GUIA PRACTICA PARA EL MANTENIMIENTO

DE INFRAESTRUCTURAS DE RIEGO

Guia practica para el mantenimiento de infraestructuras de riego

CENTRO PERUANO DE JUNTA NACIONAL DE USUARIOS DE ESTUDIOS SOCIALES LOS DISTRITOS DE RIEGO DEL PERU

Los editores quieren expresar su agradecimiento al Ministerio de Agricultura, al Instit~ito Nacional de Recursos Naturales y a la Direccion General de Aguas y Suelos, que nos facilitaron la bibliografia para la elaboracion de este documento.

O Centro Peruano de Estudios Sociales (CEPES)

Av. Salaverry 818, Jesus Maria. Telefono: 4336610. Fax: 4331744. Director General: Ing. Juan Rheineck Piccardo Director de Desarrollo Rural: Lic. Carlos Monge Salgado

Junta Nacional de Usuarios de los Distritos de Riego del Peru UNUDRP) Jr. Miro Quesada 327, of. 604, Lima 1. Telefax: 427-1538/427-3391. Presidente: Sr. Manuel Olaechea Garcia Gerente Tecnico: Ing. Ramon de la Gala Hidalgo

Colaboradores: Ings. Manuel Castillo Solorzano, Riiben Teran Adriazola, Jose

Rivas Lluncor, Javier Cupe Burga, Jhon Arroyo Salazar, Federico Ugaz

Editado e impreso por Punto y coma editores e impresores eirl/Jr. Eduardo

Caceres l6l,2" piso, Chorrillos. Telefono: 467-0707/4381060 (abonado 42837)

Fecha de Ingreso : ..- - ,' ,,, 0 @ No., oe Ingreso : - .- - .- - .? x, c 28

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Primera edicion: Lima, octubre de 1997

Contenido

Presentacion

Estructuras de riego t Estructuras de almacenamiento

Reservorios o represas

Estructuras de derivacion y captacion Bocatomas Partidores Toma predial Caidas verticales Sifones Tomas con tubos Rapidas Tuberias distribuidoras

Estructuras de control Vertederos Medidor Parshall Aforador sin cuello

Estructuras de conduccion y drenaje Canales Drenes

Guia de mantenimiento de las principales estructuras de riego Mantenimiento de bocatomas Mantenimiento de canales Mantenimiento del sistema de drenaje Drenes abiertos Drenes entubados Mantenimiento de vias de acceso y/o vigilancia Mantenimiento de estructuras metalicas y obras de arte

Presentacion

La Junta Nacional de Usuarios de los Distritos de Riego del Peru y el Centro Peruano de Estudios Sociales estan desarrollando desde el ano 1996 un vasto Programa de Capacitacion-Extension, en virtud del Convenio de Cooperacion Interinstitucional suscrito el 16 de noviembre de 1996.

Esta Guia practica pam el mantenimiento de infraestructuras de riego es resultado de uno de los temas a los que mas enfasis hemos dado durante el ciclo de charlas tecnicas realizadas hasta la fecha. Consideramos que por ser la operacion y mantenimiento de la infraestructura de riego responsabilidad vital de nuestras organizaciones de usuarios, esta funcion debe tener la orientacion e importancia debida para todos los que anhelamos que la gestion del agua sea cada dia mas eficiente, permitiendose con ello lograr que la actividad agraria mejore en la medida que se optime esta gestion.

En esta guia, primer trabajo que se plasma como documento de orientacion, se dan a conocer los principales tipos de estructuras de riego que actualmente se tienen en el Peru y, complementariamente, se exponen los principales problemas y recomendaciones para un adecuado mantenimiento de los sistemas de riego, las que incidiran positivamente en una mejora de la gestion de nuestros usuarios asociados.

Esperamos que este primer esfuerzo sea mas adelante complementado y enriquecido con la experiencia directa de los hombres del campo, a quienes nos debemos y por quienes trabajamos apostando por el desarrollo agricola en el Peru.

Estructuras de riego

El uso eficiente del agua de riego esta en relacion directa con la adecuada infraestructura levantada para tal fin; en ese sentido, para cumplir con este objetivo se requiere de los siguientes tipos de estructuras de riego:

* Almacenamiento.

* Derivacion y captacion.

* Control y medicion.

* Conduccion y drenaje.

Estructuras de almacenamiento

Reservorios o represas

Son las estructuras que sirven para almacenar el agua en epoca de avenida ocasionada por las lluvias; asimis- mo, sirven tambien para almacenar excedentes del re- curso con el fin de conservarlo para poder utilizarlo luego.

En el Peru el manejo y control de este tipo de es- tructuras ha dado lugar a las Juntas de Usuarios de Rie- go Regulado (Chancay-Lambayeque, Jequetepeque, Chili). El agua almacenada se utiliza de acuerdo con las necesidades de los cultivos.

Los reservorios o represas pueden ser hechos con diques de concreto o de tierra, dependiendo de los vo-

~eservon'o lumenes de agua a almacenar.

Estructuras de derivacion y captacion

Bocatomas

Son las estructuras que captan las aguas de un rio y las conducen a traves de un canal de derivacion. Las bocatomas pueden ser: * Permanentes (de concreto armado), las que se presentan por lo general en rios de gran caudal y/o por

facilidades de mantenimiento. * Temporales (de material rustico), por lo general en rios de caudales minimos.

Partidores

Son estructuras que sirven para distribuir el agua entre dos o mas canales. Los canales hacia los cuales se deriva el agua deben estar equipados con compuertas.

r Toma predial

Es la estructura que sirve para captar el agua de un canal y derivarla hacia el fundo. Se recomienda que sea permanente, con compuerta para facilitar el riego y controlar el caudal de agua que ingresa.

Bocatoma Toma @dial

Son tubos curvados que permiten regar sin cor- tar la acequia de riego. Estos tubos tienen de 1 a 10 cm de diametro y de 1 a 2 m de largo.

Se usan para el riego en surcos y melgas.

Tomas con tubos

Son tubos rectos con aberturas graduables que dis- tribuyen el agua directamente a los surcos. Se re-

Sifones comienda el uso en zonas de escasez de agua.

Caidas verticales

Son estructuras que sirven para disminuir la velocidad del agua y evitar, asi, su fuerza erosiva. Pueden ser de concreto o de piedra.

Caidas verticab Tomas con tubos

Rapidas

Son tramos de canal de concreto con pendiente fuerte que sirven para disminuir la velocidad del agua (disipadores), a partir del final de la rapida. Se emplean cuando los desniveles de terreno son mayores a 2 metros.

Tuberias distribuidoras

Son tubos rectos con aberturas graduables que distribuyen el agua directamente a los surcos. Se recomienda su uso en zonas de escasez de agua.

Rapidas Tuberias distribuidoras

Estructuras de control

Vertederos

Son estructuras que sirven para medir el caudal en litros por segundo. Se instalan en tramos rectos.

Ventajas

* Exactitud en la medicion. * Su construccion es simple y sencilla.

Desventajas

* No funcionan en canales de poca pendiente. * Se arenan constantemente aguas arriba del vertedor.

Medidor Parshall

Medidor Parshall

Es una estructura que sirve para medir el caudal de agua que pasa por un canal o acequia.

Consta de: * Entrada. * Garganta. * Salida.

Ventajas

* Trabaja con caudales grandes y pequenos. * No se produce arenamiento. * Necesita poco mantenimiento.

Desventajas

* Su instalacion es costosa.

Aforador sin cuello

Es una estructura que sirve para medir el caudal que pasa por un canal o acequia.

Ventajas

* Trabaja con caudales grandes y pequenos. * No se produce arenamiento. * Necesita poco mantenimiento. * Facil diseno e instalacion. * Costo menor que el anterior.

Canal en tierra

Canal reuestido

I ENTRADA , SALIDA + I +

Aforador de cuello

Estructuras de conduccion y drenaje

Canales

Son estructuras que sirven para conducir el agua y pre- sentan diversa prioridad: principal, secundarios, late- rales, etcetera. Pueden ser en tierra o revestidos. Su di- seno esta en relacion con el area regable, tipo de culti- vo y caudal de captacion. El revestimiento puede ser con concreto, geosinteticos, mantas asfalticas y otros ma- teriales sinteticos.

Drenes

Estructuras que sirven para eliminar los excesos de agua y mantener los suelos agricolas en buenas condiciones

Pueden ser:

Por su prioridad:

* Drenes abiertos. * Drenes entubados.

* Recolector principal. * Recolector secundario.

. - -

,%en entubado Dren abierto

-- Guia de mantenimiento de las principales estructuras de riego -- La experiencia de campo de los usuarios de agua nos permite enfocar la siguiente guia de mantenimiento hacia las estructuras que mas incidencia tienen en una apropiada gestion del recurso agua con fines agricolas.

Las estructuras que deben tener un adecuado y especial programa de mantenimiento son:

* Represas o reservorios. * Bocatomas. * Canales de conduccion. * Drenes. * Obras de arte y metalicas. * Vias de comunicacion y/o acceso.

Los principales problemas que deterioran las estruc- turas y reducen la eficiencia de riego son:

Sedimentacion y/o colmatacion. Filtraciones por agrietamientos. Deterioro de juntas de dilatacion (canales revestidos con concreto) . Erosiones y socavamientos. Crecimiento de malezas. Rotura de bordes. Otras roturas. Obstrucciones. Desestabilizacion de taludes. Acumulacion de materiales de limpia. Corrosion de estructuras metalicas. Lubricacion inadecuada de guias de compuertas.

Desestabilizacion Corrosion de ~ i l ~ ~ ~ ~ i ~ ~ ~ ~ de ta ldes Obstnicciories estntctiiras metalicas \ // 1

Erosiones y ' 1 sransnrno Deterioro de juntas

Agrietamiento Roturas de

bordes Sedimentacion

Principab problemas que deterioran las estructuras de riego

Los programas de mantenimiento deben realizarse por lo general en la epoca de menor demanda de agua - (en otras palabras, al finalizar la campana agricola grande).

Durante la campana agricola se deben realizar inspecciones periodicas y efectuarse las reparaciones necesa- rias previa planificacion, para que los cortes de agua no perjudiquen demasiado a los usuarios.

Mantenimiento de bocatomas

El mantenimiento de bocatomas y riberas de los rios debe realizarse con maquinaria pesada que supere los 120 HP (trac- tores de oruga, cargadores frontales).

Los trabajos consisten fundamentalmente en reforzar y reparar las estructuras existentes; los disenos que se emplean estan orientados a controlar y reducir la erosion hidrica que se produce sobre todo en los sectores criticos en las epocas de avenidas del rio.

Estos trabajos garantizan una adecuada captacion de las aguas del rio hacia los canales de derivacion, asi como la pro- teccion de los terrenos de cultivo.

Los trabajos de mantenimiento deben realizarse indefecti- blemente en las epocas de estiaje de los rios; esto permitira asegurar trabajos adecuados en los tiempos permisibles en todo sentido(acarre0 de materiales, facilidad de maquinaria para ingreso al rio, menor consumo de combustible).

Mantenimiento de canales

El objetivo principal de esta accion de mantenimiento es ga- rantizar la capacidad de conduccion de agua de acuerdo con el diseno de caudal de la estructura.

E n canales revestidos

Los canales de riego revestidos requieren de labores de man- tenimiento tales como: * Extraccion y/o descolmatado de sedimentos que se pre-

sentan despues de cada campana agricola (descolmatacion,

I

Trabajos de mantenimiento de bocatoma.

Mantenimiento de juntas de dilatacion de canales revestidos.

Canales revestidos: resane de grietas.

raspado de panos, eliminacion de malezas). El crecimien- to de malezas dentro de canales revestidos de concreto indica que existen agrietamientos y que el sistema empie- za a colapsar (hundimientos, roturas, socavamientos) si no se le da la importancia y accion correctiva del caso en for- ma oportuna.

* Resane de grietas en las losas de concreto. Los agrieta- mientos o erosiones se reparan empleando morteros de ce- mento-arena, picando y limpiando previamente los agrie- tamiento~ y aplicando una lechada de agua-cemento sobre el concreto viejo antes de colocar el mortero. Si se produ- cen fracturas de consideracion o asentamientos del canal, es necesario reemplazar algunos panos del revestimiento, compactando antes el terreno donde este se apoyara.

En las juntas de dilatacion, previa labor de limpieza de la misma, se debe restituir el material original deterio- rado con materiales flexibles (brea, asfalto, resinas, etcetera).

Aguas abajo del revestimiento o de las estructuras se producen generalmente erosiones o caidas en el canal no revestido, cuyos tramos deben ser protegidos mediante enrocados en el piso o en los taludes, en una longitud que permita amortiguar la velocidad de salida de las aguas.

E n canales no reuestidos

Las principales actividades de mantenimiento en este tipo de estructuras son: * Descolmatacion de la base del canal, llegando a las medidas originales de diseno. * Deshierbo o desbroce de los bordes; eliminacion de vegetacion. * Reforzamiento de bordes y relleno de roturas con material adecuado. Para estos trabajos se puede utilizar maquinaria bulldozer tipo D-4 a D-6, o se los puede hacer manualmente, dependiendo del tamano y volumenes (caudal) que conducen los canales. * Cajeo o rectificacion de taludes. * Extendido de material de limpia, para evitar alturas exageradas. Cuando no existiera sitio para el extendido,

es necesario el uso de volquetes para trasladar el material a otros lugares donde no obstaculice las labores ni el transito.

Cuando recien se construye un canal (revestido o de tierra), pueden presentarse problemas como filtracio- nes, roturas, etcetera. Para observar estas imperfecciones, al principio es necesario poner relativamente peque- nos caudales e ir represando el agua por tramos; luego, en forma progresiva, se ira llenando el canal en toda su longitud.

Si hay filtraciones y estas no son excesivas, pueden corregirse regulando el caudal (altura del agua) dando tiempo para el asentamiento del bordo y drenando los excesos de agua. Al echar el agua hay que evitar los cambios repentinos y violentos, ya que estos producen erosion.

En canales revestidos tambien se presentan problemas de filtraciones y asentarnientos; por eso la puesta en operacion debe ser gradual, y se deben supervisar las estructuras (caidas, tomas, alcantarillas, compuertas, etcete- ra).

Tambien se aumenta la resistencia a la filtracion cuando se extiende, antes, una capa impermeable de arcilla sobre el fondo y taludes del canal.

Cuando los bordos se rompen se colocaran piedras sueltas y macizas (zampeado) para afirmar la base del suelo.

Se puede permitir el desarrollo de alguna vegetacion en los bordos, pero con especies que impidan el creci- miento de malas hierbas. Se recomienda hacerlo sobre todo en tramos criticos (propensos a la erosion), con el fin de darles una mayor consistencia.

Descolmatacion manual. Reforzamiento de bordos.

Mantenimiento del sistema de drenaje

La principal funcion del drenaje es evitar la elevacion del nivel freatico, pues ella conduce a la salinizacion de las tierras y las vuelve improductivas (menos kilogramos por hectarea)

Las principales labores de mantenimiento en los sistemas de drenaje son:

* Extraccion de sedimentos y/o colmatado. * Desbroce o eliminacion de vegetacion. * Reparacion de taludes. * Desarenamiento de salidas al mar.

Drenes abiertos

Las actividades de limpieza de sedimentos (descolmatado) se deben efectuar cuando el material acumulado en la seccion haya alcanzado una altura mayor a 0,30 m. Ello se determinara por diferencias de altura. Esta accion debe realizarse por lo menos dos veces al ano.

La frecuencia de la eliminacion de la vegetacion depende del ciclo vegetativo de la planta y de las condiciones climaticas de la zona. Esta accion se realiza manualmente o con utilizacion de maquinaria pesada (retroexcavadoras, palas mecanicas). La vegetacion del fondo de los drenes aumenta el tirante de agua y pone en peligro las estruc- turas -como alcantarillas y salidas de drenes subterraneos-, por lo que debe realizarse dos veces al ano, procuran- do extraerla de raiz.

La vegetacion de los taludes debe controlarse en forma sistematica con cortes periodicos; ello permitira, en suelos arenosos, controlar la erosion y disminuir la resistencia al flujo de agua.

En las salidas al mar deben realizarse acciones de desarenamiento cuando los drenes esten por debajo del nivel maximo de fluctuacion del mar.

Cuando se tenga estaciones de bombeo para drenaje de salida al mar, el mantenimiento consistira en:

* Supervision diaria. * Lubricacion periodica e inspeccion mecanica. * Ajuste mecanico. * El personal de operacion y mantenimiento debe ser especializado y con experiencia practica.

I

La limpieza de sedimentos se hara cuando el material alcance cierta altura.

Este mantenimiento puede hacerse mecanicamente.

Dren mantenido garantiza la seguridad del sistema.

Drenes entubados (figura a)

Para asegurar el mejor funcionamiento de los sistemas de drenaje subterraneo es necesario un adecuado y pe- riodico mantenimiento. Los principales problemas que se presentan en los drenes entubados son: * Acumulacion de lodo o tierra que ingresa en el sis-

tema de drenaje durante la instalacion o a traves de las junturas, cuando no se usa material filtropro- tector o se usa en forma inadecuada.

* Obstruccion del sistema por ingreso de raices de ar- boles frutales, lo que disminuye la capacidad del dren. Este problema puede derivar en la destruccion de los tubos, pues las raices que han crecido en su interior han adquirido un gran volumen.

* Sellados de lasjunturas o del material filtroprotector usado por la acumulacion de tierra y sedimentos que

aumentan la resistencia de entrada del agua al siste- ma de drenaje, con la consiguiente elevacion del nivel freatico.

La limpieza de los tubos puede ser ejecutada, segun la causa de la obstruccion, anualmente o de acuerdo con la capacidad de funcionamiento. Es mas importan- te en los primeros anos despues de su instalacion. La limpieza se efectua introduciendo varillas o tubos semirrigidos (de PVC para agua a presion) en los tu- bos, o mangueras (figura b), y bombeando agua para arrastrar los sedimentos hacia la salida del dren, o me- diante espirales de acero para extraer las raices del in- terior de los tubos (figura c).

Los caminos deben estar en condiciones que permitan el tran- sito normal de vehiculos y de la maquinaria de mantenimien- to. Los trabajos consistiran en la limpieza, nivelacion y relle- no en todos los tramos necesarios; si se requiere, en algunos tramos se debera efectuar labores de compactacion.

Se debe evitar que los bancos de escombros eleven conti- nuamente el camino, para lo cual es preciso efectuar traba- jos de nivelacion de los mismos.

Esta actividad es necesaria para mantener el material de sedimento o excavacion de los drenes esparcido uniforme- mente sobre el camino de mantenimiento, o sobre los terre- nos agricolas aledanos. Esta fase se debe ejecutar una vez que el material se encuentre en condiciones fisicas de facil movi- miento.

Como parte de los bordos y bermas de los canales y drenes constituyen tambien caminos necesarios para la operacion del distrito, la conservacion de estos es parte de la conserva- cion de los caminos de vigilancia o servicio.

Mantenimiento de vias de acceso y/o vigilancia

Mantenimiento de estructuras metalicas y obras de arte

Desde su puesta en servicio, estas obras deben ser mantenidas eficientemente para evitar danos cuya reparacion o su construccion resultan costosas. Una mala politica de mantenimiento acorta la vida util de la obra y anula el objetivo de la misma.

Principales acciones de mantenimiento:

Estructuras metalicas

* Revision y/o cambio de sellos de hermeticidad. * Cambios de pernos corroidos.

* Engrase periodico de cables de izaje y en las bocinas de los pivotes

* Lubricacion periodica de diversos mecanismos * Pintado de compuertas (rasqueteo, uso de pinturas

epoxicas-anticorrosivas marinas).

Estructuras de concreto

* Resane de fisuras. * Todo concreto antiguo que deba removerse debe pi- carse y humedecerse con agua limpia, removiendo todo el material suelto para luego aplicar el material nuevo. Cuando el deterioro es excesivo es recomendable el cam- bio completo.

En general, las partes metalicas y de madera de las estructuras en los canales, tales como compuertas, tubos, valvulas, etcetera, deben pintarse y lubricarse para pro- longar su duracion.

I I Reparar

Engrase de izaje

Resanar - fisuras

- Pintar

Lubricacion - periodica

Estructura en buen estado.