadro se

exhiben el rendimiento acumulado y los índices de semilla y mazorca.

El menor índice de semilla del EET 575 es coherente con su mayor índice de

mazorca. La brecha de rendimiento entre el EET 576 y CCN-51 se explica en

6

gran parte por las diferencias entre ambos índices. El menor índice de semilla

del EET 576 se corresponde con su mayor índice de mazorca, mientras que lo

contrario es cierto para el CCN .51, proporcionando consistencia a este

resultado. Aunque el EET 575 muestra el índice de semilla más bajo y el Índice

de mazorca más alto, la cantidad de mazorcas sanas cosechadas en este clon

superó a los otros dos y por esta razón se ubica con el rendimiento más alto.

Sin embargo, la diferencia de rendimiento entre EET 575 y CCN 51 es apenas

de 4% a favor del primero, mientras que la diferencia entre el EET 576 y el CCN-

51 es el 5% a favor de éste último. En términos prácticos el análisis estadístico

demostró que tales diferencias no existen. El comportamiento acumulado de la

producción de los tres clones, desde que se cosecharon las primeras mazorcas

hasta el final del estudio, refleja estrechamente las diferencias de

productividades obtenidas en el 2007, el año con mayor producción.

Cuadro.1 Características agronómicas y productivas de los clones de cacao

Nacional EET 575 y EET 576, recomendados para la zona central de la provincia

de Manabí y comparados con CCN-51, bajo las mismas condiciones de

climatología y manejo.

Clones

Índice de

semilla

Índice de

Mazorca

Rendimiento de cacao seco

kg/ha

Año 2007 Acumulado**

EET 575 1.2 23 1512.2 3383.09

EET 576 1.3 19 1203.2 2969.03

CCN-51 1.4 18 1312.6 3232.70

** Corresponde al periodo de observación junio del 2003 a mayo del 2008

7

2.3. OTRAS CARACTERISTICAS (Amores, F. et al 2009.)

Los clones EET 575 y EET 576 tienen un hábito de crecimiento semi-erecto. Los

picos de floración principal ocurren en el primer y tercer trimestre del año. Son

auto compatibles, es decir que sus flores poseen la capacidad de auto

fecundarse con su mismo polen, un rasgo similar al que posee el CCN-51.

También son ínter compatibles, es decir, que pueden cruzarse y fecundarse con

el polen de otros clones de cacao Nacional.

Las mazorcas son de tamaño mediano a grande, amarillas cuando maduran y su

morfología es cercana a la de la mazorca típica del cacao Nacional. En el caso

del EET 575 la mazorca tienen en promedio 41 semillas por fruto, mientras que

en el EET 576 tiene 39. En ambos casos, la semilla sin pulpa tiene una

coloración púrpura o morada. El largo, ancho y espesor promedio de la semilla

del EET 575 tiene los siguientes valores: 2.27, 1.17 y 0.77 cm., mientras que

para el EET 576 estos valores son en el mismo orden: 2.39, 1.24 y 0.78 cm.

La desviación estándar del peso de las semillas para EET 575 y EET 576 es:

0.28 y 0.30, respectivamente. Como valor referencial, la desviación estándar del

peso de la semilla de CCN 51 es 0.24. La relevancia de esta comparación es

que ambos clones muestran un alto grado de homogeneidad en el tamaño de las

almendras, atributo importante para la industria y que contribuye a la valoración

del cacao. La variación del peso del cacao natural procedente de huertas

tradicionales, usualmente se refleja en valores de desviación estándar

superiores 0.50.

Los contenidos de grasa, teobromina, cafeína y relación teobromina / cafeína

son:48.31%, 1.46%, 0.26% y 5.62, respectivamente para el EET 575, mientras

que para el EET 576 dichos valores en el mismo orden son: 51.14, 1.56, 0.24 y

6.50. Además de los sabores básicos (cacao, acidez, amargor, astringencia), la

pasta de cacao proveniente de ambos clones presenta notas sensoriales

relacionadas con los aromas floral, frutal y nuez, en niveles variables. Esta

condición ubica a estos clones dentro del grupo de los cacaos finos o de aroma.

8

2.4 RIEGO (Amores, F. 2002.)

El promedio de lluvias en la zona de Calceta es de 970 mm concentrados en los

primeros cuatro o cinco meses del año. Sin embargo, la desviación estándar de

ese promedio es amplia, es decir hay años que reciben poca lluvia y otros en

que dicho valor excede el promedio, igual a lo que ocurre en otras zonas

cacaoteras con promedios diferentes de precipitación. Parte de un ambiente

ideal para el cacao es la disponibilidad de 1.500 mm de lluvia anual, bien

distribuida para maximizar su desarrollo vegetativo y potencial productivo, pero

este ideal no existe en el país. El suelo en la zona de Calceta presenta un alto

contenido de arcilla y durante el periodo sin lluvias, las plantas son sometidas a

un ambiente muy inclemente por falta de agua. Si el problema no se soluciona

con la aplicación de riegos oportunos, se corre el nesgo de que algunas plantas

no sobrevivan este periodo, produciéndose en casos extremos la pérdida de un

porcentaje importante de la población.

Con frecuencia las plantas se debilitan tanto que las puntas de las ramas pierden

sus hojas, empiezan a podrirse por la incidencia de un complejo de hongos

oportunistas (colletotrichum spp y VerticiIIium spp) y finalmente secarse,

iniciándose una fase de deterioro integral que conduce a la enfermedad

fisiológica conocida como puntas desnudas o puntas de cacho. A lo mejor las

plantas no mueren en un año, pero si el debilitamiento por puntas desnudas

continúa año tras año, finalmente no sobreviven. El debilitamiento además hace

que las plantas de cacao se tornen susceptibles a la enfermedad conocida corno

mal del machete.

Aquellas plantas que sobreviven se debilitan, acumulan pocas reservas nutritivas

con impacto directo sobre la productividad futura de la huerta. Al comenzar la

época lluviosa, las plantas con menos reservas brotan tardíamente y

consecuentemente fructifican tardíamente; además presentan una pobre

fructificación.

9

Es típico observar el retraso en la brotación o en la velocidad de crecimiento de

la brotación, en aquellas plantas poco vigorosas en comparación con otras más

robustas. Esta respuesta se debe a que las primeras pasaron gran parte del

tiempo invirtiendo reservas y energía para fortalecer su matriz de raíces y

captando agua para satisfacer necesidades mínimas de sus funciones vitales,

superando de esa manera el periodo seco. Obviamente, tal comportamiento

ejerce un impacto negativo importante sobre la producción futura.

En las condiciones de la zona de Calceta y similares, el riego representa una

práctica necesaria para garantizar el desarrollo y maximizar la expresión del

potencial productivo de los nuevos clones. Es conveniente que la cantidad de

agua que se aplique, siga estrechamente los patrones de evapotranspiración de

la zona, para asegurar que los requerimientos hídricos que demanda una huerta

de alta productividad se cubran satisfactoriamente. Una hectárea de cacao

puede llegar a consumir por evapotranspiración cerca de 1000 000 de litros de

agua por mes. La magnitud de esta cifra proporciona una idea de la importancia

de la necesidad de regar, en zonas en que el caceo tiene que pasar muchos

meses sin lluvia.

Para mayor precisión, las recomendaciones sobre la frecuencia y láminas de

agua necesarias para sostener una huerta cacaoteras de gran productividad,

deben ser provistas por expertos en el tema. Sin embargo, como regla general el

cacao requiere alrededor de 100 mm de agua por mes o 500 a 600 mm durante

la época seca (julio-noviembre) en la zona de Calceta y similares, con una

frecuencia de riego quincenal.

Martinez, L. (2003) en su obra. Control e implementación de sistemas de riego

señala que “La práctica del riego constituye uno de los factores más importantes

para el desarrollo y crecimiento de las plantas, la cual puede llevarse a cabo

mediante el sistema de riego por goteo. El mismo permite una mejor utilización

de agua y controlar a la perfección los fertilizantes a utilizar, así como suministrar

la cantidad de agua exacta requerida por el cultivo en todo momento”.

10

2.5. CONSIDERACIONES ECONOMICAS (Amores, F. et al 2009.)

El hecho de que la productividad de los clones EET 575 y EET 576 sea

comparable a la del clon CCN-51, bajo las condiciones de manejo

medianamente intensivo con que se condujo el estudio en la zona de Calceta,

conduce a pensar que con más intensificación tecnológica, particularmente en

cuanto tiene que ver con la optimización de los factores riego, fertilización,

control integrado de enfermedades y el manejo integral del cultivo en general, el

rendimiento puede incrementarse hasta al menos dos toneladas métricas por

hectárea. De esta forma los clones EET 575 y EET 576 de cacao Nacional, se

constituyen en opciones alternativas válidas para contribuir al desarrollo

cacaotero de la zona Central de Manabí, con énfasis en sistemas de producción

bajo riego.

2.6 RECOMENDACIONES PARA EL USO DE RIEGO EN CACAO

(INIAP, 2008)

Para plantas en crecimiento

Generalmente los pequeños y medianos productores previamente construyen

surco a un costado de las hileras de las plantas y en este caso hacen riego por

inundación.

Los sistemas de riego por “goteo” o “micro aspersión” garantizan eficiencia del

uso del agua y mantiene un nivel de humedad muy uniforme en suelo.

Sin embargo su utilización se dificulta porque requiere una alta inversión inicial y

su operatividad cierto nivel tecnológico, que en la mayoría de los casos los

productores de cacao (medianos y pequeños) no lo tienen. Los agricultores

desconocen que esto sistema de riego a largo plazo son económicamente

rentable.

11

Para plantas en producción

Cuando las plantas de cacao son adultas (comienza a producir mazorca), se les

debe proporcionar riego complementario cada treinta días durante la época

seca.

En esta etapa los productores que suministran riego a sus huertas lo hacen

inundado alrededor de cada planta en una corona que proyecta la copa de los

árboles de cacao. En general la fuente de agua son pozos profundos construidos

en la plantación y se utilizaba bombas y tubo de plástico de dos o tres pulgadas

de PVC.

Los sistemas de riego “Por Goteo”, “Micro aspersión” o “Aspersión Subfoliar”,

son alternativas tecnológicas que ofrecen ventajas y desventajas indicadas

anteriormente y su utilización depende de la decisión del productor.

Cantidades que requiere la planta de cacao en época seca

Los registros de precipitación disponibles para las áreas cacaoteras señalan

promedios de 1000mm/año en el valle del río Carrizal-Chone las cantidades

calculadas para el riego suplementario complementan y garantizan una provisión

de humedad de acuerdo a los requerimientos básicos del cultivo de cacao.

12

Cuadro 2.1. Cantidades de agua (mm) a aplicar entre Julio y Noviembre en

Huertas de cacao del sistema Carrizal-Chone.

Etapa del cultivo Cada

15 días

Cada

30 días

Cantidad

total

Transplante definitivo

al campo

50

---

500

Plantas en

producción

---

100

500

2.7 SISTEMAS DE RIEGO POR ASPERSIÓN (Fuentes J. 2003)

Los sistemas de riego, por aspersión se pueden dividir en dos grandes grupos:

Sistemas estacionarios. Permanecen en la misma posición durante el riego.

Sistemas mecanizados. Se desplazan continuamente durante el riego.

A su vez, el grupo de los sistemas estacionarios comprende:

Sistema móvil. Todos los elementos de la instalación son móviles, incluso

puede serlo el grupo motobomba cuando se hace una toma de agua distinta en

cada posición de riego. Este sistema se utiliza sólo en pequeñas superficies o

para dar riegos complementarios.

El grupo motobomba móvil, que puede ser accionado por la toma de fuerza de

un tractor, envía el agua a una tubería en donde se instalan los aspersores. Con

el fin de disminuir el número de posiciones se pueden acoplar a la tubería unas

mangueras, en cuyos extremos se disponen los aspersores instalados sobre

patines. De este modo, cada aspersor ocupa varias posiciones de riego antes de

que sea necesario cambiar la tubería.

13

Sistema semifijo. En este sistema son fijos el grupo motobomba y la red de

tuberías principales, que suele ir enterrada. De ella derivan los hidrantes en

donde se conectan los ramales de alimentación (fijos o móviles), en donde, a su

vez, se conectan las alas de riego, que son móviles. Estas últimas llevan

acoplados los aspersores, bien directamente o a través de unas mangueras y

montados sobre patines, con el fin de permitir el riego en varias posturas sin

necesidad de cambiar la tubería.

Este sistema se utiliza cada vez menos, pues tiene mayores necesidades de

mano de obra y exige un trabajo incómodo al tener que trasladar las tuberías en

suelo mojado.

Sistema fijo. Todos los elementos de este sistema son fijos, salvo algunos

casos en donde los aspersores van ocupando sucesivas posiciones a lo largo de

las alas de riego.

La colocación de la red puede ser permanente (permanece enterrada a > una

profundidad de 0,6-1 metro durante toda la vida útil) o temporal (se coloca al

principio de la campaña de riego y se retira al final de la misma). Esta última

modalidad requiere un poco más de trabajo, pero ofrece la ventaja de que el

equipo se puede utilizar cada año en parcelas diferentes y es posible variar el

marco de plantación cuando se crea conveniente.

Un sistema en donde todas las tuberías y aspersores son fijos se llama de

cobertura total. Se utiliza cada vez más, debido a la poca mano de obra que

requiere, ya que el trabajo se reduce, prácticamente, a abrir y cerrar las llaves de

paso. Es el sistema más idóneo para parcelas pequeñas o medianas de forma

irregular.

Cuando el sistema se automatiza, la puesta en marcha y la parada de los

aspersores se realiza mediante la recepción de unas señales enviadas desde un

programador central, en donde puede existir un programa de riego pre

establecido, o bien se utiliza la información enviada desde unos sensores

14

situados en diversos puntos del terreno de riego, que indican la humedad

existente en ellos.

Un sistema automatizado contiene, además de los elementos convencionales

una central de mando, desde donde se envían las órdenes, y unos órganos eje-

cutivos encargados de la distribución automática del agua. Estos últimos suelen

ser válvulas con dos posiciones (apertura y cierre) que funcionan mediante

señales eléctricas transmitidas por cables o mediante señales transmitidas por

las distintas presiones del agua en las conducciones.

Las tuberías fijas suelen ser de fibrocemento o de material plástico: PVC o

polietileno. Estas últimas no se utilizan en diámetros grandes, por su mayor

precio.

Las tuberías portátiles son de duraluminio o de material plástico. La primera

tiene poco peso y una gran resistencia a la corrosión. La de PVC (con material

especial para uso a la intemperie) es muy ligera y ofrece muy poca resistencia al

paso del agua, pero tiene el inconveniente de que es muy frágil. La tubería

portátil de acero galvanizado prácticamente no se utiliza, debido a su mayor

peso. Las tuberías portátiles flexibles (mangueras), utilizadas en el riego con

trineos, están fabricadas con caucho reforzado o materiales plásticos de buena

calidad, con el fin de soportar los esfuerzos que se producen en su traslado.

Las tuberías rígidas portátiles están constituidas por elementos de 6 y 9 metros

de longitud, y unos diámetros normalizados que varían desde 40 mm (1V2

pulgadas) hasta IM) mm (6 pulgadas), aunque los de diámetro superior a 100

mm se utilizan raramente. Las uniones de los elementos permiten un cierto

movimiento angular, consiguiéndose la estanqueidad mediante juntas

troncocónicas de caucho que se comprimen mediante la presión del agua o

mediante un anillo de goma que se comprime por medio de un (cierre de

palanca.

15

2.8 DISPOSITIVOS DE ASPERSIÓN (Fuentes J. 2003)

Los dispositivos de aspersión tienen por misión pulverizar el chorro de agua en

gotas finas y repartirlas uniformemente por el terreno.

Pueden ser de varias clases:

Tuberías perforadas.

Aspersores no giratorios.

Aspersores giratorios.

Tuberías perforadas

Las tuberías perforadas están constituidas por tubos metálicos o de PVC,

provistos de orificios calibrados o de pequeñas boquillas roscadas en la parte

superior y distribuida en toda su longitud con un espaciamiento de 10-15 cm.

Las tuberías perforadas pueden ser estáticas o dotadas de movimiento oscilante

mediante un motor hidráulico o eléctrico. Riegan franjas de terreno de 5 a 15 m y

funcionan con poca presión. Su campo de aplicación se limita a cultivos

hortícolas o florales.

Aspersores no giratorios

Existen en el mercado numerosos modelos de aspersores no giratorios. Uno de

los más utilizados tiene un orificio calibrado por donde sale el chorro, que se

dispersa al chocar contra un deflector colocado de forma perpendicular u oblicua

con respecto al eje del aspersor. Estos aspersores se utilizan, por lo general, a

baja presión, con un radio de alcance pequeño (0,5 a 5 m), y su campo de

aplicación se limita a invernaderos y jardinería.

16

Aspersores giratorios

Los aspersores giratorios, que son los más utilizados en agricultura, están

constituidos por una o más toberas provistas de boquillas calibradas, cuyo

diámetro oscila de 2 a 20 mm. El aspersor gira alrededor de su eje, lo que le

permite regar la superficie de un círculo cuyo radio corresponde al alcance del

chorro.

Según el mecanismo que produce el movimiento giratorio, estos aspersores se

clasifican de la siguiente forma:

Aspersores de brazo oscilante. El movimiento rotativo de cuerpo del aspersor

es discontinuo, debido a impulsiones periódicas provocadas por el chorro del

agua que golpea intermitentemente un brazo oscilante, el cual vuelve a su

posición inicial por la acción de un resorte o de un contrapeso. Son aspersores

de giro lento.

Los aspersores de brazo oscilante son los más utilizados, existiendo en el

mercado una amplia gama de modelos, desde pequeño aspersores con una sola

boquilla hasta grandes aspersores con varias boquillas.

Algunos aspersores tienen un dispositivo que limita el área regada a un sector

circular (aspersores sectoriales) y se utilizan en las lindes, junto a caminos y en

los ángulos de las parcelas, con el fin de evitar el riego de áreas exteriores a la

parcela.

Aspersores de reacción. Están basados en el molinete hidráulico, en donde la

reacción a la salida del agua provoca el movimiento de giro del.aspersor. La

boquilla o boquillas están orientadas de forma que la reacción al cambio de

dirección en el movimiento del agua provoque el movimiento de rotación. Estos

aparatos son de giro rápido. Se utilizan en jardinería y en riego de árboles bajo

las copas.

17

Aspersores de turbina. En estos aspersores el chorro incide sobre una turbina

(rueda con aspas), cuyo movimiento se transmite a un eje instalado a lo largo del

tubo del aspersor, y de éste, mediante engranajes, a la base del aspersor, para

producir un giro del aspersor lento y uniforme. Estos aspersores, por lo general,

son de gran tamaño y suministran grandes caudales.

Según la presión de funcionamiento, los aspersores giratorios se clasifican de la

forma siguiente:

De baja presión. Funcionan con presiones inferiores a 2 kg/cm2. Suelen arrojar

un caudal inferior a 1.000 I/hora y se instalan en espaciamientos inferiores a 12-

15 m. Producen un riego uniforme, aun en el caso de vientos de cierta consi-

deración. Se utilizan en jardinería, en hortalizas, en riego de frutales por debajo

de las copas de los árboles y en el riego antihelada.

De presión media. Funcionan con presiones comprendidas entre 2 y 4 kg/cm2.

Arrojan un caudal comprendido entre 1.000 y 6.000 I/hora y se utilizan con

espaciamientos comprendidos entre 12 X 12m y 24 X 24 m. Producen un riego

bastante uniforme y se utilizan en una gran variedad de suelos y de cultivos

extensivos.

De alta presión. Funcionan con una presión superior a 4 kg/cm2 y arrojan un

caudal superior a 6.000 I/hora. Dentro de esta categoría se sitúan los cañones

de riego, dotados a veces de 2 ó 3 boquillas (con el fin de conseguir un riego

más uniforme), que arrojan unos caudales de hasta 200 m 3 hora o mayores aún.

Los cañones de riego tienen los inconvenientes de que son costosos, tanto de

coste inicial como de funcionamiento, el reparto del agua se ve muy afectado por

el viento y producen unas gotas muy gruesas que perjudican a determinados

suelos y cultivos.

18

2.9 DISPOSICIÓN DE LAS TUBERÍAS EN LOS SISTEMAS

ESTACIONARIOS (Fuentes J. 2003)

Las disposiciones básicas más frecuentes son las siguientes:

Disposición unilateral. El ramal de alimentación se sitúa en la linde de la

parcela, mientras que los ramales laterales se colocan a un solo lado de dicho

ramal. Cuando los ramales laterales son portátiles se van desplazando a lo largo

del ramal de alimentación a medida que se realiza el riego

Disposición bilateral. El ramal de alimentación se sitúa atravesando la parcela

por su centro, mientras que los ramales laterales se colocan en ambos lados de

aquél. Si los ramales laterales son portátiles se van desplazando sucesivamente

a lo largo del ramal de alimentación. Si la instalación es fija se va regando por

bloques de riego, ya que de esta forma, al disminuir los bordes

Un caso particular de esta disposición se da cuando del ramal de alimentación

parten unas tuberías flexibles, en cuyos extremos se acoplan unos aspersores

montados sobre trineos. Los aspersores se desplazan de una posición a la

siguiente tirando de la tubería flexible, operación que se realiza desde terreno

seco

Para el trazado de los ramales laterales hay que tener en cuenta los siguientes

factores:

Forma de la parcela.

Topografía del terreno.

Cultivo.

Dirección del viento dominante.

Cuando no sea posible atender a todos estos factores se tomará la decisión más

favorable. Dentro de lo posible se seguirán las siguientes recomendaciones

relativas a los ramales laterales:

19

Se situarán paralelos a una de las lindes de la parcela.

Se colocarán en dirección perpendicular al viento dominante.

Se colocarán en la dirección de las hileras de las plantas.

Seguirán, en lo posible, las curvas de nivel, para reducir al mínimo las

diferencias de presión entre los aspersores de un ramal lateral. Estas

diferencias de presión no deben sobrepasar el 20 % de la presión media.

Mejor aún, conviene que sigan una dirección ligeramente descendente,

para compensar los aumentos de pérdidas de carga a medida que los

aspersores se alejan del origen.

2.10 DISEÑO AGRONÓMICO (Fuente, L. 2001)

Tiene por finalidad garantizar que la instalación sea capaz de suministrar la

cantidad suficiente de agua, con un control efectivo de las sales y una buena

eficiencia en la aplicación del agua. Se desarrolla en dos fases:

Cálculo de las necesidades de agua.

Determinación de los parámetros de riego:

Dosis

Frecuencia e intervalo entre riegos

Caudal necesario

Duración del riego

2.10.1 NECESIDADES DE AGUA DE LOS CULTIVOS (Fuentes J. 2003)

Las necesidades netas de riego (Nn) vienen definidas por las siguientes

variables:

— Las necesidades de agua del cultivo ET (cultivo).

— Aportaciones de la precipitación efectiva Pe.

20

— Aporte capilar desde una capa freática próxima a las raíces.

— Variación en el almacenamiento de agua en el suelo.

Nn = ET (cultivo) — Pe — Aporte capilar — Variación de almacenamiento.

Del total de agua de precipitación que cae sobre la superficie de un terreno, una

parte se infiltra y se incorpora a la zona radical, otra parte percola en profundidad

fuera del alcance de las raíces, otra parte se pierde por escorrentía superficial y

otra parte queda interceptada por la vegetación, desde donde se evapora

posteriormente

Se llama precipitación efectiva a la proporción de agua retenida en la capa

radical con relación a la cantidad de lluvia caída. Su magnitud depende:

- De las características del terreno: condiciones físicas, grado de humedad,

pendiente, cobertura de cultivo, etc.

- De las características de la precipitación: altura de agua caída, intensidad,

duración y frecuencia.

Salvo en casos muy particulares no se tienen en cuenta el aporte capilar desde

la capa freática ni la variación en el almacenamiento de agua en el suelo. En

riego localizado tampoco se considera la lluvia efectiva, debido a la gran

frecuencia en la aplicación del agua.

2.10.2 DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE RIEGO

(Fuentes J. 2003)

La dosis de riego es la cantidad de agua que se aplica en cada riego por cada

unidad de superficie. Cabe diferenciar entre dosis neta (Dn) y dosis bruta o total

(Dt). La dosis neta corresponde a la reserva fácilmente disponible, y viene dada

por la fórmula:

21

Dn = 100 * H X Da * (Ce - Pm) * f

Dn = Dosis neta expresada en m3/ha

H = Profundidad de las raíces, en m.

Da = Densidad aparente del suelo.

Ce = Capacidad de campo, expresado en porcentaje en peso de suelo seco.

Pm= Punto de marchitamiento, expresado en porcentaje en peso de suelo

seco.

f= Fracción de agotamiento del agua disponible, expresado en tanto por uno.

La dosis total es

Ea

DnDt

Siendo Ea la eficiencia de aplicación.

Se debe regar cuando las extracciones de las plantas agoten la reserva

fácilmente disponible. Por consiguiente, el intervalo (i) en días será:

)(

Re

cultivoEt

disponiblefacilmenteservai

Naturalmente, la Dn y las Nn diarias se han de expresar en las mismas unidades

(m3/ha o mm de altura de agua).

22

2.11. DISEÑO HIDRÁULICO.

2.11.1. CÁLCULO DE LATERALES Y PORTALATERALES (Fuentes

J. 2003)

El diseño hidráulico tiene por finalidad el cálculo de las dimensiones de la red de

distribución y del óptimo trazado de la misma.

Los ramales laterales, porta aspersores o alas de riego son los que distribuyen el

agua al cultivo por medio de los aspersores acoplados a ellos. Las tuberías

porta laterales o de alimentación son aquellos de donde derivan los laterales.

Tanto en laterales como en porta laterales se da el caso de una conducción con

salidas múltiples distribuidas a lo largo de ella, uniformemente espaciadas y por

las que descarga el mismo caudal.

Q = n-q

Q= Caudal del ramal.

n= Número de salidas.

q = Caudal de cada salida.

Al principio de la tubería con salidas múltiples (en su conexión con la tubería de

alimentación), el caudal es Q. A medida que se avanza en la tubería, las

pérdidas de carga por rozamiento son menores que las que ocurrirían en una

tubería de igual diámetro y longitud, pero sin salidas intermedias. Estas pérdidas

de carga se pueden calcular tramo por tramo entre dos salidas consecutivas, en

donde el caudal se mantiene constante, y luego sumar los valores obtenidos en

todos los tramos. Para evitar este procedimiento tan engorroso, Christianen ideó

un método basado en calcular la pérdida en una tubería de igual longitud,

diámetro y rugosidad, sin salidas intermedias, por la que circula el caudal Q.

Posteriormente se multiplica por un coeficiente reductor F (Factor de Chrís-

tianseri) para que las pérdidas en ambos casos sean equivalentes.

23

El 75 % de las pérdidas de carga por rozamiento que se producen en los

ramales laterales ocurren en la primera cuarta parte de su longitud, por cuyo

motivo es importante la distancia a que está acoplada la primera salida. En la

tabla 2 se muestran los valores del Factor Christiansen, en función del número

de emisores, de la constante β, y de la distancia del origen al primer emisor, que

puede ser: lo = / (la distancia del origen al primer emisor es igual a la distancia

entre emisores consecutivos) y /o=1/2 (la distancia del origen a la primera salida

es igual a la mitad de la distancia entre dos emisores).

2.11.2. CÁLCULO DE LATERALES (Fuentes J. 2003)

El cálculo del diámetro de un ramal lateral se basa en la uniformidad conseguida

en la descarga del agua .por los aspersores del ramal. Como norma se

establece que la diferencia máxima del caudal descargado por dos aspersores

cualesquiera del mismo ramal sea inferior al 10 % del caudal nominal. Se

demuestra que en riego por aspersión una variación del 10 % del caudal

representa una variación del 20 % en la presión de entrada del emisor. Por tanto,

la diferencia en la presión de entrada entre dos aspersores cualesquiera del

ramal debe ser inferior al 20 % de la presión nominal del aspersor, en caso de

ramales horizontales.

Este mismo criterio se podría aplicar (como se hace en riego localizado) a un

bloque de riego formado por una tubería portalaterales y por los laterales que

derivan de ella. En este caso, el coste mínimo de la instalación ocurre cuando el

55 % de las pérdidas admisibles en el bloque se produce en los laterales,

mientras que el 45 % restante se produce en la tubería portalaterales.

24

Consideremos el primer caso, en que la diferencia de presiones entre dos

aspersores cualesquiera del mismo lateral horizontal sea inferior al 20 % de la

presión nominal del aspersor.

En un lateral, aparte de las pérdidas por rozamiento, se producen unas pérdidas

singulares (en los acomplamientos de los tubos, en la conexión de los emisores,

etc.). Estas pérdidas singulares representan del 5 al 15 % de las pérdidas por

rozamiento (los valores más bajos corresponden a tuberías de PVC y PE, y los

más altos a tuberías de aluminio), por lo que la pérdida de carga total podría ser:

h = 1,10 hr

Siendo h y hr, respectivamente, la pérdida total y las pérdidas por rozamiento.

También se puede considerar que la pérdida total es la de una tubería semejante

de igual diámetro, pero con una longitud ficticia (Lf) cuyo valor es igual a 1,10 su

longitud real (L).

Lf= 1,101,

Las pérdidas de carga que se producen en un lateral son:

h = J-F-Lf

h = Pérdida de carga en el lateral, en mca.

J = Pérdida de carga unitaria, en mca/m lineal.

F = Factor de Christiansen.

Lf = Longitud ficticia, en m.

Estas pérdidas de carga deben ser, como máximo, las admisibles, es decir,

inferiores al 20 % de la presión nominal del aspersor.

25

2.11.3. CALCULO DE TUBERÍAS SECUNDARIAS Y PRINCIPALES.

(Fuentes J. 2003)

EL cálculo de las tuberías secundarias y principales se hace en cada caso con

arreglo al diseño de la instalación. Las pérdidas de carga se pueden calcular por

tramos sucesivos de caudal constante, o aplicando el coeficiente de Christiansen

para tuberías con salidas uniformemente espaciadas por las que descarga un

caudal constante. Cuando en el diseño se forman bloques de riego semejantes a

las subunidades de riego localizado, se puede aplicar en el cálculo el mismo

criterio que en este sistema de riego.

III. DISEÑO METODOLÓGICO.

3.1 UBICACIÓN.

La Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí está ubicada en el sitio

El Limón en el Campus de la ESPAM-MFL geográficamente está en la latitud Sur

0º49’23’’ y 80º11’01’’ de longitud Oeste y Altitud 15msnm. Cuenta con un área

de 110 hectáreas (ha.) y para la Carrera de Ingeniería Agrícola fueron

destinadas 17 ha., de las cuales se tomo 1 ha. Para ejecutar el presente

proyecto, en el lugar donde encuentra establecido el cultivo de cacao.1/.

3.2 CARACTERÍSTICAS CLIMATICAS. 2/.

Precipitación media anual: 838,7 mm

Humedad relativa media: 89,9%

Temperatura media anual: 33.3º C

Heliofanía anual 1045.4 horas-sol

Evaporación: 1528 cm

1/. Estación meteorológica ESPAM-MFL,(2010

2/. Vera, A. (2006) Determinación de las curvas de retención de agua de los suelos agrícolas en el campus de la Escuela

Superior Politécnica de Manabí. Tesis de grado para Ingeniero Agrícola. Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de

Manabí. Calceta. p. 42

27

3.3. DISEÑO:

Levantamiento planimétrico.

Se midió el área en el cual se implementó el sistema de riego por aspersión,

utilizando un GPS, que permitió obtener datos reales y exactos mediantes

coordenadas programadas en 17M UTM. En ( Prov. S Am 56)

Luego se procedió a dibujar en AutoCad el área tomada con el GPS y se realizó

el diseño del sistema de riego por aspersión lo que permitió determinar la

cantidad de materiales y equipos a utilizar. Cabe indicar que no se realizó el

levantamiento altimétrico, porque el terreno tiene una topografía plana.

3.3.1. ANALISIS DE SUELO.

3.3.1.1 ANALISIS FISICOS.

Se realizó una calicata o pozo agrológico donde se observó la profundidad del

suelo y se tomaron muestras en los 40 cm, de profundidad para luego llevarla al

Laboratorio de suelos de la Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de

Manabí “Manuel Félix López” para determinar los siguientes parámetros:

Textura.

Densidad Aparente.

Capacidad de Campo.

Punto de Marchitez.

28

3.3.1.2. DETERMINACIÓN DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL

CULTIVO DE REFERENCIA (ETo.)

Los datos meteorológicos que se utilizaron en los cálculos corresponden a la

Estación Meteorológica de Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí

“Manuel Félix López” (ESPAM-MFL)

La ETo se la determino mediante el método de la cubeta evaporimetrica que se

basa en relacionar la evaporación del agua de la cubeta con la

evapotranspiración del cultivo de referencia mediante la siguiente formula:

EpKpETo *

De donde:

ETo = Evaporación del cultivo de referencia, expresada en mm por día.

Kp = Coeficiente de la cubeta de la clase A,

Ep = Evaporación de la cubeta, expresada en mm por día

3.3.1.3. CALCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACION DE CULTIVO

(ETc.)

Se la calculó por medio de la siguiente formula.

KcETocultivoET *

cultivoET = Evapotranspiración del cultivo o real, expresada en mm

ETo = Evaporación del cultivo de referencia, expresada en mm por día.

Kc = Coeficiente del cultivo

29

3.4. DISEÑO AGRONOMICO

Dosis de riego e intervalo entre riegos

La dosis neta corresponde a la reserva fácilmente disponible, y viene dada por la

fórmula:

fPmCcDaHDn ****100

De donde:

Dn = Dosis neta expresada en m3/ha.

H = Profundidad de las raíces, en m.

Da = Densidad Aparente del suelo

Cc = Capacidad de campo, expresado en porcentaje en peso de suelo

seco

Pm= Punto de marchitamiento, expresado en porcentaje en peso de suelo

seco

f = Fracción de agotamiento del agua disponible.

Intervalo

Es igual reserva fácilmente disponible dividido por la ET (cultivo) diario

30

Caudal necesario

El caudal de agua necesaria viene dado por la expresión:

Tir

DtSQ

*

*10

Q = Caudal necesario, en m3/hora.

S = Superficie regada, en ha.

Dt = Dosis total, en mm de altura de agua.

ir = Número de días empleados en regar, dentro del intervalo de riego.

T = Tiempo de riego, en horas/día.

Elección del aspersor

Con los datos del catálogo se elige un aspersor que, para el marco de riego

considerado (9x9), tenga una pluviometría inferior a la velocidad de

infiltración estabilizada (13.2m/hora) y se obtenga una buena uniformidad en

el reparto

3.5. DISEÑO HIDRAHULICO

Para el diseño hidráulico se uso de las fórmulas de Blasius y de Hazen –

Willians.

A continuación se expondrá el cálculo

31

Longitud lateral

)1(º.*.tan aspNasplosdeseparaciónasperorprimerdelciadisL

Longitud ficticia del lateral

La longitud ficticia es igual 1.10 que es un valor constante por la longitud lateral

LLf 10.1

Caudal en el origen lateral

Es igual al números de aspersores por el caudal de cada aspersor

aspersorcadacaudalaspesoresdeNúmerosQ *

Perdida carga máxima admisible

La perdida de carga se calcula mediante 0.2(valor constante) por la presión de

trabajo

trabajodeesionPr*2.0

Calculo de tuberías secundaria

Los datos que intervienen en el cálculo de tuberías a presión son: caudal (Q),

diámetro interior (D), velocidad (V).

4

**1416.3 2 VDQ

32

3.6. PASOS PARA LA INSTALACIÓN

Excavación

Una vez que las líneas se trazaron se procedió a excavar con un pico y una pala

a una profundidad de 0.50m por 0.40m.

Colocación de tubería

Se colocaron los tubos de 63mm y 50mm dentro de la zanja. Los de 63 son línea

de conducción y los de 50mm son líneas regantes donde van conectados los

aspersores, se colocaron las válvulas de control y drenes esto es para que los

tubos una vez enterrados se protejan del sol.

Válvula para admisión y expulsión de aire

Su función de expulsar el aire que tiene dentro de la tubería cuando la

conducción empiece a trabajar y luego se termine de regar le permita la entrada

del aire de modo que las tuberías no se dañen.

Válvula de universal

La función de esta válvula es de ajustar o regular la presión según la requiera en

el terreno que va a ser regado.

Aspersores

El Xcel WOBBLER con su nuevo diseño de balanceo mucho más suave, que

maximiza el área de cobertura proporcionando una notable uniformidad. Mayor

diámetro a bajas presiones, con menos pérdida de evaporación. De construcción

fuerte y de gran durabilidad, único aspersor con dos años de garantía. Menos

pérdida de agua con una aplicación inmediata parecida a una lluvia natural.

IV. RESULTADOS Y DISCUSION

PARAMETROS DE DISEÑO

Cultivo: Cacao

Tipo de Suelo: Franco Arcilloso (Ver Anexo 1)

Cabe mencionar que los datos utilizados en estos cálculos son de un año, por el

motivo de que dicha estación tiene de funcionamiento un año y además ella se

encuentra ubicado a pocos metros del sistema de riego por aspersión (Ver

Anexo 2 y 3)

Mediante el diseño agronómico podemos determinar un manual de riego con su

respectiva operación dando así una dosis neta 279.3m3/ha, y la dosis total

372.4m3/ha donde se muestra un caudal necesario de 4.7m3/hora y se va a

regar en un intervalo de 10 días y la duración del riego es de 10 horas (Ver

anexo 4)

Manual de riego

Debido que el caudal necesario es de 4.7m3/hora no se abastece para que

trabaje debidamente el sistema de riego con los 109 aspersores, entonces se

procede a regar de la siguiente manera: Regar 4 módulos comprendidos en 51

aspersores y luego los 5 módulos comprendidos en 58 aspersores con un

caudal de 4.75m3/hora (Ver anexo 4) Cada modulo será regado en un tiempo

2H30min, en intervalo de cinco días considerando las característica climáticas de

la zona

Para hacer el cálculo del diseño hidráulico se recurrió a la ayuda de la fórmula

de Hazen-Williams y Blasius para facilidad de cálculos y comprobación.

Se trabajo con una variación de presión, la cual no deberá sobrepasar el 20 %

logrando con esto tener una uniformidad de 90 %. Lo que significa que ni el

primer aspersor y el último deberán estar por debajo ó encima de 10 % de su

descarga.

34

Lo que significa que tenemos una longitud lateral de 49.5m con su longitud

ficticia de 54.45m y dando un caudal de origen lateral de 2.13m3/hora y así la

perdida de carga admisible 3.51mca por lo que se termina haciendo el cálculo de

la tubería secundaria proyectando un caudal de 56.01l/seg (Ver anexo 5)

El predio sembrado tiene una área de 1 ha. La operación del sistema de riego lo

puede manejar una sola persona, ahorrando Mano de obra y tiempo.

El sistema de riego fue instalado por los egresados con la colaboración del tutor

de tesis y los estudiantes de la carrera agrícola de la ESPAM.

V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

4.1. CONCLUSIONES.

La instalación de sistema de riego en el cacao, es una buena opción

para incrementar los rendimientos promedio, debido a que la planta

recibe sus requerimientos precisos de agua.

La instalación del sistema de riego por aspersión, servirá como una

buena fuente de conocimientos prácticos y técnicos para los estudiantes

de la ESPAM y para la capacitación de personas involucradas con el

cultivo de cacao

Las inversiones iníciales en la instalación de sistemas de riego, son

compensadas con la reducción de costos posteriores como menor uso

de mano de obra de una manera mucho más eficiente y por último su

verdadero beneficio se verá en los incrementos en rendimientos.

La utilización de este sistema de riego, es recomendable, por la facilidad

de su manejo y por el ahorro en mano de obra, ya que el sistema es

operado por un solo trabajador

36

4.2. RECOMENDACIONES.

Realizar mantenimiento permanente al sistema de riego de aspersión

Probar otros tipos de riego en el área de la carrera de Agropecuaria para

optimizar el uso eficiente del agua.

Se debe hacer días de campo basados en el uso de sistema de riego

para que utilicen tecnología con la finalidad de aumentar la producción y

por ende la productividad.

Evaluar los sistemas de riego instalado en los cultivos de cacao en

ESPAM-MF

VI. BIBLIOGRAFIA

Agama, J. 2005. Selección de progenies y plantas élite de cacao (Theobroma cacao L) mediante evaluación de características agronómicas y de resistencia a Enfermedades. Universidad Central del Ecuador. Quito, Ecuador. 96 p.

Amores, F; Peña, G; Motamayor, J; Schnell, R; Calderón, D; Suárez, C; y Loor

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Amores, F. et al 2009. Nuevos clones de cacao Nacional para la zona Central de Manabí, boletín divulgativo N° 346, Ecuador, p 4, 5, 27

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Vera L. (2009) Docente de la Asignatura de Cultivo de Cacao de la Carrera

agrícola-ESPAM Calceta Manabí. Consulta realizada en miércoles 28

de Noviembre del 2009. (Referencia personal)

ANEXO

ANEXO 1

ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA AGROPECUARIA DE

MANABI “MANUEL FÉLIX LOPEZ”

CARRERA DE AGRÍCOLA

LABORATORIO DE ANALISIS FÍSICO DE SUELOS

MUESTRA Profundidad Da Textura % Clase

textural

Cc Pm

m Gr/cm3 Ar L Ac % %

1 0.20 1.33 32 38 30 Franco-

Arcilloso

31 17

2 0.30 1.34 30 36 34 Franco

Arcilloso

31

17

Laboratorio de Suelo (ESPAM-MFL)

ANEXO 2

DETERMINACIÓN DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL

CULTIVO DE REFERENCIA (ETo.).

EpKpETo *

Datos:

Kp= Coeficiente Kp, en el caso de una cubeta de la clase A, para diferentes

cubiertas y niveles de humedad relativa media y vientos durante las 24 horas

(FAO): Por lo que se optimo en secar un valor promedio 0.68

Ep= valor promedio 4.24 mm/dia.

24.4*68.0ETo

diammETo /88.2

ANEXO 3

CALCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACION DE CULTIVO (ETc.)

KcETocultivoET *

Datos

Kc (cacao)= 1.05

05.1*88.2)(cultivoEt

díammcultivoET /02.3

ANEXO 4

DISEÑO AGRONOMICO

Dosis de riegos

fPmCcDaHDn ****100

Datos:

H=0.5m

Da=1.33gr/cc

Cc=31%

Pm=17%

f=0.3 (valor constante)

3.0*)1731(33.1*50.0*100Dn

hamDn /3.279 3

Dosis total:

Ea

DnDt

Datos:

Ea= 0.75 (valor constante) del agua para sistema de riego por aspersión

75.0

/3.279 3 hamDt

hamDt /4.372 3

Intervalo de Riego

)(cultivoEt

DnI

díamm

hamI

/02.3

/3.279 3

24.9I Expresado en número entero el intervalo de riego es cada 10 dias

Caudal necesario

TIr

DtSQ

*

*10

Datos:

T= 8 horas de trabajo

8*10

4.372*110Q

horamQ /7.4 3

Elección del aspersor

Se eligió el aspersor Xcell wobbler boquilla 6 (golf) R/M ½

Caudal del aspersor: 1.23GPM

Presión: 25PSI

Diámetro: 14.02m

ANEXO 5

DISEÑO HIDRAULICO

Numero de aspersores 6

Caudal del aspersor 0.295m3/H (0.082L/seg)

Presión del trabajo 1.75kg/cm2 (17.575mca)

Separación del aspersor 9m

Distancia del primer aspersor 4.5m

Longitud lateral

)1(º.*.tan aspNasplosdeseparaciónasperorprimerdelciadisL

5*95.4L

mL 5.49

Longitud ficticia del lateral

LLf 10.1

5.49*10.1Lf

mLf 45.54

Caudal en el origen del lateral

aspersorcadacaudalaspesoresdeNúmerosQ *

HmQ /295.0*6 3

horamQ /13.2 3

Perdida carga máxima admisible

trabajodeesionadacPerdida Pr*2.0arg

mcaadacPerdida 575.17*2.0.arg

mcaadacPerdida 51.3arg

Según la tabla 2 citado por Fuentes (2003) Pag. 266-267, el Factor de

Chirstiansen F. que la perdida de carga para el numero de aspersores (24) es f=

0.36

Según la tabla 2 citado por Fuentes (2003) Pag. 446, la perdida de carga de

rozamiento (J) en tubería de polietileno baja densidad es J=0.036

De donde:

95.7

76.33

25.0

00.2

71.4125.2

036.01000/89.3776.3313.413.0

95.725.0

X

Calculo de tuberías secundaria

4

**1416.3 2 VDQ

Datos:

D= 0.057

V= 1.8

4

8.1*057.0*1416.3 2

Q

segmQ /00450.0 3

slQ /01.56

PRESUPUESTO

Nº DETALLE UNIDAD

COSTO

UNITARIO

($)

CANTIDAD VALOR

TOTAL $

1 TEE DE 75MM TEE 6,07 1 6,07

2 TUBERIA DE 63MM TUB 14 14 196

3 CRUZ DE 63MM CRUZ 7,04 8 56,32

4 TEE DE 63MM TEE 1,62 1 1,62

5 VALVULA PVC BOLA 1 EC 50MM 1 UNIVERSAL VAL 8,11 17 137,87

6 CODO DE 63MM X 90º CODO 1,27 1 1,27

7 TEE DE 50MM TEE 1,16 1 1,16

8 TUBO DE 50MM TUB 11 139 1529

9 RED BUJE DE 63 A 50MM RED 2,18 17 37,06

10 TAPON DE 50MM CODO 0,67 18 12,06

11 CODO DE 50MM X 90º CODO 0,9 3 2,7

12 COLLARIN DE 50MM A 3/4 ROSCA HEMBRA COLL 2,2 72 158,4

13 COLLARIN DE 63MM A 3/4 ROSCA HEMBRA COLL 2,59 2 5,18

14 UNION R/R DE 3/4 RR 0,6 73 43,8

15 ASPERSOR XCELL ASP 6,36 18 114,48

16 TUBO DE 3/4 PRESION (25MM) TUB 4,3 3 12,9

17 KALIPEGA 500CC TARRO 6,25 3 18,75

18 POLILIMPIA 1000 CC FRASCO 7,07 1 7,07

19 VALVULA DE AIRE VAL 9,66 1 9,66

20 MANOMETRO MANOMETRO 26,27 1 26,27

21 TEFLON TEF 1 1 1

22 MANO DE OBRA PARA IMPLEMENTACION JORNAL 10 10 100

23 IMPREVISTOS 1 25 1 25

SUB -TOTAL

2502,02

IVA 12%

300.24

TOTAL 2802,26

CAMPO DONDE SE IMPLEMTÓ EL SISTEMA DE RIEGO

CALICATA PARA ANALISIS FISICOS DEL SUELO

DELIMITACION DEL TERRENO PARA LAS TUBERIA SECUNDARIA Y TERCIARIA

SURCOS PARA LA COLACION DE LAS TUBERIAS

COLOCACION DE LAS CRUZETAS EN LOS RAMALES CORRESPONDIENTES

CONECION DE LA TUBERIA EN CADA UNO DE LOS MODULOS