-----------------------------------------------------------------------------------------------------------1 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao INTRODUCCIN El agua es un elemento vital que afecta significativamente todos los aspectos de la vida. El agua es un recurso que se encuentra en mayor cantidad en nuestro planeta, delcualirnicamente,elaguadisponibleseguraconfinesdeconsumohumanoes menoral1%desutotalidad,elcualsetornacadavezmsescasoyadquiere mayor valor econmico; el agua utilizada para agricultura en el mundo llega al 70% del total de agua dulce disponible para consumo humano. Elmanejoadecuadodelaguapuedeconduciraexcelentesresultadosenla produccinagrcola,perosumalusoprovocamuertesyepidemias.PortantoEs importante darle el uso racional empleando sistemas ahorradores que nos permitan mejorarlaeficienciadelriegoenlaagricultura,encomparacinalasformas tradicionales de regar que en la actualidad se viene utilizando en el Per. Lossistemas de riego tecnificado en la regin sierra puede incrementar el desarrollo ylaincorporacindenuevasreasregablesyasaumentarlosbeneficios econmicosdelproductor,enlamedidaquesuexplotacinseamsintensaysu produccinseorientealmercado.Elsistemaderiegoporaspersinesuna alternativaparalamayoraderegionesdelpas,queenlaactualidadaquejan diversos problemas como son la erosin de los suelos en pendientes pronunciadas a este se atribuye la baja productividad y rentabilidad de los cultivos. Paralasostenibilidaddelosproyectosderiegotecnificadoesnecesarioel conocimientodelaoperacinymantenimientoporpartedelosusuarios.Enla mayoradelosproyectosderiego eldesconocimiento deestasactividadeses algo frecuente,deahquemuchasvecesserealicenplanteamientoserrneos,parael adecuado funcionamiento y mantenimiento de los proyectos. Con el presente Proyecto de riego por aspersin, que se realizar para la comunidad de Pillao- Matao, se pretende beneficiar a una poblacin de agricultores que tienen una visin de mejorar sus prcticas agrcolas y pecuarias, con el fin de incrementar su produccin y elevar su economa familiar.Los autores. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------2 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao I.OBJETIVOSYJUSTIFICACION 1.1.OBJETIVO GENERAL -RealizarelestudiodefinitivodeproyectoderiegoporAspersinparala ComunidadCampesinadePillaoMataodeldistritodeSanJernimo-Regin Cusco, con enfoque en la gestin del sistema de riego. 1.1.1.OBJETIVOS ESPECIFICOS -Disearelplanteamientohidrulicoyagronmicodelsistemaderiegopor aspersin. -Determinar la viabilidad tcnica, econmica y financiera del presente proyecto. -Proponerunplandeinstalacin,operacin,distribucindelaguaderiegoy mantenimiento del proyecto propuesto. -Proponerunsistemadeorganizacinygestinderiegoporaspersinenla comunidad campesina de Pillao matao. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------3 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao 1.2.JUSTIFICACION Siendocadavezmasescasaladisponibilidadderecursoshdricostantoen cantidadycalidad,constituyeunproblemacritico,debidoalosefectosdel calentamientoglobal,sehacenecesarioafrontarestaproblemticaconelusode alternativastecnolgicasyprogramasquecontribuyanalarecuperacinyrecarga de los acuferos y de esta manera poder incrementar o estabilizar el flujo de agua en las fuentes disponibles. EnlacomunidadcampesinadePillao-Matao,sehaidentificadounconjuntode fuenteshdricaspermanenteslascualesenlaactualidadseencuentransinunuso adecuado, en donde se han presentado conflictos de uso entre los pobladores de la zona que cada vez es mayor la demanda de agua frente a la oferta que se dispone, por lo que con la finalidad de contribuir a un uso racional y eficiente de este recurso sehacenecesarioformularelproyectoderiegoporaspersinparalacomunidad campesina de Pillao - matao . Esimprescindibleformulareldiseohidrulicoyagronmicodelproyectoafinde poderestablecerlademandarealdeaguafrentealaofertadeagua,conlaque dispone la comunidad campesina de Pillao matao. Entodoproyectodeaspersinesnecesariorealizarelanlisisdesensibilidaddel proyecto mediante la evaluacin tcnica, econmica y financiera del proyecto. Esdevitalimportanciaformularelplandeinstalacin,operacin,distribucindel aguaderiegoymantenimientodelproyectopropuesto,conlaparticipacindelos beneficiarios. Es de gran importanciadar a conocer sobre aspectos organizativos y tcnicosque permitan tomar decisionespara una mejor gestinde riego por aspersin. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------4 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao II.REVISIONLITERARIA 2.1.ESTUDIO DEL SUELO. 2.1.1.El suelo. Es la capa ms superficial de la corteza terrestre que ha sufrido los efectos del clima y su fragmentacin en partculas. Inicialmente se ha formado por la desintegracin y descomposicinderocasatravsdeprocesosfsicosyqumicosyhansufrido tambinlosefectosdelaactividadyacumulacinderesiduosdenumerosas especies biolgicas. Los procesos edafolgicos que dan lugar a la formacin final de los suelos dependen de los cinco factores edafolgicos siguientes: a.Material madre b.El clima c.La tipografa d.Seres vivos e.Tiempo Dondeparticipandosgrandesgruposdeprocesosfsicos,qumicosybiolgicos, estos procesos edafolgicos son: Meteorizacin y desarrollo del perfil. (03)(45) 2.1.2.Perfil del suelo. Esunaseccinverticalatravsdeuncortedelsuelo,dondeseencuentranlas capas horizontales, llamado perfil del suelo.Lossuelosbiendesarrolladosnodisturbadosexhibenunperfilcaractersticocomo resultantedelaaccindelosagentesformadoresdelsuelo.Estascaractersticas particularessonempleadasenlaclasificacinyreconocimientodesuelosytienen granimportanciaprcticas.Elperfilincluyeunhorizonteorgnicodenominado horizonte O y tres horizontes minerales llamados A, B y C. (45) 2.1.3.Horizonte del suelo. Lasdiferentescapasindividualesquesepresentanenelperfildelsueloson llamadas horizontes, los mismos que sediferencian uno del otro por el color, pero relacionados entre si y que incluyen al material originario. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------5 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao El horizonte O esta formada por materia orgnica fresca y descompuesta y no esta integradaalsuelo.Seguidamentelosotrosprimeroscentmetrossuperficiales contienenunaapreciablecantidaddemateriaorgnicaincorporadaenformade humusyporestaraznposeenuncoloroscuro,estacapacaractersticasele conoce como horizonte A, el cual constituye el suelo superficial o capa arable. Pordebajodelsuelosuperficialseencuentraelsubsuelo,tambinmarcadamente edafizado, el cual contiene poca o ninguna materia orgnica. En la segunda zona se encuentra gradualmente oxido de hierro y de aluminio, arcilla y aun carbonatos de calcio. (45)

2.1.4.Caractersticas Fsicas de los Suelos. Elsuelocomounmedioporoso,esunsistemacompuestoportrescomponentes bsicos: fase slida, fase liquida y fase gaseosa. Estas fases del suelo proporcionan aloscultivoslosnutrientes,ademsdeaguaparaeldesarrollodelosprocesos fisiolgicosy el oxigeno necesario para la respiracin de las races. (25) La fase slida, esta formada por partculas minerales y una pequea porcin de partculasorgnicas,loptimoenelsueloagrcolaesquecontengaun5%de materia orgnica. Lafasegaseosa,estacompuestoporlosporosgrandesquesonlosespacios que se llenan de aire. La fase liquida, esta compuesta por el agua que ocupa parte del espacio poroso conformado por los poros pequeos. Laporcinmineralestacompuestaporpartculasslidasquesediferencianporel tamao,existiendovariasclasificacionestexturales,lamasusadaparafines agronmicas es del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. (25) 2.1.5.Propiedades fsicas y qumicas del suelo. Acontinuacinsedescribenaquellaspropiedadesqueintervienenenel establecimiento de los parmetros bsicos que se emplean en el sistema de riego. 2.1.5.1. Textura del suelo. Enelsueloseencuentranpartculasmineralesdediversostamaos; materialesmayoresa2mm.sondenominadosfragmentosrocososymateriales menoresa2mm.Sondenominadosfraccionesdetierrafina,cuyoscomponentes son arena, limo y arcilla. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------6 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao Latexturadelsueloesunindicadordelaproporcinrelativadearena(A), limo (L) y arcilla (R) que lo constituyen, y su nombre indica la clase textural a laque pertenece,deacuerdoalsistemadeclasificacinyel triangulo detextura utilizado. (45) Las fracciones granulomtricas se clasifican en tres clases texturales: TABLAN 01 DIAMETRO DE LAS PARTICULAS DEL SUELO EN FUNCION A LA TEXTURA DEL SUELO TexturaDimetro de las partculas Arenosa Limosa o franca Arcillosa 2 0.05 mm. 0.05 0.002 mm. < 0.002 mm. Fuente: Edafologa Arcadio Caldern (1992) La Organizacin de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentacin (FAO) clasifica al suelo por su textura en 6 tipos de suelos: 1.Suelo arenoso 2.Suelo franco arenoso 3.Suelo franco 4.Suelo franco limoso 5.Suelo franco arcilloso 6.Suelo arcilloso Clases Texturales. Estas clases se basan en las diferentes combinaciones de arena, limo y arcilla.TABLAN 02CLASES TEXTURALES BASICAS ClasesTexturaClase textural Arenoso Gruesa Arena Arena franca Moderadamente gruesa Franco arenoso Franco arenoso fino Franco Media Franco arenoso muy fino Franco Franco limoso Limo Moderadamente fina Franco arcilloso Franco arcillo arenoso Franco arcillo limoso ArcillosoFina Arcillo arenoso Arcillo limoso Arcilla Fuente: Edafologa Arcadio Caldern (1992) -----------------------------------------------------------------------------------------------------------7 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao 2.1.5.2. Estructura del suelo. Laestructuradelsueloeslaformaenqueseagrupanlaspartculaselementales (arena, limo y arcilla) en agregados. Es uno de los procesos que ocurre en el suelo, juntoconlaincorporacindemateriaorgnicayquedistingueaestedelmaterial geolgico. (18) La estructura del suelo se define como la manera en la cual las partculas del suelo serenenenformadeagregados.Unagregadonaturaleindividualsellamaun ped. Elexteriordealgunosagregadostieneunapelculafinaamenudooscuraque posiblemente contribuye a mantener el agregado individual. Otros agregados tienen superficies e interiores del mismo color, pareciendo que son fuerzas intrapedales, las que mantienen agregados en unidades estructurales especficas o peds de forma y tamao definido. (45) 2.1.5.3. Densidad del suelo Dostrminosseutilizanparaexpresarladensidaddelsuelo.Ladensidadde partculas,midelaspartculasqueformanelsueloyladensidadaparenteesla densidad del suelo en su estado natural, incluyendo el espacio poroso. La densidad es la relacin entre el peso o mas apropiadamente, entre la masa de un objeto y su unidad de volumen. (45) 2.1.5.3.1 Densidad aparente. Representa la relacin que existe entre el peso del suelo seco o peso de slidos (Ps) yelvolumentotal(Vt)deunamuestradesuelonodisturbada,cuyosvaloresseexpresa generalmente en g/cm3, Tn/m3 o kg/dm3. El clculo se efecta mediante la relacin: (04) VtPsDa =Valores representativos de la densidad aparente para las diferentes clases texturales se muestran en la siguiente tabla: -----------------------------------------------------------------------------------------------------------8 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao TABLAN 03 VARIACION DE LA DENSIDAD APARENTE CON LA TEXTURA DEL SUELO. Textura Densidad aparente (g/cm3) Arenosa Franca Arcillosa 1.51 1.70 1.31 1.50 1.00 1.30 Fuente: Edafologa Arcadio Caldern (1992) 2.1.5.3.2. Densidad real. Representalarelacinqueexisteentreelpesodeunaunidaddevolumenrealde suelo(Ps)yelvolumendelaspartculasslidas(Vs)enestadocompactosin considerarelvolumendelosporos,susvaloresseexpresantambinenkg/dm3, TM/m3 og/cm3. Su determinacin se efecta mediante la relacin. VsPsDr =Los valores de la densidad real (Dr) varan muy poco entre los diferentes suelos y se encuentrandentrodelrangode2.5a2.7g/cm3.Seutilizanparacalcularla porosidad del suelo. (04) 2.1.5.4. Porosidad del suelo. Laspartculasindividualesocupanenelsueloaproximadamentelamitaddel volumen.Losespaciosvacosquequedanentrelaspartculasydentrodelos agregados,sonllamadosespaciosporososyencondicionesdecampoeste volumen esta ocupado todo el tiempo por aire y/o agua. El espacio poroso vara con la textura, estructura y contenido de materia orgnica del suelo. El espacio poroso se determina mediante la siguiente ecuacin: |.|

\| =DrDaP 1 100 (%)Laporosidaddelsuelotienegranimportanciaagrcolaysuscaractersticas dependen de la textura, contenido de materia orgnica, tipo e intensidad de cultivos, labranza y otras caractersticas del suelo y su manejo. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------9 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao Comoreglageneral,lossuelosbajosistemasdeproduccinagrcolaintensiva tienden a compactarse y al reducir su porosidad pierden parte de su potencialidad de produccin. (25) TABLAN 04 CALIFICACION DE LA POROSIDAD DEL SUELO Porosidad (%)calificacin 70 55 69 50 55 a 7,4 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------10 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao 2.1.5.7. Solubilidad de las sales Esta propiedad es importante porque, cuando mayor es la concentracin salina de la solucindelsuelo,mayorsuefectoprejudicialsobreloscultivos.Lassalesms nocivassonlasquetienenelevadasolubilidad,yaquedanlugarasoluciones salinasmuyconcentradas;encambiolaspocosolublesprecipitanantesdeformar las sales perjudiciales. Lasolubilidadvaraconlatemperatura;engeneral,disminuyeconlatemperatura. Es importante conocer este hecho pues afecta a los lavados, que pierden efectividad en las pocas fras. (30) 2.1.5.8. Conductibilidad elctrica Hay muchas formas de expresar la salinidad de una solucin; una de ellas consiste en expresar la cantidad de sales disueltas en un volumen de solucin. Como unidad de medida se utiliza el g/l. Otra forma es de indicar el nmero de meq / l. Una forma simpleysuficienteamuchosefectosesdeexpresarlasolubilidaddeunasolucin por medio de su conductividad elctrica. Unasolucinconducesuelectricidadtantomejorcuandomayorseasu concentracindesales.Estapropiedadseaprovechaparamedirlasalinidaden trminos de conductividad elctrica. (30) 2.1.5.9. Capacidad de retencin (porcentaje de saturacin) La capacidad de retencin es una propiedad microfsica muy importante del suelo y representaunfenmenomuycomplejomedianteelcualsepuedeexplicartantoel ingreso del agua en el suelo y su correspondiente movimiento as como la retencin en su interior. Esteprocesosedebealasfuerzasqueintervienenenlainteraccindelafase slida y liquida del suelo. Se expresa por: 100secxo o Masadesueln asaturaci MasadeaguaCr = -----------------------------------------------------------------------------------------------------------11 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao 2.1.6.Erosin y lixiviacin del suelo. 2.1.6.1. Erosin. Laerosinsedefinecomoelprocesodeseparacinytransportedelos materiales del suelo por los agentes de la erosin. (13) Clases de erosin:-Erosingeolgica.-Estaclasedeerosinesocasionadaporlaaccin constante de los diversos fenmenos del intemperismo natural. -Erosin inducida.- Dicha erosin es causada por el hombre que modifica la erosin natural acelerando el proceso de la perdida del suelo.Tipos de erosin: -Erosin hdrica -Erosin elica 2.1.6.2. Lixiviacin. Sedefinecomoelpasodelaguaatravsdelosperfilesdelsueloyque arrastraasupaso,ademsdepartculasdesuelo,todaclasedeproductosy sustanciassolublesenaguaoquenoestnbienabsorbidasalaspartculasdel suelo, tales como fertilizantes, fungicidas, herbicidas, etc. (13) 2.1.7.Clasificacin de tierras. 2.1.7.1.Clasificacin de tierras por su capacidad de uso mayor. ElsistemadeclasificacinadoptadoeseldelaCapacidaddeUsoMayor, establecidoenelReglamentodeClasificacindeTierras,D.S.N0062/75-AG,del 22deenerode1975,ysuampliacinestablecidaporlaONERN.(Articulo2 del Reglamento de Clasificacin de Tierras). La determinacin de la Capacidad de Uso Mayor que corresponde a cada superficie detierrasseefectapormediodelacuantificacindelosfactoresecolgicosque intervienenenformaconjuntaenestesistema(Articulo3 delReglamentode Clasificacin de Tierras). (35)(40) a. Capacidad de uso mayor de las tierras. Lacapacidaddeusodeunsuelo,puededefinirsecomosuaptitudnaturalpara producirenformaconstantebajotratamientoscontinuosyusosespecficos.La capacidaddeusomayordelastierras,eslamximavocacindeusopermisible, -----------------------------------------------------------------------------------------------------------12 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao establecidasobrelabasedesuscaractersticasedficasyecolgicasintrnsecas. (35) b. Grupo de capacidad de uso mayor. Esta categora representa la ms alta abstraccin, agrupando suelos de acuerdo con suvocacinmximadeuso.Esunagrupamientodetierrasquetienen caractersticas similares en cuanto a su aptitud natural para la produccin ya sea de cultivosenlimpios,permanentesparapastoreo,produccinforestalopara proteccin. c. Reglamento de la clasificacin. LaClasificacindeTierrasporCapacidaddeUsoMayor,definecincograndes grupos: -Tierras de aptitud para cultivos en limpio: A -Tierras de aptitud para cultivos permanente: C -Tierras de aptitud para pasturas: P -Tierras de aptitud para produccin forestal: F -Tierras de proteccin: X -Tierras aptas para cultivo en limpio. Renen condiciones ecolgicas que permiten la remocin peridica y continuada del suelo para el sembro de plantas herbceas o semi arbustivasanuales o bianuales, bajo tcnicas adecuadas econmicamente accesibles a los agricultores del lugar, sin deterioro de la capacidad productiva del suelo, ni alteracin del rgimen hidrolgico de la cuenca. (37) -Tierras aptas para cultivo permanente. Sonaquellascuyascondicionesecolgicasnosonadecuadasparalaremocin peridica y continuada del suelo, pero que permiten la implantacin de cultivos semi perennesoperennes,seanherbceos,arbustivasoarbreas,bajotcnicas adecuadas econmicamente accesibles a los agricultores del lugar, sin deterioro de la capacidad productiva del suelo, ni alteracin del rgimen hidrolgico de la cuenca. -Tierras aptas para el cultivo de pastos. Son las que no renen las condiciones ecolgicas mnimas requeridas para cultivos en limpio o permanente, pero que permiten la implantacin de pastos cultivados o el usodepastosnaturalesbajotcnicasadecuadasyeconmicamenteaccesiblesa -----------------------------------------------------------------------------------------------------------13 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao losagricultoresdellugar,sindeteriorodelacapacidadproductivadelrecurso,ni alteracin del rgimen hidrolgico de la cuenca. -Tierras aptas para produccin forestal. Norenenlascondicionesecolgicasrequeridasparacultivosopastos,pero permiten su uso para la produccin de madera y otros productos forestales, siempre queseanmanejadasenformatcnicaparanocausardeterioroenlacapacidad productiva del recurso ni alterar el rgimen hidrolgico de la cuenca. -Tierras de proteccin. Estnconstituidasporaquellastierrasquenorenenlascondicionesecolgicas mnimasrequeridasparacultivos,pastosoproduccinforestal.Seincluyendentro de este grupo: picos, nevados, pantanos, playas, cauces de ros y otras tierras que aunquepresentanvegetacinnaturalboscosa,arbustivaherbceo,suusonoes econmico.Por otro lado se define las clasesagrologicas de acuerdo a la calidad que indica la potencialidaddelsueloparaproducirplantasespecficasosecuencialesbajoun conjuntodefinidodeprcticasdemanejo,enestesentido,laONERNidentifica nivelesdentrodecadagrupodecapacidaddeusomayorconlafinalidaddedarle mayor consistencia a las interpretaciones de los estudios de suelos; as tenemos las siguientes clases agrologicas: -Calidad agrologica alta : 1 -Calidad agrologica media: 2 -Calidad agrologica baja: 3 Finalmentesetienelassubclases,queagrupanalossuelosdeacuerdoala limitacinoproblemadeuso,siendonecesariopuntualizarladeficienciams relevantecomocausaldelimitacindeuso,esdecirquerepresenteelfactor limitantequedefinelaclasificacindeundeterminadosuelodentrodeunaclasey grupo de capacidad de uso mayor, tal como se indica lneas abajo: -Deficiencia o limitacin por suelo (factor edfico): s -Deficiencia o limitacin por sales : l -Deficiencia o limitacin por topografa (factor relieve) : e -----------------------------------------------------------------------------------------------------------14 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao -Deficiencia o limitacin por drenaje (factor drenaje): w -Deficiencia o limitacin por Inundacin: i -Deficiencia o limitacin por Clima (factor climtico): c Los tipos de Capacidad de Uso Mayor encontradas se detallan en el tabla N 05 TABLA N 05 SISTEMA AMPLIADO DE LA CAPACIDAD DE USO MAYOR DE LAS TIERRAS DEL PERU Categoras de Suelos Grupo de uso mayorClaseSub clase SMBOLO APTITUD DE USO SMBOLO CALIDAD AGROLGICA SMBOLO LIMITACIONESO DEFICIENCIAS A Cultivosen limpio A1AltaSSuelo (edficos) A2MediaWDrenaje A3BajaEErosin (pendiente) C Cultivos permanentes C1AltaCClima C2MediaLSalinidad C3BajaIInundacin PPastos. P1AltaEstaslimitacionesseaplicanalas combinacionesdegrupoyclasetambin pueden ser una o ms, para cada una de ellas. P2Media P3Baja F Forestales de produccin F1Alta F2Media F3Baja XProteccin Fuente: Elaboracin Propia D. Clasificacin de tierras segn su aptitud para riego. Lafinalidadprincipaldeunaclasificacindetierrassegnsuaptitudpara riego, consiste en separar las tierras aptas de las no aptas, para propsito de riego, de acuerdo a sus caractersticas de suelo, topografa y drenaje. Sellamatierrasaptasparaelriego,aaquellasqueproporcionndoleslas mejorasnecesariasreferentesalagua,tienenunacapacidadsuficientecomopara producir en forma econmica bajo una agricultura de riego.Asimismo,sellamatierrasnoaptasparaelriegoaaquellasquenoobstante habrselesaplicadolasmejorasnecesarias,notienencapacidadparaproducir econmicamente bajo una agricultura de riego. El actual sistema de clasificacin de la tierra comenz con una aprobacin del Acta FactsFinders, el 5 de diciembre de 1924. El estudio continuo y la experiencia -----------------------------------------------------------------------------------------------------------15 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao acumuladadurantelosaostranscurridoshandadoporresultadoeldesarrollode lastcnicasyespecificaciones,yseutilizaprincipalmenteconfineseconmicos. (13)(40) 1)Factores econmicos. a.Capacidad productiva. Lacapacidadproductivaconnotalaadaptabilidadyelrendimientodelos cultivos y es de importancia primordial para determinar el grado de aptitud del suelo paraelriego.Elvalordecualquiersuelodependeconsiderablementedesu capacidad para producir cosechas de uso para el hombre. (13) b.Costos de produccin. Loscostosdeproduccin,talescomolosdestinadosalamanodeobra, enmiendas al suelo, equipo y agua, estn relacionados no solamente con el tipo de cultivo,sinotambinconlosfactoresfsicosytienenefectocorrespondientealas especificaciones para la clasificacin de la tierra.(13) c.Desarrollo de la tierra. Laaptituddelastierrasparaelriegoestadirectamenterelacionadaconel desarrollo de las mismas. Esto incluye los costos de desmonte y limpieza, nivelacin, emparejamiento,construccindedrenesyotros.Elcostodedesarrollodelatierra esta determinado, en buena parte, por las caractersticas topogrficas.(13) 2)Factores fsicos. a.Factor suelo. Estefactorserefierealascaractersticasdelperfiledfico,talescomo: profundidad, textura, estructura, pedregosidad o gravosidad, presencia y profundidad de aguas freticas, fertilidad, salinidad, etc.; caractersticas que muchas de ellas son posiblesdecorregiromodificarsusinfluencias,medianteprcticascomodrenaje, seleccin de cultivos, preferencia de riego, etc. (13) b.Factor topografa. Estefactorestacondicionadoportresaspectosprincipales;gradode pendiente, carcter de la superficie y posicin. (13) -Grado de pendiente. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------16 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao Se refiere a la gradiente del terreno, siendo la ms conveniente aquella que permita un escurrimiento normal, que no sea rpido ni lento, de tal modo que no erosione el suelo, ni provoque anegamiento, o sea, que corresponda a las pendientes mnimas. En lo referido a la pendiente, debe considerarse especialmente la susceptibilidad de lossuelosalaerosin.Paraestoestanimportanteelporcentajedelapendiente como su uniformidad. -Carcter de la superficie. Se refiere al mayor o menor grado de uniformidad de la superficie del suelo; grados de los que depende la eficacia. Adems, el carcterdelasuperficieesdemuchointersdesdeelpuntodevistadela nivelacin y el probable efecto de esta sobre la fertilidad. -Posicin. De acuerdo a este aspecto se consideran tres tipos de posicin: Aislada: Que se encuentra muy distante de la fuente de riego o separada de esta por obstculos difciles de franquear. Baja: Que seria susceptible a inundaciones, por encontrarse a cotas inferiores a las del nivel promedio de la zona de riego. Alta:Quenecesitatrabajosespecialesdeingenieraparaelevarelaguaaniveles superiores. c.Factor drenaje. Es un factor muy importante y se refiere a la rapidez con que el agua es eliminada delperfildelsuelo,seencuentrantimamenterelacionadoconlapermeabilidaddel suelo,latopografaylaprofundidaddelnivelfretico.Esmuyimportante, especialmenteeldrenajeinterno,yaqueinfluyeconsiderablementeenlafertilidad, costo de produccin, adaptabilidad de los cultivos y otros. (13) 3) Unidades de clasificacin. Con las consideraciones anteriores y de acuerdo con la clasificacin adaptada por la ONREN (Oficina Nacional de Evaluacin de Recursos Naturales, actualmente convertidaenINRENA)delU.S. WatherBureau,setienequeexisteunacategora ms alta que divide a las tierras en tres grupos: -Tierras aptas para el riego -Tierras de aptitud limitada -Tierras no aptas -----------------------------------------------------------------------------------------------------------17 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao Estosgrupossesubdividenenclasesdeaptitud,quesonlasunidadesbsicasde acuerdo a sus limitaciones para el riego. El primer grupo se subdivide en tres clases deaptitud:Clase1,Clase2yClase3,enlasqueaumentanprogresivamentelas limitacionesparaelriego.Elsegundogrupo,solorepresentaunaclasedeaptitud, Clase 4, que es de aptitud limitada. Finalmente, el tercer grupo se subdivide en dos clasesdeaptitud,Clase5yClase 6,quesonconsideradasnoaptas paraelriego. Generalmente, la Clase 5, se consideran como una agrupacin transitoria; las tierras incluidasdentrodeestaclasedebenexcluirsetemporalmentedelosproyectosde riego, hasta que se disponga de estudios de ingeniera y econmicos que permitan su catalogacin definitiva. Lasclasessesubdividenasuvezensubclases,quesealaneltipode limitaciones o deficiencias dominantes por el suelo, por topografa o por drenaje, que constituyen las deficiencias o subclases bsicas.(13) 4) Clases de capacidad de riego. Las unidades bsicas para identificar las tierras de acuerdo a su aptitud para el riego son las clases y dentro de ellas las subclases. El nmero de clases que se llevanalplanoenunestudiodependedelgradodedetallerequeridoporel levantamiento, conforme a los objetivos perseguidos. (30)(35) LaU.S.BureauofReaclamation,estableceseisclasesdetierra,segnsu utilidad para la agricultura con riego: -Clase 1: Tierra arable; color amarillo en el mapa. -Clase 2: Tierra arable; color verde en el mapa. -Clase 3: Tierra arable; color azul en el mapa -Clase 4: Tierra arable limitada; color castao (marrn) en el mapa. -Clase 5: Tentativamente no arable; color rosado en el mapa. -Clase 6: Tierra no arable; sin color. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------18 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao 5) Descripcin de las clases. A. Clases de tierras irrigables. Esta clase comprende un grupo de suelos que son similares respecto al grado delimitacionesyriesgosparasuusoenlaagriculturabajoriegoyquepueden afectar el uso agrcola de la tierra. Dentro de este grupo se tiene las siguientes clases: (30)(35) a.Clase 1: Apta. Comprendelastierrasquesonmuyapropiadasparaelriegoycapacesde producir altos rendimientos en una variada gama de cultivos y a costos econmicos. Sonplanas,conpendientessuaves,profundas,texturasmedias,estructurasque permitenunafcilpenetracindelasraces,friables,condrenajenormalyuna suficientecapacidadderetencindeagua.Norequierenobrasespecialesde drenaje, no estn expuestas a la erosin y su explotacin es relativamente fcil. Los suelos de esta clase son los ms apropiados para el riego y tienen pocas limitacionesquerestringensuuso.Estncasianivel,sonprofundos,permeables, bien drenados y con buena capacidad de retencin de humedad. b.Clase 2: Apta. Incluyeaquellastierrasquesonmoderadamenteapropiadasparaelriego debidoasuscondicionesalgoinferioresalasdelaclase1;suadaptacinatodo tipodecultivosesaveceslimitadayloscostosparaintroducirelriegooparasu explotacin son un poco ms elevados. Estas tierras no son tan aptas como las de la Clase1debidoaquepresentanciertasdeficiencias.Porejemplo:puedenposeer unacapacidadderetencindeaguamasbaja,puedensermoderadamente permeabledebidoatexturaspesadasoalapresenciadealgnmaterial impermeableenelsubsuelo,otenermoderadasconcentracionessalinas. Topogrficamente,puedenrequerirtrabajosdenivelacinacostosmoderadosy sistemasescogidosderiegodebidoapendientesalgopronunciadasuobras especiales de drenaje, cuando por su posicin se dificulta el desage natural. Los suelos de esta clase son moderadamente apropiados para riego y tienen algunaslimitacionesquereducenelnmerodecultivosorequierendeprcticas moderadas de conservacin.Tienen ligeras limitaciones con respecto a cualquiera de las caractersticas del suelo de la Clase 1, por lo que se les coloca generalmente en la Clase 2. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------19 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao c.Clase 3: Apta. En este grupo se encuentran las tierras que poseen condiciones para el riego, peroquesuaptitudestaclaramenterestringidaporunaomsdeficienciasgraves delsuelo,topografaodrenaje.Unatierradeestaclasepuedetenerbuenas condiciones de topografa y de drenaje, pero presentan suelos de mala calidadque restringenseriamentesuusoparaloscultivos,orequerirgrandescantidadesde aguaoprcticasespecialesderiegoparasuexplotacinonecesitartrabajos intensivos para mejorar su baja fertilidad. La correccin de cualquier deficiencia, ya sea topogrfica o de drenaje, es a costos elevados. Los suelos de esta clase son poco apropiados para el riego y tienen severas limitacionesquereducenel nmero decultivosorequierendeprcticasespeciales de conservacin o ambas cosas. B. Clase de tierra de aptitud. a.Clase 4: Apta limitada. Arable limitada. Tierras que tienen excesivas deficiencias o utilidad restringida yque,conestudioseconmicosespecialeseingeniera,handemostrado segregable,perodeescasovalor.Incluyeaquellasdeaprovechamientolimitado debidoaquepresentaunaovariasdeficienciasexcesivasenlosfactoressuelo, tipografaodrenaje,peroqueposeenalgunautilidadespecificaqueencierta circunstancia pudieran garantizar su desarrollo. Lossuelosdeestaclasesonlosmenosapropiadosparariegoytienen severaslimitacionesquerestringenelnmerodecultivos;requierendeunmanejo muycuidadosoydeprcticasespecialesdeconservacinounacombinacinde ambos.Lossuelosdeestaclasedebensercapacesdeproducircosechaaunque sea porescasomargeneconmico.Lascaractersticasdelossuelosdeestaclase son:suelossuperficiales,bajacapacidadderetencindehumedad,muybaja permeabilidad,altamentesalinosysdicos,mantofreticoaltoquenopuedeser abatido,sonlosmuyrocososopedregosos,pendientesexcesivas,escarpadaso demasiado ondulados o suelos con una susceptibilidad muy alta a la erosin. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------20 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao C. Clases de tierras no aptas. a.Clase 5: No Apta. Noarable.Tierrasquerequierenestudioseconmicosydeingenierapara determinarsucapacidadderiegoytierrasreclasificadascomotemporalmente improductivas. Esunaagrupacintransitoria.Comprendeaquellastierrasquedeben eliminarsetemporalmentedelproyectoderiegodebidoasuscondiciones indeseables de alcalinidad, salinidad, drenaje y ubicacin. La capacidad definitiva de estastierrasdebeserestudiadaposteriormente.Encasoqueseadeterminadasu aptitudparaelriego,continuarancomoClase5hastaquesumejoramientosea completado.Sisedeterminaqueesteesantieconmico,pasaranalaClase6.La Clase 5 solamente debe ser individualizada cuando las condiciones existentes en el rearequieranunaconsideracinespecialquejustifiqueposteriormenteestudios econmicos y de ingeniera. Estaclasetienecondicionesespeciales.Sussuelos norenenelmnimode requerimientosparaclasificarlosenlasclases1;2;34.Sinembargo,con condicionesclimticasfavorables,manejoespecialypracticasdeconservacinde suelo y agua, se les puede adaptar a ciertos tipos de cultivos.b.Clase 6: No Apta. Noarable.Generalmenteincluyetierrasescabrosasofuertemente erosionadas;tierrasconsuelodetexturamuygruesa;osuelospocoprofundos sobre grava, pizarra,arenisca o estrato duro limonitico, y tierrasque tienen drenaje adecuadoyaltaconcentracindesalessolubles.Lastierrasincorporadasaesta clase se consideran eliminadas definitivamente del proyecto de riego, debido a que norepresentanlosrequerimientosmnimosexigidosparalasclasesanteriores tambin se incluyen pequeas reas regables aisladas y en general aquellas tierras detopografamuyquebrada,conpendientesmuypronunciadas;contexturamuy ligerasygruesasopesadas;sonsuelosmuydelgadossobregrava,rocao materialessimilares;condrenajeinadecuadoyaltasconcentracionesdesales solubles. Los suelos de esta clase son impropios para el riego.No renen el mnimo de requerimiento para clasificarlos dentrode las clases anteriores, estn fuera del alcance del agua de riego o caen fuera delrea irrigable considerada. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------21 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao D. Subclases de tierras irrigables. Sonagrupacionesdentrodecadaclase.Lasubclaseseidentificaconletras minsculas.Cuandolossuelostienenmasdeunalimitacin,primeroseescribela dominante y luego las dems en el siguiente orden: s, t, w, e. Las cuatro limitaciones de la subclase son: (30)(35) a.Subclase (s). Correspondealimitacionesdesuelo enlazonaradicular,comprendesuelos cuyaslimitacionesenlazonaradicularsonlosriesgosolimitacionesdominantes parasuuso.Estaslimitacionessonelresultadodefactorestalescomo:suelos superficiales, pedregosos, baja capacidad de retencin del agua, muy baja fertilidad y presencia de salinidad o alcalinidad. b.Subclase (t). Correspondealaslimitacionestopogrficas,comprendesuelosdondela topografaeslalimitacinoriesgodominanteparasuuso.Pendientesinclinada, onduladas,escarpadasounacombinacindestascausanlimitacionesenel manejo del agua de riego. c.Subclase (w). Corresponde a la limitacin por exceso deagua, comprende suelos donde el excesodeaguaeslalimitacinoriesgodominante parasu uso. Elcriterioquese sigue para la determinacin de cuales son los suelos pertenecientes a esta subclase es: drenaje deficiente, humedad, napa fretica alta e inundacin. d.Subclase (e). Correspondealaslimitacionesporerosin;comprendesuelosdondela susceptibilidad a la erosin o al efecto de antiguas erosiones es el problema o riesgo dominante para su uso. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------22 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao TABLA: N 06IDENTIFICACION DE LAS CLASES DE SUELOS SEGN SU APTITUP DE RIEGO POR COLOR ClaseColor 1 2 3 4 5 6 Amarillo Verde Azul Marrn Rosado Sin color Fuente: Manual de Evaluacin de Suelos Storie R. E. (1970) 2.2.ESTUDIO DEL AGUA EN ELSUELO. 2.2.1. Propiedades del agua a.- Propiedades fsicas del agua. a.Densidad.- Esta definida como la masa por la unidad de volumen su valor se da como (1) y alcanza su mximo cerca de los 4 C a presin normal. b.Calor especifico (capacidad calrico).- Es la cantidad de calor necesario para elevar1C,atemperaturade14.5a15.5C.Elaguaseusaparadefinirla unidad de calor, que es la calora, asi el calor especifico del agua es de 1 cal / gramo a 15 C. c.Punto de Ebullicin y Congelacin del Agua: -Elpuntodeebullicin.-Eslatemperaturaalacualelaguapasadelestado liquidoalestadodevapor,dondelapresindevapordeaguaesigualala presin atmosfrica. -Puntodecongelacin.-Eslatemperaturaalacualelaguapasadelestado liquido al estado slido, es decir se solidifica. d.PresindeVapor.-Encualquiermezcladegases,cadagasejerceuna presinparcialindependientedelosotrosgases.Lapresinparcialejercida por el vapor del agua se denomina presin de vapor. e.CalorLatentedeSolidificacinoFisin.-Eslacantidaddecalorrequerida paraconvertir1gramodehieloenagualiquidapermaneciendoconstantela temperatura.Cuando1gramodeaguasecongela,liberaelcalorlatentede fisin equivalente a 79.9 cal / gr. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------23 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao f.Calor Latente de Vaporizacin.- Cantidad de calor requerida para convertir un gramo de agua a un gramo de vapor a la misma temperatura (539 cal). g.FuerzaAdhesivadelAgua.-Acausadesunaturalezapolar,elaguaes atrada por muchas otras sustancias que son empapadas por ella. h.TensinsuperficialoFuerzadeCohesindelagua.-Lafuerzadecohesin del agua se define como la fuerza de atraccin entre molculas que sugiere la existenciadeunapelculaenlasuperficiedeloslquidosysemideen dinas/cm. i.Viscosidad.-Eslaresistenciaquepresentadicholiquidoafluir,como resultadodelainteraccinocohesindesusmolculas.Laviscosidades inversamente proporcional a la temperatura de un lquido. j.ConductividadTrmica.-Eslacapacidaddeunasustanciaparatransferir calor de una molcula a otra. Se define como la cantidad de calor transmitida a travs de una sustancia por unidad de seccin transversal. k.ResistenciaElctrica.-Esla oposicinquepresentaunconductormetlicoo electrolticode1cmdelargoy1m2dereatransversal,alpasodela corriente elctrica se expresa en omhs / cm. l.ConductividadElctrica.-Eslareciprocadelaresistenciaelctricayse expresaenmhos/cm,cabeaclararaqueestaunidadesmuygrandeypor ello la mayor parte de las soluciones tiene una conductividad menor que dicha unidad.(28) b.Propiedades qumicas del agua a.Enlace inico.- Los electrones exteriores de los elementos pueden reaccionar devariasmanerasparaefectuarcombinacionesqumicasysedenomina valencia inica. b.Elaguaylaunindehidrogeno.-Otrotipodeuninmasintensaymas comnquelainica,eslallamadaunincovalente,enelcasodelagualos dostomos dehidrgenos unidosporenlacecovalentealtomo deoxigeno noseencuentranunafrentealotrosinoquesobreelmismoplanoestn formando un ngulo de 105 con respecto al ncleo del oxigeno. c.Elaguacomosolvente.-Debidoasucarcterbipolar,elaguadisuelvemas substanciasquecualquierotroliquidocomn,estose produce porquetiene una constante dielctrica muy alta. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------24 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao CLASES DE AGUA Agua Gravitacional Agua Capilar Agua Higroscopica 0 DESCENSO DE AGUA d.Soluciones.-Lassolucionesquecontienencantidadesdesolutopordebajo del punto de saturacin se llaman concentradas, si la cantidad es aun mucho menor se llaman diluidas o muy diluidas.(28) 2.2.2.Clases de agua en el suelo. 2.2.2.1.Agua gravitacional. Eselaguadeexcesoquesemueveporgravedaddespusdehabersido saturadoelsuelo,noesretenidaporelsuelo,elaguaseencuentraenlosmacro poros y su presencia es negativa para la produccin. (28) 2.2.2.2.Agua capilar. Eselaguatilparalaplanta,sepresentaensuelosideales(francos),esta agua es retenida por fuerza de tensin en los micro poros, su presencia es ideal en las plantas y esta comprendido entre la capacidad de campo y el punto de marchitez permanente. (29) 2.2.2.3.Agua higroscpica. Eselaguaquenoesaprovechadoporlasplantas,sepresentaensuelos secos y es retenida por la fuerza de absorcin que depende de la matriz del suelo. Estretenidoatensionesmayoresde4.2atmsferasyestacomprendidoentreel punto de marchitez permanente y el punto de higroscopicidad. (29) -----------------------------------------------------------------------------------------------------------25 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao 2.2.3.Calculo de volumen de agua. El volumen de agua es la cantidad contenida hasta una profundidad del suelo. Seusaparadeterminarlacantidaddeaguaqueunsuelocontieneopuede almacenar, con la finalidad de expresar la cantidad de lluvia o hasta que profundidad mojara la lluvia o la aplicacin de agua de riego para un cultivo. (30) DaDsx S P A V A . . . % . . % =Donde: %A.V =Porcentaje de agua, en base a volumen. %A.P.S =Porcentaje de agua, en base a peso seco en estufa. Ds =Densidad del suelo. Da =Densidad del agua. 2.2.4.Contenido de humedad del suelo 2.2.4.1.Humedad gravimtrica. Eslaexpresindelcontenidodeaguaenunsuelo,conrelacinalpesode suelo seco. 100 xPssPaHg =Donde: Hg=Humedad gravimtrica (%) Pa=Peso del agua (g) Pss=Peso del suelo seco en estufa a 105C (g) 2.2.4.2. Humedad volumtrica. Eslaexpresindelcontenidodeaguaenunsuelo,conrelacinalvolumen total del suelo. 100 xVsVaHv =Donde: Hv=Humedad volumtrica en porcentaje Va=Volumen de agua Vs=Volumen total de suelo. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------26 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao 2.2.5.El potencial del agua en el suelo Elaguaenelsueloestacontinuamentebajoinfluenciadeunaomsfuerzasque determinen su estatus de energa potencial y es importante debido a su relacin con la retencin y movimiento del agua en los suelos .el potencial del agua se define por la siguiente expresin: (32) p o m g Total + + + = Donde: presion de Potencialosmotico Potencialmetrico Potencialio gravitator Potencialpomg====.. 2.2.6.Movimiento del agua en el suelo. El agua se mueve como un flujo liquido en suelos saturados, y como vapor en suelos no saturados. El flujo causa una reduccin en el contenido de agua donde el potencialesaltoeincrementaelcontenidodeaguadondeelpotencialesbajo.La tendenciaenelflujoesreducirladiferenciaenpotencialyestablecerunequilibrio caracterizado por ausencia de movimiento de agua, el cual nunca se logra porque el cambioencontenidodehumedadespermanente,bienseaporperdidas,por evaporacin y/o por drenaje, o desde el suelo por las races hacia las hojas y hacia la atmsfera o porque hay adiciones por lluvia o por irrigacin. Elmovimientodelaguaenelsueloescontroladopordosfactores,la conductividad hidrulica del suelo, o sea la habilidad del suelo para transmitir agua y por la diferencia de los potenciales del agua. (43) 2.2.6.1. Flujo saturado Se produce cuando el sistema poroso esta lleno de agua y por lo tanto esta sujeto al efecto de la fuerza de la gravedad. Enlossuelosdurapoco(2448horas)amenosqueexistaunimpedimento mecnico que impida la evacuacin del agua. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------27 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao Condicionadoporlafuerzahidrulicaqueimpulsaelaguaatravselsueloyla conductividadhidrulicaofacilidadconqueelsuelopermitaestemovimiento.Las fuerzashidrulicasdependendelafuerzadelagravedadydelaalturadelagua sobre el punto del perfil considerado. Laconductividadhidrulicadependedelascaractersticasdelsueloporoso (dimetro,tortuosidad)yelflujoesproporcionalalacuartapotenciadelradiodel poro (flujo de un por de un milmetro es igual al flujo de 10.3000 poros de 0.1mm.). Los macroporos son los afectados por el flujosaturado; La conductividad hidrulica es sensiblemente constante en condiciones isotermas y de flujo saturado. Elflujosaturadoesfundamentalmentevertical,porefectodelefectodegravedad, pero tambin horizontal aunque de menor magnitud. (18) 2.2.6.2. Flujo no saturado Se produce cuando los poros estn parcialmente rellenos con agua, por lo tanto no estn sujetos al efecto de la gravedad. Es el mas frecuente en condiciones de campo El flujo es lento y esta sujeto a un gradiente de tensin de humedad entre zonas vecinas y consiste en un ajuste de pelculas de agua a las partculas del suelo. La fuerza hidrulica esta constituida por un gradiente de tensin de humedad La conductividad hidrulica es mayor en suelos arenosos que en los arcillosos a bajos niveles de tensin y al contrario a tensione altas. Laconductividadhidrulicavaraamedidaquedisminuyeelcontenidode humedad del suelo. Cuando el suelo esta relativamente seco es importante la transferencia del agua en forma de flujo de vapor con gran influencia de los gradientes trmicos .(18) 2.2.6.3. Infiltracin. Lainfiltracineslaentradadelaguaalsuelo,atravsdelainterfasesuelo-atmsfera, es decir desde la superficie hacia las capas mas profundas del perfil del suelo.Esteproceso,aligualqueelmovimientodelaguaenelsuelo,obedecea gradientesdepotencialhdricoytambinescontroladoporlacapacidaddelsuelo para permitir el paso del agua a travs de sus poros. (05)(13)(29) -----------------------------------------------------------------------------------------------------------28 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao Cuandoelgradodeinfiltracinesalto,menorcantidaddeaguacorrerporla superficiedelsueloysereducirlaerosin.Deestamaneralascantidades mximas de escurrimiento sern menores. Enlossistemasderiegoporaspersin,paraprocedimientodediseosetomaen cuentalavelocidaddeinfiltracindelsuelo,comofactorimportanteenlaeleccin delaspersor,cuyapluviometradelaspersordebesermenoroigualalavelocidad de infiltracin del suelo. Caso contrario producir escorrenta. 2.2.6.3.1. La infiltracin de agua en el suelo Se entiende como tal el paso del agua a travs de la superficie del suelo y tiene gran importancia en elproceso de riego. Lavelocidaddeinfiltracinquesemideenmm./h,limitaelritmodeaplicacinde agua al terreno para que no haya escorrenta y depende principalmente de: Tiempo de infiltracin. El contenido inicial de agua en el SueloLa conductividad hidrulica saturadaEl estado de superficie del sueloLa presencia de estratos de diferente textura. Lainfiltracinacumulada,quenormalmentesemideenmm.,representalacalidad totaldeaguaquehapasadoatravsdelasuperficiedelsueloenuntiempo determinado, y se deduce por tanto a partir de la infiltracin .La variacin de ambos con el tiempo determinado. (43) En la figura N 01, estima la velocidad de infiltracin en funcin a la textura del suelo. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------29 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao Figura N 01 Estimacin de la velocidad de infiltracin en funcinde la textura del suelo -----------------------------------------------------------------------------------------------------------30 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao 2.2.6.4.Factores que intervienen en la infiltracin. a.- El suelo Elsueloactaesencialmentecomounmedioporosoqueproporcionanungran numero de canales para que el agua penetre a travs se su superficie. El aumento del contenido de materia orgnica en el suelo(Textura ligera), tiende a aumentar la capacidad de infiltracin debido a su increment de la porosidad. Elsuelopesado(arcilloso)lavelocidaddeinfiltracinespequeaporesosuelen realizarse aplicaciones ligeras y frecuentes de agua mediante el riego. (17) Caractersticasdelsuelo.Enrelacinconelestadodelasuperficie,porosidad, textura, sellado y encostramiento, pedregosidad, rugosidad, textura, contenido inicial dehumedad.Adems,conductividadhidrulicadelosdistintoshorizontes, almacenamiento de agua del perfil, sanidad y modicidad de agua (18) Elsiguientecuadronosmuestralaintensidaddeaplicacinenfuncinaltipode suelo. TABLA N 07INTENSIDADES MAXIMAS DE APLICACIN DE AGUA, EN FUNCION AL TIPO DE SUELO Tipos de suelo Intensidad mxima de aplicacin (mm/hr) Ligero Medio Pesado 25a15 15a10 10a3 Fuente: Riego por Aspersin-Walter Olarte Hurtado (2002) b.- Vegetacin En general la cobertura vegetal y las condiciones en que se encuentra la superficie delsuelo,tienenmayorimportanciasobrelainfiltracinqueeltipoytexturadel suelo. c.- Pendiente del terreno. Elefectodelapendientedeterminalavelocidaddeinfiltracindelossuelosson menores parmetro que se toma en cuenta para los diseos de sistema de riego. La razn por la cual hay la necesidad de ajustar la intensidad de aplicacin de riego, de acuerdo al siguiente cuadro (32) -----------------------------------------------------------------------------------------------------------31 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao CUADRO N 01: REDUCCION DE LA INTENSIDAD E APLICACIN EN FUNCION A LAPENDIENTE Fuente: Curso en Riego andino (IV) (2000) GPER- INKA. 2.2.6.5. Mtodos para determinar la infiltracin. Existen varios mtodos para medir la infiltracin y as determinar la capacidad de infiltracin de un suelo, entre los que tenemos: (05)(13)(29) a.Mtodo basado en el anlisis de los registro de precipitacin y escorrenta de una cuenca natural. b.Medida con infiltrmetros. c.Anlisis de infiltracin por surcos. d.Mtodo consistente en uso de radio istopos. 2.2.6.6. Tipos de infiltrometros. -Infiltrmetro de Muntz. -Infiltrmetro de Kohnke. -Infiltrmetro de anillos concntricos. Infiltrmetro de Anillos Concntricos. Paraelpresentetrabajosehaelegidoesteinstrumentoporlasdiferentes ventajasqueofrece.Estaconstituidapordoscilindrosmetlicosconcntricosde2 mm. de espesor. El cilindro interno tiene una altura total de 35 cm. por un dimetro de 11.28 cm., que hace una seccin de 100 cm2, de tal manera que 10 cm. de altura equivale a un litro de agua, a una altura de 6 cm. del borde inferior lleva un orificio de 0.5 cm. de dimetro para conectar el tubo metlico en comunicacin con otro orificio del cilindro externo. Pendiente del sueloReduccindela intensidad (%) 0 a 5 6 a 8 9 a 12 13 a 20 >a20 0 10 20 30 40 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------32 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao Elcilindroexternotieneunaalturatotalde25cm.y20cm.dedimetro, haciendo un rea de corona de 314.16 cm2 a una altura de 6 cm. del borde inferior llevadosorificiosde0.5cm.dedimetro,unodeellossecomunicaconelcilindro interno, a travs de un tubo metlico que marca la altura de la lamina de agua y el otro que marca la carga del cilindro externo. A un centmetro por debajo de estos orificios se encuentra el anillo tope cuyo radio de corona es de 3 cm. al costado del cilindro externo lleva una pequea mesita quesoportaaldepositodealimentacin,queesunabotelladevidrioaforada.Las pepitas de soporte estn al nivel del anillo tope a los costados superiores del anillo externo llevan dos manubrios que sirven para introducir al suelo el instrumento. Los dos cilindros estn equidistanciados fijamente por cuatro radios en su parte superior y por otros cuatro en su parte inferior. (29)(34) 2.2.6.7. Unidades de infiltracin. a.Velocidad de Infiltracin Instantnea (l). Llamadatambininfiltracinparcial,esdefinidacomolavelocidaddeentrada vertical del agua en el perfil del suelo. Este hecho indica que la velocidad de infiltracin de un suelo no es un dato puntual, sinoquevaraconeltiempo,siendoelevadoaliniciodelprocesocuandoelsuelo estasecoyvadisminuyendoamedidaquetranscurreeltiempo,cuandose humedece, hasta hacerse constante en el tiempo cuando este se satura. Muchos estudios se han efectuado alrededor de la infiltracin del agua d el suelo. El ms simple y que se mantiene vigente es el efectuado por Kostiakov, lens y Cridle, elcual manifiestaquela funcin quedescribelavelocidaddelainfiltracin en un momentocualquieradelprocesodescribeunacurvacuyaecuacineslaforma exponencial siguiente: (13)(35) boaT I = Donde: I= Velocidad de infiltracin, expresada en mm/hora, cm/hora, etc. To=Tiempodeoportunidad(tiempodecontactodelaguaconelsuelo),expresado en minutos u horas. a= Coeficiente que representa la velocidad de infiltracin para To = 1.0 min. b= Exponente que varia entre 0 y -1. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------33 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao b.Infiltracin acumulada o lmina infiltrada acumulada (l.acum.) Es la cantidad de agua que se va acumulando en todo el proceso de riego. La funcindeinfiltracin seobtieneporintegracindelaecuacinanterior,resultando la expresin:(13)(35) 11++=bo acumTbaI c.Velocidad de infiltracin bsica (Vlb) Llamadatambininfiltracinbsica,eselvalorinstantneocuandolavelocidadde infiltracin es menor o igual que el 10 % de su valor. El tiempo al cual se logra la velocidad de infiltracin bsica, se encuentra igualando la primera derivada de la ecuacin de infiltracin instantnea con el 0.1 de la misma ecuacin, llegndose a la expresin: (13)(35) Tb = -10b, en horas Tb = -600b, en minutos Luego reemplazando cualquiera de estas dos ultimas ecuaciones en la ecuacin de la infiltracin instantnea, se obtiene la tasa de la velocidad de infiltracin bsica: Ib = a bbTIb = a(-10b)b Ib= a(-600b)b Paracategorizarlosvaloresdelavelocidaddeinfiltracinbsicaenformarpida, generalmente se manejan los siguientes rangos:(29) Velocidad de infiltracin lenta 0.5 a2.00 cm. /hr Velocidad de infiltracin moderada2.1 a 13.00 cm. /hrVelocidad de infiltracin rpida> a 13.1 a2.00 cm. /hr -----------------------------------------------------------------------------------------------------------34 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao CUADRO N0.2: VELOCIDAD DE INFILTRACIONBASICADE LOS SUELOS SEGNSU TEXTURA Fuente: OLARTE H. WALTER. Manual de Gestin de Sistema deRiego por Aspersin en Laderas (2002) FAO d.Velocidad de infiltracin promedio. Llamadatambininfiltracinmedia,eslarelacinentrelainfiltracin acumulada (l.acum.) y el tiempo acumulado. La expresin es: (13)(35)oacumpTII = Reemplazando y simplificando se tiene: bo pTbaI1 += 2.2.7.Relaciones y constantesde humedad delsuelo. Deacuerdoalacantidaddeaguapresenteenelsuelo,esteadoptara diferentes nombres y presentara diferentes caractersticas: (13)(29)(35) 2.2.7.1. Saturacin. Se dice que un suelo se encuentraen estado de saturacin, cuando el agua ocupa todos los espacios vacos del suelo (macro y micro poros), es decir el agua a desplazado todo el aire del suelo.2.2.7.2. Capacidad de campo. Se dice que un suelo se encuentra en capacidad de campo, cuando el suelo retiene la mxima cantidad de agua que le permitasus microporosy cuando se ha recompuestoelaireenlosmacroporos.Esdecir,despusquehacesadodel drenaje libre de agua. Textura VIb (mm/hr) Arcilloso Franco Arcilloso Franco Limoso LimosoFrancoLimo arenosoArenoso limoso FrancoarenosoArenosoArenoso grueso 3,8 6,4 7,6 8,0 8,9 10,0 15,0 16,0 19,0 50,0 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------35 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao 2.2.7.3. Punto demarchitez permanente. Sedicequeunsueloseencuentraenelpuntodemarchitezpermanente, cuandoretieneunamnimacantidaddeagua,peroqueyanopuedeser aprovechadaporlasraces,locualocasionaunmarchitamientoirreversibleenlas hojas y consecuentemente la muerte de la planta. 2.2.7.4.Humedad disponible. Lahumedaddisponibleparalaplanta,eselaguaqueseencuentraentrela capacidad de campo y el punto de marchitez permanente. 2.2.ESTUDIO DEL AGUA. 2.3.1.El recursoagua Eselelementovitalparalasupervivenciaybsicoparaeldesarrollodela humanidad.Sepresentaenelgloboterrestreen97.20%comoaguasalada (Ocanos), en 2.15% (polares) y 0.65% como agua dulce y utilizable por el hombre. Lavidatalcomolaconcebimos,noesposiblesinagua.Enlanutricinyenel desarrollodetodoslosseresvivientesyenlasplantasenparticular,elpapeldel aguaesfundamentalbajoundobleaspecto;enunprimeraspectoelaguaesun elementoconstitutivodelaplantallamadaaguadeconstitucin,enunsegundo aspectoelaguaestambinvehculoquesuministraalaplantadelosdems elementos mineralesde su nutricin es el agua llamada vegetacional. (16) 2.3.2. El agua en el suelo El suelo es un sistema de gran complejidad, constituido por material slido, lquido y gaseoso.Lafaseslidapuedesermineraluorgnica;laporcinmineralesun conjuntodepartculasdevariostamaos,formasyestructuraqumicaylaporcin orgnicaincluyeresiduosvegetalesoanimalesendiferentesestadosde descomposicin, as como organismos vivos en plena actividad. La fase liquida es el agua, que llena total o parcialmente los espacios libres entre las partculas del suelo yquevariaensucomposicinqumicayensufacilidaddemovimiento.Lafase gaseosaodevaporocupaelespacioporosoentrelaspartculasdelsueloqueno estallenoconagua:sucomposicinvaraampliamenteenintervalosdetiempo relativamente cortos. (27) -----------------------------------------------------------------------------------------------------------36 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao Elsueloyelaguasonrecursosfundamentalesdelambientenaturalydela agricultura. 2.3.3. Calidad del aguade riego La calidad de agua es un factor importante para evaluar el suministro de agua deriegoydebepracticarseunanlisisprevioantesdedecidireltipodeaguaque debe emplearse para el riego. Aunque esto no es suficiente para evaluar la posible utilizacindeaguaparariego;loidealyrazonableesencontrarelpuntoclavede equilibrio entre la salinidad del agua y del suelo. (28)(35) 2.3.3. 1. Parmetros que definen la calidad de agua de riego2.3.3.1.1. Salinidad oconcentracintotaldesales solubles(TDS).-Unodelos aspectosmsinteresantesparaelriegoeselcontenidodesalesdelagua.Este contenidopuedeserpeligrosocuandoporencimadeungramoporlitro, contabilizndose en esta cifra todos los iones existentesen el agua. Este contenido se averigua midiendo la Conductividad Elctrica (CE) a 25C. Cuanto mayor sea el contenido de sales solubles ionizadas, mayor ser el valor de aquella. Como la mayora de las sales de inters son muy solubles e ionizables, se cumple la siguiente relacin: (7) TDS = CE x K Donde: TDS = Concentracin de sales totales (gr/It). CE = Conductividad elctrica a 25C (micromhos/cm). K = Constante de proporcionalidad (K = 0,64). Para que un agua se pueda utilizar en el riego debe tener una CE a 25C baja, pues a medida que aumenta ser menor el rendimiento en relacin con la nutricin de los cultivos. 2.3.3.1.2.Permeabilidad o peligro de alcalinidad o sodicidad.- Es de gran Importanciaelconocimientodelaproporcinrelativadesodio(Na)ycationes divalentes en el agua de riego por su efecto sobre la sodificacion y alcalinizacin del sueloporaccindelagua,afectandoenconsecuencialascondicionesfsicase hidrodinmicos de los suelos tales como la velocidad de infiltracin. El sodio tiene un -----------------------------------------------------------------------------------------------------------37 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao efecto dispersanteal ser intercambiado por los coloides del suelo, debido a su alta capacidad de in filtracin. UnindicadordelaconcentracinrelativadesodioeslaRelacindeAbsorcinde Sodio, expresado por: (31) 2+ + + +++=Mg CaNaRAS 2.3.3.1.3.Composicin inica especifica del agua.-Los iones que se investigan en un anlisis normal de agua para riego son: CUADRON 3: COMPONENTES CATIONICOS Y ANIONICOSDEL AGUA. Fuente: NUEZ V. FRANCISCO (2001), Proyecto de Riego por Aspersin en la localidad de Karhua Laconcentracindecadaunodeellosesvariable.Engeneral,entreloscationes son mas abundantes el Ca++y el Mg++entre los aniones, el Cl- y el =4SO . Contenido de Potasio ) (+K .- La presencia de K en el agua de riego es despreciable desde el punto de vista de aportacin de este nutriente al suelo. Contenido de Cloro ) (Cl .- Este ion es mas conocido por sus efectos, de todos los ionessalinos.Supresenciaenlasaguashacequeloscultivosquedenafectados con gran frecuencia de clorosis foliares seala como limite de toleranciapara aguas de riego 0.5 gr / lt. (7) ContenidodeSodio) (+Na .-esotrodelosionesresponsablesdelatoxicidad especificaenloscultivos.Estimamosqueconcentracionesenaguasderiego superiores a 0.2 o 0.3 gr / lt. (7) ContenidodeSulfato ) (4=SO.-Lapresenciadeesteionenelaguaderiego puededarlugaraproblemasdecorrosinenlasconduccionescuandoensu CationesAniones Calcio) (+ +CaMagnesio ) (+ +MgSodio ) (+NaPotasio ) (+K Cloruro ) (ClSulfato ) (4=SO Bicarbonato ) (3H COCarbonato) (3=CO -----------------------------------------------------------------------------------------------------------38 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao fabricacinhaintervenidoelcemento.Elriegodecorrosinesgrandecuandoel contenido de sulfatoses del orden 300 a 400 mg/lt. ContenidodeBoro(B-).-Esunelementotoxicoanivelesquealgunosautores siten,enelaguaderiego,en0.5mg/lt,nosiendoaconsejableutilizaraguasque superenlos 2.5 mg /lt. (7) Contenido de Carbonato ) (3=CO .- Los carbonatos con frecuencia se encuentran en los suelos y aguas. Solubilidad y alcalinidad son elevadas, la cual es toxica para las plantas.Elexcesodecarbonatoocasionaladesagregacindelassemillascon perdidas de la estructura del suelo, disminucin de la permeabilidad, etc. ContenidodeBicarbonato ) (3H CO .-losbicarbonatossonmenosalcalinosy solubles que los carbonatos, debido a que el acido carbnico neutraliza en parte su efecto. 2.3.3.2.Otros parmetros para evaluar el agua de riego. a.Clima. La cantidad total de precipitacin as como su distribucin a lo largo del ao afectan el lavado natural de los suelos, eliminando gran parte de las sales acumuladas en la zonaradicular,estableciendodeestamanerayenformanaturalunbalance favorable de sales al trmino del perodo vegetativo. b.Suelos. Lascondicionesdedrenajefavorabledeunsuelo,determinadoporunaadecuada conductividadhidrulica,profundidaddelacapaimpermeableyunbuenespacio porosodrenablefavorecenlarpidaevacuacindelassalesdelacapaarabley zona radicular a niveles muy profundos. c.Cultivos. El consumo de agua por las plantas y la lgica abundante aplicacin de este lquido alasespeciesexigentes,influyetambinenlarpidasalinizacindelsuelo,as mismolasprdidasporpercolacinqueafectanellavadodelassales;puesla evapotranspiracin real de cada especie es diferente. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------39 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao d.Manejo del agua de riego. El mtodo de riego por adoptarse en un proyecto puede depender estrictamente de la calidad del agua empleado. Es as, si ella tiene considerable cantidad de Na+ y Cl- puederesultarperjudicialparalashojasdelasplantascuandoseaplicariegopor aspersin. TABLA N 08 TABLA DE DATOS PARA CALCULO DEL VALOR DE pHc. Concentraciones de iones del suelo (meq/lt) P (Ca + Mg + Na)P (Ca + Mg)P (CO3 + HCO3) 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.40 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 2.00 2.50 3.00 4.00 5.00 6.00 8.00 10.00 12.50 15.00 20.00 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 4.6 4.3 4.1 4.0 3.9 3.8 3.7 3.6 3.4 3.3 3.2 3.1 3.0 2.9 2.8 2.7 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 2.1 2.0 4.3 4.0 3.8 3.7 3.6 3.5 3.4 3.3 3.1 3.0 2.9 2.8 2.7 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 2.1 2.0 1.9 1.8 1.7 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------40 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao 30.00 50.00 80.00 2.4 2.5 2.5 1.8 1.6 1.4 1.5 1.3 1.1 Fuente: Manual de Riego por Gravedad - Olarte H. Walter (1987) TABLA: N 09DIRECTIVAS PARA LA EVALUACION DELA CALIDAD DEL AGUA DE RIEGO (FAO 1976) Tipo de problemaGua de calidad del agua No hay problema creciente Hay problema grave Hay problema 1. Salinidad. ECI (mmhos/cm) 3 2. Permeabilidad (Na) - ECI (mmhos/cm). RASaj>0.50. 5-2024 3. Toxicidad especificaesssessssespecificaOXICIDAD INICA - Sodio (Na) Riego Superficial (RAS aj)9 Riego por Aspersin (meq/It)3 - Cloruros (Cl-) Riego Superficial (met/lt) 10 Riego por Aspersin (meq/It)3 - Boro (B) (meq/It)2 4. Efectos diversos- Nitrgeno NO3-N, NH4-N (mg/It) (mg/It) 30 - Bicarbonatos Con Aspersores (meq/It)< 1.51.5-8.5 >8.5 - pH (Gama normal 6.5 - 8.4) Nota: La gama inferior si ECi < 0.4 mmhos/cm La gama intermedia s ECi = 0.4 a 1.6 mmhos/cmEl lmite superior s ECi > 1.6 mmhos/cm. Estudio FAO Riego y Drenaje N21. La Calidad de Agua para la Agricultura. Fuente: Manual de Riego por Gravedad - Olarte H. Walter (1987) -----------------------------------------------------------------------------------------------------------41 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao 2.4.ESTUDIO DEL CLIMA. 2.4.1.El Clima. Es el conjunto de fenmenos meteorolgicos, que caracterizan el estado medio de la atmsfera en un punto de la superficie terrestre y que pueden tener influencia sobre la vida vegetal y animal. En el clima, es determinante no solo el ambiente aire, sino tambinelambienteterreno,estoesmasexactodesdeelpuntodevistaagrario, teniendo en cuenta las relaciones que existen entre el terreno y las manifestaciones atmosfricas. (21) 2.4.2.Factores que influyen enel clima Latitud.-Determinalamayoromenorinclinacindelosrayossolaresquellegan sobreundeterminadolugar,ascomoladuracindelosdas,lascaractersticas estacionalesquesonlascausasdemayoromenorcalentamientodelasuperficie terrestre. La curvatura de la tierra determina que la intensidad de la radiacin solar disminuya, en forma continua, desde el Ecuador hacia los polos, esto sucede debido a que un hazdeluzsolar,dedeterminadaseccinincidesobreunasuperficiedetamao crecienteamedidaqueaumentalalatitudporlainclinacindelejeterrestrela temperatura media anual a: 0 de latitud= 26.2 C 20= 25.0 C 50 = 5.8 80= -18.1 C La combinacin de la latitud con el ndice de amplitud trmica, permite determinar si unareginounazonapresentancondicionesclimticasfavorablesparala agricultura,estadeterminacinsepuededeterminarmediantelaexpresin matemtica siguiente: R = L / e Donde: R = relacin. L = Latitud. E = Amplitud trmica (M-m). M = Temperatura en C del mes mas Calido. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------42 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao M = Temperatura en C del mes mas fro. Si el valor de r es menorde 1.5, la regin es continental con tendencia a la aridez, si esta entre 1.5 y 3 es regin de transicin y si es mayor de 3 se acerca a una regin hmeda sin gran diferencia trmica. (21) Altitud.-Serefierealaalturadelazona,sobreelniveldelmar,yseexpresaen metros,lavariacinlatitudinal,tienerelacinconladisminucindeladensidaddel aire,enlospasescercanosal ecuadorlos cambiosdetemperaturase manifiestana medida que aumenta la altura. Relieve del suelo.- Con respecto a los rayos del sol. No es lo mismouna superficie planaqueunaaccidentadaysuorientacin,enelhemisferiosurtodaslasladeras devalles,uobjetosqueestnorientadosalnortetienenmejorclimaquelos orientados al sur. 2.4.3.Elementos del clima. Laobservacindelaatmsferaenunlugarymomentodado,nospermite determinarcualeslatemperaturadelambiente,humedadrelativa,presin atmosfrica,direccinyvelocidaddelviento,lanubosidad,etc.Fenmenos meteorolgicosqueenformaconjuntaconstituyenycaracterizanelestadodel tiempo,ysedefinecomoelestadoatmosfricoreinanteduranteunlapsoporlo generalbreveyauninstantedeterminadocomoelementosfundamentalesdel tiempo se tienen los siguientes: Radiacin solar Temperatura Presin atmosfricaViento EvaporacinHumedad atmosfrica NubosidadPrecipitacin acuosa ( lluvia, nieve, granizo) Fenmenos elctricos, pticos, acsticos, etc. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------43 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao Enlosobservatoriosmeteorolgicos,pormediodeinstrumentosadecuados,opor apreciaciones personales, ajustadas a escalas preestablecidas se procede a valorary registrar los distintos aspectos de cada uno de los elementos deltiempo. Losfenmenosmeteorolgicos,quecaracterizanelestadoatmosfrico,sonlos mismosquealsucederseentodolugardelatierraenelcursodelosdas,mes, estaciones y aos, constituyen los electos del clima, cuyos valores son susceptibles de ser calculados, cuando se dispone de observaciones practicadas sin interrupcin durante un lapso superior o igual a 30 aos. (21) 2.4.3.1. La radiacin solar. Eslaenergaqueemiteelsolyrecibidaenlasuperficieterrestre,eslafuentede casitodoslosfenmenosmeteorolgicosydesusvariacionesenelcursodelos das y de los aos. Radiacinsolar,procesofsicoquellegaallimitesuperiordelaatmsferay transmiteenergaenformadeondaselectromagnticasenlnearectayconuna velocidad de 300000 Km / seg. se propaga a travs del espacio sin necesidad de un medio material. Laradiacinsolar,influyeenlosdiversosaspectosdelavidadeplantas: Germinacin,fotosntesis,respiracinytranspiracinyengeneralsobreel crecimientovegetativoyreproductivo,laradiacinysurelacinconlasplantas cultivadas tienen varias aplicaciones practicas, tales como la seleccin de especies y variedadesparaunalocalidaddeterminada,lafechadesiembrapuedeser establecidaenbasealaduracindeldaylosrequerimientosdeluzdelas especies. De acuerdo con la hidrodinmica, se conoce que la energa se transforma pero nos epierde,deacuerdoaelloelejemplomsimportanteenlaagriculturae;esla ecuacin qumica de la fotosntesis, que en su forma ms simplificada es:(21) 2 2 2 2O O CH O H COENERGIA+ + (12000 caloras, energa que proviene del sol). -----------------------------------------------------------------------------------------------------------44 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao Medicin de la Radiacin Solar. Entrelosprincipalesinstrumentospara medirlaradiacinsolar,se mencionan, los siguientes: - El Heligrafo.- El Pirhelimetro. -Piranmetro.- Radimetro. 2.4.3.2. La Temperatura. Laradiacinsolarquellegaalasuperficiedelatierrasetransformaencalor.El caloresunestadolatentedelaenergadeuncuerpo,quesemanifiestaporun movimiento vibratorio molecular que se acelera cuando aumenta la temperatura y se desacelera cuando esta disminuye. Edling(1985)indicaunarpidadisminucindelasprdidasporevaporaciny arrastrecuandoeldimetrodegotapasade0,3a1mmascomounaalta dependencia de estas prdidas de la velocidad del viento. Estasprdidasporevaporacindeterminanlaintensidaddeaplicacindelagua durante el riego en funcin al clima, segn la siguiente tabla. TABLA N10INTENSIDADES MINIMAS DE APLICACIN DEAGUA EN FUNCION AL CLIMA. Clima Intensidad mnima de aplicacin (mm/hr) Clima desrtico caliente Clima desrtico fro Clima seco caliente Clima moderado Clima hmedo y fro 12.7a19.5 7.6a12.7 5.1a7.6 3.8a5.1 2.5a3.8 Fuente: Tesis-Quispe V. Ronald, Bellota R. Milton (2000) Medicin de la Temperatura. Las estaciones meteorolgicas disponen de un termmetro de mxima (mide la temperatura mas alta), de mnima (mide la temperatura mas baja) y algunas veces de un termgrafo. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------45 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao 2.4.3.3. La humedad atmosfrica. Expresaelcontenidodevapordeaguadelaatmsfera,vapordeaguaque provienedelaevaporacinquetienelugarenlosespejosdeagua,enlossuelos hmedos o a travs de la planta. La expresin mejor conocida y ms usada con referencia al vapor de agua, es la humedad relativa. Humedad relativa (HR). Sedefinecomolarelacinentrelacantidaddevapordeaguaquetieneel aire y la que tendra si estuviera saturado (expresada en porcentaje). 100 =EeR HDonde: E = Tensin mxima del vapor e = Tensin del vapor existente En los sistemas de riego, la humedad es determinante ya que en condiciones severas (baja humedad relativa) las eficiencias del sistema alcanzado son bajas, lo contrario sucede cuando la HR es alta. 2.4.3.4. Los vientos. El viento es aire en movimiento y es un factor que juega un papel fundamental enlasperdidaporevaporacinyarrastreproducidaduranteelprocesode aplicacinydondeeltamaodegotaylalongituddesutrayectoriadecada (distorsin de la uniformidad de riego) son factores fundamentales. Elespaciamientoentrelosaspersoresylateralesesunodelosaspectos fundamentalesenlosdiseosderiegoporaspersin,raznporlaqueeldimetro efectivodelaspersordebereducirseenfuncinalavelocidaddelviento,enel siguiente orden de magnitud; segn la siguiente tabla -----------------------------------------------------------------------------------------------------------46 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao TABLA N11 PORCENTAJE DE REDUCCION DEL DIAMETRO EFECTIVO DEL ASPERSOR EN FUNCION AL VIENTO. Velocidad del viento (m/seg) Porcentaje de reduccin (%) 4a6 8a9 10a11 10a12 18a20 25a30 Fuente: Manual de Riego-PLAN MERISS INKA (1997) a. La direccin del viento. Esladireccindedondesopla.Ladireccinseexpresausualmenteen trminosdelos16puntosdelarosadevientos(N,NNE,NE,ENE,etc.)para mediciones en la superficie, y para los vientos de altura, en grados a partir del norte, en la direccin de las manecillas del reloj. b. La velocidad del viento. Esta dada generalmente en metros por segundo, millas por hora o en nudos, la velocidad del viento se mide por medio de instrumentos llamados anemmetros. 2.4.4. Importancia del clima en la produccin El clima, es importante para la seleccin natural de las especies o variedades de las plantas, segn la adaptacin a determinadas condiciones ambientales. Sin embargo este proceso natural esta siendo modificado hasta cierto grado por el hombre, en su afndeobtenerproductosbiendefinidos.Porejemplolaobtencindeltrigode invierno con semillas tratadas tcnicamente, vacas con caracteres genticos de gran produccin lechera, ovinos de doble propsito, etc. El conocimiento e interpretacin racional del clima, pueden ser aplicados para: Planificar el trabajo de los campos de cultivoEstablecer los cultivos y seleccionar mtodos agrcolas para obtener los mejores resultados Determinar el tiempo favorable para las diferentes labores agrcolasPrever la aparicin de plagas y enfermedades Proyectar y ejecutar obras de drenaje -----------------------------------------------------------------------------------------------------------47 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao Establecer la defensa, contra heladas, inundaciones, sequas, granizadas, etc. Aprovecharotrasfuentesdeenergacomoelviento,laradiacinsolaryla energa mecnica. (21) 2.5.ESTUDIO HIDROLGICO. 2.5.1.La hidrologa. Eslacienciadelaguaenlatierra,porlocualtienerelacinpreponderante con la agricultura, permite cuantificar su volumen y sus movimientos. Lahidrologaversasobreelaguadelatierrasuexistenciaydistribucin,sus propiedades fsicas yqumicasy su influencia sobre le medio ambiente, incluyendo surelacinconlosseresvivos.Eldominiodelaideologaabarcalahistoria completa del agua sobre la tierra. Laingenierahidrolgicaincluyeaquellaspartesdelcampoqueataenaldiseoy operacin de proyecto de ingeniera para el control y uso del agua. (30) 2.5.2.Evaporacin. (EV) La evaporacin es el proceso por el cual el agua lquida se convierte en vapor deagua(vaporizacin)yseretiradelasuperficieevaporante(remocindevapor). El agua se evapora de una variedad de superficies, tales como lagos, ros, caminos, suelos y la vegetacin mojada. (FAO)(44) 2.5.3.Transpiracin. (T) La transpiracin consiste en la vaporizacin del agua lquida contenida en los tejidos de la planta y su posterior remocin hacia la atmosfera. Los cultivos pierden agua predominantemente a travs de los estomas. Estos son pequeos aberturas en la hoja de la planta a travs de las cuales atraviesan los gases y el vapor de agua de la planta hacia la atmosfera. El agua, junto con algunos nutrientes, es absorbida por las races y transportada a travs de la planta. La vaporizacin ocurre dentro de la hoja, en los espacios intercelulares, y el intercambio del vapor con la atmosferas es controlado por la abertura estomtica. Casi toda el agua absorbida del suelo se pierde por transpiracin y solamente una pequea fraccin se convierte en parte de los tejidos vegetales. (FAO). (44) -----------------------------------------------------------------------------------------------------------48 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao 2.5.4.Evapotranspiracin.(ET) La evaporacinylatranspiracinocurrensimultneamenteynohaymanera sencilladedistinguirentreestosdosprocesos.Apartedeladisponibilidaddeagua en los horizontes superficiales, la evaporacin de un suelo cultivado es determinada principalmente por la fraccin de radiacin solar que llega a la superficie del suelo. proyectamsymassombrasobreelsuelo.Enlasprimerasetapasdelcultivo,el aguasepierdeprincipalmenteporevaporacindirectadelsuelo,peroconel desarrollodelcultivoyfinalmentecuandoestecubretotalmenteelsuelo,la transpiracin se convierte en el proceso principal.(FAO).(44) 2.5.4.1. Evapotranspiracin de referencia (ETo). La tasa de evapotranspiracin de una superficie de referencia, que ocurre sin restricciones de agua, se conoce como evapotranspiracin del cultivode referencia, ysedenominaET0.Lasuperficiedereferenciacorrespondeauncultivohipottico depastoconcaractersticasespecficas.Noserecomiendaelusodeotras denominaciones como ET potencial, debido a las ambigedades que se encuentran en su definicin. Elconceptodeevapotranspiracindereferenciaseintrodujoparaestudiarla demandadelaevapotranspiracindelaatmosfera,independientementedeltipoy desarrollo del cultivo, y de las prcticas de manejo. El termino de evapotranspiracin referencial ET0, que es la perdida de agua de una cubiertavegetalabundante,sinsuelodesnudo,sinlimitacionesdesuministro hdrico,cuandolosfactoresmeteorolgicossonlosnicosquecondicionesdicha evapotranspiracin. (FAO) 2.5.4.2. Evapotranspiracin del cultivo (ETc). Si la evapotranspiracin se da en condiciones reales del suelo, es decir, teniendo en cuenta las variaciones de humedad del suelo, con una cubierta vegetal incompleta, comosucedenormalmenteconlamayoradeloscultivosseconocecomo evapotranspiracin real (Etr). LaETceslacantidaddeaguaperdidaporcomplejosueloplantadebidoa condiciones meteorolgicas, edafolgicas (que incluye el contenido de humedad y la fuerzaconqueesta esretenida), biolgicas(enlasqueseincluyetipodecultivoy su fase de crecimiento y desarrollo) existentes. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------49 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao La evapotranspiracin del cultivo (ETc), es el uso potencial de agua por los cultivos agrcolasincluyendoevaporacindirectadesdesueloshmedosyvegetacin mojada.Dependedelclima,elcultivoysuponeunabastecimientoadecuadode humedad del suelo.En el clculo de la ETP intervienen factores climticos. Para calcular la ETA a partir delETPseusanfactoresdecultivoquedependendelestadodedesarrollo, porcentaje de cobertura de la superficie del suelo, altura de planta y superficie total de hojas. La evapotranspiracin puede ser limitadapor la disponibilidad de humedad dentro delazonaderaces,porenfermedadesyporalgunascaractersticasdelcultivo. ETAserefierealusopotencialdeaguabajocondicionesfavorablesyequivalesa ET (cultivo) como es usada por la FAO. (44) La evapotranspiracin del cultivo (ETc) se calcula con la expresin: ETc = Eto x Kc x Ks Donde: ETc = Evapotranspiracin del cultivo Eto = Evapotranspiracin potencial o del cultivo de referencia Kc.= Coeficiente del cultivo Ks = Coeficiente del suelo (Ks = 1, en condiciones optimas de la humedad del suelo o capacidad de campo) 2.5.4.3.Mtodos empleados para el clculo de evapotranspiracin de referencia (ETO). La evapotranspiracin de referencia de puede determinar entre dos mtodos llamados: 1.Mtodos directos. Medianteestosmtodossedeterminacinladotacinderiegoyseefectala planeacin de los riegos con pruebas efectuadasdirectamente en el laboratorio. Se realizalainvestigacinteniendoencuentalosturnos,derechosderiegoy variedades de semilla. (44) -----------------------------------------------------------------------------------------------------------50 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao a. Parcela o Granja Experimental: En una granja o parcela experimental se acondiciona cada campo con un sistema de controldegastodeaguaalingresoyalasalidadetalmaneradeconocercon exactitudelvolumendeaguarealmenteaprovechadoporlaplantas;la experimentacin se ejecuta con una variedad de semillas y volmenes diferentes de riego, como variando la periodicidad de los mismos. Unavezrecolectadalosfrutos,soncuantificadoslascosechasencuantoasu rendimientoymenorconsumodeaguaparaluegorecomendarelempleodelas mejores. Esta experimentacin se ha efectuado con buenos resultados en la granja experimental de Olmos que tiene aproximadamente ms de veinte aos de estudio. b. Lismetros: El lismetro es un cubo impermeable de paredes verticales con la parte abierta que esta con suelo y vegetacin, en el cual se hace intervenir las variables ms importantes de este sistema hidrolgico, tales como la precipitacin o riego, el caudal de salida y la variacin de la cantidad de agua acumulada en el lismetro. c. Control de humedad del suelo: Este mtodo consiste en tomar muestras de los suelos en diferentes partes de las parcela y a profundidades que varan de 30 en 30 cm; hasta una profundidad de 1.20 metros. Las muestras se extraen antes y despus de los riegos para conocer los porcentajes de humedad de los suelos. Un riego eficiente implica un control permanente de la humedad aprovechable. Tal control significa conocer el tipo de suelos donde se efecta la experimentacin. La eficiencia de riego tiene la formula siguiente: paAPp Es ApE =Donde: Ea = Eficiencia de aplicacin. Ap=Agua aplicada en mm. Es =Escorrenta en mm. Pp=Percolacin profunda en mm. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------51 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao 2. Mtodos Indirectos. La determinacin de los volmenes necesarios para la irrigacin han sido uno de los problemas ms preocupantes en los estudios de irrigacin, por lo que la determinacin de formulas en base a la experimentacin fue desarrollado por el Ministerio de Agricultura de los Estados Unidos. (44) a.Formulas empricas: Existen diversas empricas desarrolladas por investigadores, en funcin de variables meteorolgicas.Lasmsconocidasydemayoraplicacinsonlassiguientes formulas:Thornthwaite,BlaneyyCriddle,Penman,J.E.Christiansen,Hargreaves, etc. Cada de estas han sido desarrolladas para condiciones especificas. Losmtodosempricosevalanlaevapotranspiracinenbaseadatosclimticos medidos y a otros factores. El concepto de evapotranspiracin (ET) obedece a que, enunterrenoocupadoporuncultivo,elaguapasaalaatmsferaendosformas diferentes: por evaporacin directa desde el suelo y por transpiracin o evaporacin desde los estomas de las plantas del agua que estas han absorbido del suelo. -La precipitacin. Este fenmeno de cada del agua de las nubes en forma lquida o solida, paraque seproduzcaesnecesarioquelaspequeasgotasdelanubese unanpara formar gotasmsgrandesyvencerlaresistenciadelaireycaer,esprecedidaporlos procesosdecondensacin,sublimacinyasociadaprimigeniamenteconlas corrientes convectivas del aire. Estefenmenodelaprecipitacinsuponesiempreunfenmenodecondensacin precedente, esto corresponde al dicho popular No llueve si antes no hay nubes. El crecimiento de las pequeas gotas de nubes pueden ser colisin directa entre las gotasoporlacoalescencia,esdecirlareunindepequeasgotasporel rompimiento de su estabilidad coloidal -Medicin de la precipitacin. Los instrumentos para medir la cantidad y la intensidad de la precipitacin se llama Pluvimetro.Todaslasformasdeprecipitacinsemidensobrelabasedeuna columnaverticaldeaguaqueseacumularasobreunasuperficieanivelsila precipitacinpermaneceenellugardondecae.Enelsistemamtrico,la precipitacin se mide en milmetro y decimos de milmetros. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------52 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao -Precipitacin confiable o dependiente (PD). Enlosandessurperuanossecaracterizanporaportaraguaenformadelluvia. Parte de esta lluvia de que disponen la planta para su desarrollo es una fraccin, la otra se pierde por escorrenta, percolacin y evaporacin. En este sentido, al volumen parcial utilizado por las plantas para sus necesidades hdricas se le ha definido como precipitacin efectiva. -Escorrenta. Una parte del agua proveniente dela lluvia discurre en la superficie del suelo, a esta agua se le denomina escorrenta. Eslacantidadresidualdeagua,delaprecipitacinmenoslaevaporaciny infiltracin. Se refiere a todas las corrientes de agua que fluyen superficialmente sobre el suelo, debido a la precipitacin y formas de riego. La escorrenta se presenta cuando el grado de precipitacin y los riegos exceden al grado de infiltracin del agua en el suelo. -Aforar. Medicin de caudales o gasto de agua que pasa por un punto determinado (seccin de un canal, ro o en una tubera.(Valencia)- Significa medir el gasto que en un momento dado tiene un lquido en movimiento, en cierto lugar o seccin. Clasificacin de los aforos. Losmtodosdemedicindecorrientedeaguapuedenclasificarseenunaodos divisiones que, junto con una lista de los mtodos ms importantes comprendidos en cada uno, se mencionan los siguientes: 1.Mtodos de rea velocidad, siendo la velocidad medida por: a.Medidor de corriente o aforador (RBC) b.Tubo de pilot. c.Flotadores. d.Pantalla corrediza. e.Mtodo del color o la velocidad del color. f.Mtodo de la velocidad de la sal o simplemente de la sal. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------53 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao Mtodo de Hargreaves ajustado. La formula para calcular la ETo es la siguiente: ETo = 0.0075 x RSM x T (F) x FA Donde: ETo = Evapotranspiracin de referencia mensual, en mm. 0.0075=Constante de interrelacin entre ETo y radiacin. RSM = Radiacin solar incidente mensual en su equivalente de Evaporacin (mm/mes). T (F)= Temperatura media mensual, en grados Fahrenheit (F). FA=Factor de altura. A su vez se tiene: RSM = 0.075 x RMM x S1/2 Donde:RMM=Radiacinsolarmensualaltopedelaatmsferaoextraterrestre,en su equivalente de evaporacin (mm) S = Porcentaje de horas de sol mensual observado, referido al totalprobable mensual Luego:RMM = RMD x DM Donde: RMD=Radiacinsolardiariaaltopedelaatmsferaoextraterrestre,ensu equivalenteevaporacin(mm),dadoparacualquierlatitudymesdelaosegnel mapa de radiacin solar mundial. DM = Numero de das del mes. Igualmente: g.32 ) (59 + = C F -----------------------------------------------------------------------------------------------------------54 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao Donde: C = Temperatura media mensual en grado centgrados. Finalmente: h.FA = 1 + 0.06 x ALT Donde: ALT= Altitud sobre el nivel delmar, enkm. Dentrodetodaslasecuacionesyprocedimientosbasadosenlosdatosde radiacin, la ecuacin de Penmanbrinda resultados mas prximosa la realidad, sin embargo,porserunmtododemasiadocomplicadoyrequerirdemasiada informacinclimtica, se recomiendautilizarel mtodo de Hargreaves, basado en registros de radiacinmedia mensual encal/cm2/da. 2.5.4.4.Calculo de la evapotranspiracin real o del cultivo (ETc). Losmtodosindicadosanteriormentepermitenpredecirlosefectosdelclima enlaevapotranspiracindelcultivodereferencia(ETo).Paratenerencuentalos efectosdelascaractersticasdecultivosobresusnecesidadesdeagua,se presentanuncoeficientedecultivo(Kc),conobjetoderelacionarlaETo, evapotranspiracindelcultivo:ETc.elvalorKcrepresentalaevapotranspiracinde uncultivoencondicionesptimasyqueproduzcarendimientosptimos.La evapotranspiracin del cultivo se obtiene con la expresin siguiente: ETc = ETo x Kc x Ks Ks=FactordelsueloocoeficientedelsueloKs,dependedelascondicionesde humedad del suelo. Esto quiere decir que en un cultivo bajo riego nunca debe faltar agua,porconsiguienteelvalordeKsesigualauno,yenuncultivodesecanoo cuando el suelo esta secando el valor de Ks va disminuyendo. (44) -----------------------------------------------------------------------------------------------------------55 Proyecto de Riego por Aspersin en la C.C.Pillao-Matao a. Coeficiente o factor de cultivo (Kc). El valor de Kc representa la evapotranspiracin de un cultivo en condiciones ptimas y que produzca rendimientos ptimos. La informacin necesaria de los cultivos es la siguiente:Lafechadesiembra,laduracindelaestacinvegetativatotal incluyendo: La duracin de la fase inicial (Desde la germinacin hasta el 10% de la cobertura del terreno); la duracin de la fase mediados del periodo (Desde el 80% de coberturadelterrenohastaelcomienzodelamaduracin)ylamaduracindela fasemediadosdelperiodo(desdeelcomienzodelamaduracinhastala recoleccin). (44) El Kc tendr una variacin estacional en funcin de las fases de desarrollo del cultivo que son las siguientes: -Fase I. Llamado tambin fase inicial, corresponde a la germinacin y crecimiento inicial cuando existe aproximadamente un 10% de cobertura vegetal. -Fase II. Se denomina a la fase de desarrollo del cultivo, es al final de la fase inicial cuando existe aproximadamente un 70 a 80% de cobertura vegetal. -Fase III. Se le denomina a la fase de mediados del periodo (periodo de maduracin), en esta fase la cobertura es completa y se caracteriza por que existe decoloracin y cada de hojas en la planta, viene a ser el inicio de la maduracin