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Final Riego Hilario Marcó 1 Sistemas de Riego y Drenaje Oferta y Demanda Evapotranspiración de Referencia: de una gramínea de 10 Cm de altura bien provisto de agua. Depende de la zona. Final Riego Hilario Marcó 2 4 KC para cultivos extensivos y hortícolas: - KC inicial -KC desarrollo -KC mediados -KC final Meses del año ETo (mm/día) K C ETC (mm/dia) ETC (mm/mes) Pp media mensual (mm/mes) Pp Efectiva (mm/mes) Necesidad Neta de Riego Final Riego Hilario Marcó 3 Precipitación Efectiva 1. Método Bureau of Reclamation USA: único factor que toma en cuenta es la cantidad de agua caída. A cada incremento de 25 mm se le otorga un coeficiente de aprovechamiento. Rango de precipitación (mm) Porcentaje de Efectividad (%) Precipitación Efectiva (mm) Acumulado anterior + incremento efectivo 0-25 90 25-50 85 50-75 75 75-100 50 100-125 30 125-150 10 >150 0 2. Método de Blaney: Tiene en cuenta: temperatura y horas diurnas FAO agrega: Humedad, viento y condiciones locales. Precipitación (mm) Coeficiente de aprovechamiento (%) Precipitación Efectiva (mm) 0-25 95 25-50 90 50-75 82 75-100 65 100-125 45 125-150 25 >150 5 Final Riego Hilario Marcó 4 3. Método del USDA, Servicio de conservación del Suelo: Tiene en cuenta la precipitación total, la evapotranspiración, y la humedad del suelo. Depende del consumo de la planta y la precipitación de la planta. Consumo de Agua mensual media (mm) Lluvia media mensual (mm) Luego ese valor obtenido del cuadro se corrige por un coeficiente (Dastane) según la capacidad de almacenamiento del suelo. 4. Penman: temperatura, humedad, viento, unidades de radiación o insolación FAO agrega condiciones locales 5. Tanque evaporímetro tipo A: humedad, viento, evaporación y condiciones locales. 6. Thornthwaite: solo temperatura Relación existente entre Evapotranspiración Relativa y Rendimientos: Final Riego Hilario Marcó 5 Infiltración: Penetración vertical de agua al suelo a flujo no saturado: Umbral Critico= Potencial agua en el suelo en el cual regarías. Tiempo de infiltración se corresponde con Lamina Neta. Lamina Neta va durante tiempo infiltración, y LBR - LNR, durante el tiempo de mojado. Final Riego Hilario Marcó 6 Se puede medir con método de doble anillo. Calidad de Agua para Riego A mayor lixiviación menor CE porque se lavan las sales. Final Riego Hilario Marcó 7 Valores según FAO: - Salinidad de - Infiltración: Salinidad Total Con estos valores se tiene una restricción severo-moderada. En lugares donde hay pocas sales cuando se riega se lavan las pocas que hay. A mayor RAS tolero mayores CE del agua A > Ras, > valores de Salinidad Total -Toxicidad de iones específicos: Riego por goteo: Na, Cl, Boro Riego por aspersión (manchado de órganos): Na, Cl Boro > 3 severo Na > 9 = severo Cloro > 10 severo Final Riego Hilario Marcó 8 -Efectos diversos: -PH= 6.5 a 8.4 es aceptable Fracción de Lixiviación: Para mantener un equilibrio salino en el suelo. Agua que percola mas allá del nivel radical. Final Riego Hilario Marcó 9 . En %. Requisito de lixiviación: Para un determinado nivel de producción Si RL es mayor a 1, nunca se llegara al rendimiento en cuestión con esa calidad de agua Final Riego Hilario Marcó 10 Lamina a aplicar según Requisito de lixiviación: Carbonato de Sodio Residual CSR ≤ 1.25 Sin riesgo 1.25 a 2.5 Riesgo medio >2.5 Riesgo severo Un suelo salino-sódico: con lavado pasa a sódico. Con aplicación de yeso (Ca) disminuyo losódico. Final Riego Hilario Marcó 11 Relación Agua-Suelo-Planta-Atmosfera Lamina Neta de Reposición Arena Limo Arcilla Wg CC 12 % 26 % 40 % Final Riego Hilario Marcó 12 Intervalo entre riego LNR= cantidad de agua que se aplica al suelo para reponer el consumo evapotranspirativo del cultivo. LBR= LNR + deficiencias. Tiempo desde Capacidad de campo a Umbral crítico Umbral crítico= nivel más bajo de contenido hídrico antes de regar que aun permite satisfacer la ETC. Ascenso de Napa Freática Ejemplo= llueven 300 mm suponemos que no hay escurrimiento. Altura napa previo a la lluvia= 1 metro Horizonte A Horizonte B Wv CM (%) 12 10 Wv CC (%) 25 23 Wv SAT (%) 50 48 Wv Actual (%) 20 25 El horizonte A después de la lluvia pasa de humedad actual a CC: Final Riego Hilario Marcó 13 En el horizonte B la humedad actual es mayor a la humedad de CC. Hidráulica Final Riego Hilario Marcó 14 Manómetro mide= -Sobre eje de la tubería: -Sobre plano de referencia: Tubo de Pitot mide: - Sobre línea de trayectoria: -Sobre Plano de referencia: Barómetro= mide Presión Atmosférica Final Riego Hilario Marcó 15 En condiciones reales hay pérdidas de carga: por interrelación entre partículas de Agua y con las paredes de la tubería. Rugosidad: medida de aspereza de la superficie interior del conducto. Diagrama de Moody: Objetivo obtener el valor f. Con ese valor se calculan las pérdidas de carga con la formula de Darcy Weisbach. Se entra en el grafico por la Final Riego Hilario Marcó 16 curva correspondiente a rugosidad relativa y por abscisas con el número de Reynolds. En la intersección de esas dos curvas se traza una horizontal hasta el valor f. A menor diámetro de tubería, mayor energía cinética menor energía potencial Rugosidad Relativa Número de Reynolds Indica la aspereza de la superficie interior del conducto por donde fluye el liquido Formula de Darcy Weisbach Régimen Numero de Reynolds Laminar <2000 Critico y turbulento rugoso Turbulento intermedio y turbulento rugoso Final Riego Hilario Marcó 17 Factor de Rugosidad f: Formulas para cálculo de Hf: - Régimen turbulento liso: -Régimen turbulento Intermedio: -Modelo de Darcy-Weisbaich Perdidas localizadas: 10 a 15 % de las continuas. Cavitación= se produce cuando la presión en algún punto o zona de la corriente de un liquido baja por debajo de un valor mínimo. Cuando la presión es menor a la presión de vapor, el liquido hierve formando burbujas de vapor. Cuando se vuelve a una zona de mayor presión, las burbujas implotan bruscamente. Esto da lugar a presiones localizadas muy altas que ocasionan daños sobre las tuberías, pudiendo deformar varios metales. Corrosión, erosión Final Riego Hilario Marcó 18 Para prevenir se puede: -Modificar el diseño para minimizar las diferencias de presión. -Usar materiales de mayor resistencia la cavitación -Pulir la superficies. -Recubrir con plásticos que absorben la energía de choque Golpe de Ariete= es un aumento brusco de la presión de agua dentro de una tubería. Se produce cuando una válvula se cierra rápidamente. El agua golpea la válvula cerrada y genera una onda que rebota pudiendo dañar válvulas y accesorios. Para evitar este fenómeno se puede instalar una cámara de aire para controlar el golpe de ariete hidráulico (el aire amortigua). Venturi Actúa como succionador, útil como inyector de fertilizantes en sistemas de riego por goteo, micro aspersión, aspersión y pívot. Se logra un diámetro donde la presión se hace negativa. Tiene un gran pérdida de carga. Se agrega una bomba booster que le da mas presión de la que pierde el venturi para ingresar nuevamente a la tubería principal. Final Riego Hilario Marcó 19 Canales Cauce de gran desarrollo a cielo abierto o cerrado para que circules una corriente liquida por gravedad. Función= conducción, distribución, drenaje de agua. Velocidad del canal= no debe permitir la sedimentación ni la erosión del mismo. Revancha Tirante o carga Base de fondo Talud= inclinación de la paredes. Perímetro de mojado Lo que se modifica es la base de fondo Final Riego Hilario Marcó 20 Con el caudal y la velocidad establecidas, se calculala sección: Relaciones de talud para canales no revestidos: Arcilla Arena Limo Aforos Para medir una cantidad de agua. Final Riego Hilario Marcó 21 Vertedero Ver nivel aguas abajo cuando se hace uniforme. Se mide esa altura. 4 veces esa altura hacia atrás de la compuerta el agua se hace uniforme. Aforador Parshall: principio de Venturi: para aéreas de escasas pendientes - Fácil medición - Mide amplio rango de caudales -Menor sensibilidad a obturaciones - Menores pérdidas de carga. - Exacto -No acumula sedimentos -Difícil construcción Formula Acevedo Netto y Alvarez: Para aforador Parshall: Final Riego Hilario Marcó 22 Regla L Compuertas= Descarga Libre Descarga Sumergida Construcción Facilidad de uso Exactitud Hf Acumulación De Residuos Velocidad De llegada Orificio Fácil Fácil Preciso Chica Grande Casi no influye Vertedero Muy fácil Medio Preciso Grande Grande Influye >0.5 Parshall Difícil Muy fácil Muy preciso Chica Mínima No influye Final Riego Hilario Marcó 23 Bombas Bombas verticales= cuando nivel dinámico se haya a una distancia a 6 metros y no es posible hacer un antepozo. Final Riego Hilario Marcó 24 Acuíferos Acuífero Freático o Libre Acuífero Artesiano o Confinado Presión = atmosférica Presión > atmosférica Límite inferior= Hidroapoyo o impermeable Límite inferior= Hidroapoyo o impermeable Limite Superior= Superficie freática (fluctúa) Limite Superior= techo del acuífero (impermeable) Agua del acuífero a presión superior a la atmosférica. Por esto cuando se perfora el techo se tiene un nivel piezometrico Perforación no muy profunda Profunda Recarga por precipitación Recarga lejos Nivel estático=nivel de la napa o freático (fluctúa) Espesor más constante Bomba en la zona de los filtros Encima de la zona de los filtros Final Riego Hilario Marcó 25 Riego Gravitacional Tiempo Total de Riego Tiempo Infiltración + Tiempo de Receso Tiempo de Aplicación Tiempo de Mojado Final Riego Hilario Marcó 26 Esto es por metro de ancho de amelga. Luego lo multiplico por el ancho de amelga. Riego por Aspersion Componentes: Emisores (Aperosores, toberas) Tuberias Equipo de bombeo Automatico o no El caudal no varía, es el mismo. Lo que varia es la velocidad del equipo. Se utilizan diferentes tamaños de toberas (orificios), los más cercanos al eje central son más chicos y se agrandan a medida que me alejo a la periferia del diámetro de riego. Los tramos entre las torres son de 30 a 60 metros. Final Riego Hilario Marcó 27 Ventajas Desventajas Se adapta a diferentes cultivos y terrenos Si hay agua en sales me afecta a las hojas Puedo transportarlo Si hay viento tengo mucha deriva Hay menos perdidas porque agua va por tuberías. Entre primer y último aspersor no debe variar: -El caudal más de un 10 %. -La presión mas de un 20 % Ala regadora Cuando me dan el caudal por aspersor lo multiplico por el numero de aspersores para calcular el caudal operativo siempre en . Si me dan diámetro de tobera puedo calcular el caudal por aspersor usando la formula siguiente: Final Riego Hilario Marcó 28 Luego multiplico este caudal/ aspersores por el numero de aspersores. Obtengo el Q operativo. Este caudal corresponde al último o al primer aspersor dependiendo ejercicio. Dependiendo de la uniformidad determino el caudal y la presión de mi primer aspersor. Ejemplo: con uniformidad de 90 % mi último aspersor tendrá un caudal 10 % menor y una presión 20 % menor. Con uniformidad de 85 % mi ultimo aspersor tendrá un caudal 15 % menor y una presión 30 % menor. Con el caudal del primer aspersor así obtenido y el caudal del último aspersor, los sumo y hago un promedio. Este ultimo valor va a la formula de abajo. El Hf corresponde a la diferencia entre la presión del primer aspersor y el ultimo. Separación de aspersores: hasta 60 % de su diámetro. Final Riego Hilario Marcó 29 Pivot Central Frontal Cambia aspersores en la línea ya que la velocidad no es la misma. Mismos aspersores porque riega frontalmente a la misma velocidad. Cada tramo cubre distintasuperficie Todos los tramos cubren el mismo área . A medida que nos alejamos del centro aumenta el caudal de cada emisor Todos los emisores entregan el mismo caudal Movimiento circular sobre un eje Movimiento frontal Puede regar superficies con algo de pendiente Requiere terrenos más planos Deja las esquinas sin regar, aunque se inventaron brazos corner extensibles que se despliegan en las esquinas del potrero (EEUU). Requiere de un canal en el lateral del potrero que abastezca con agua al sistema. Bomba avanza sobre canal. Se justifica cuando el potrero es rectangular con una relación largo- ancho de 4:1 Incomodo hay que cambiar de mangueras Caudal es constante, vario la velocidad Es más caro. Riego por Micro aspersión y (Goteo Localizado) Componentes del Sistema: Emisores (aspersores y toberas) Equipo de bombeo Cabezal de filtrado Tuberías de conducción Válvulas Tubería de gotero Final Riego Hilario Marcó 30 Menor perdida de agua, menor evaporación. Permite regar con agua residual, mejor control de malezas, menor vandalismo, menor costo de mantenimiento. Desventajas: intrusión de raíces, limita emergencia de plantas. La forma del Bulbo de humedecimiento depende de= -Suelo -Descarga del gotero -Duración de Riego -Frecuencia de Riego Final Riego Hilario Marcó 31 Tipo de Gotero Valor de x Orificio 1 Vortex 0.7 Laberinto 0.5 Autocompensante 0 Los goteros con exponentes bajos producen menor variación en el caudal ante cambios en la presión. Son más estables Sistemas de Riego Tamaño de Filtrado de partículas Goteo >10 % del diámetro mínimo del paso del emisor Microaspersión >20% del diámetro de paso mínimo del emisor (mas tolerante) Final Riego Hilario Marcó 32 Goteo vs Aspersión Goteo Aspersión Equipos fijos mas eficientes Equipos móviles Distribución exacta del agua Menos uniformidad Tuberías herméticas sin perdidas Tuberías y uniones con perdidas Flexibilidad de aplicación Obligado a regar en un orden fijo No lo afecta el viento Me afecta mucho el viento Aprovecha suelos con limitantes al lavar sales a la periferia del bulbo Humedece mucho el suelo y no lava las sales Se puede usar en suelos ondulados No puedo usarlo en zonas onduladas No moja el follaje (menos enfermedades) Moja el follaje (mas enfermedades) Al no mojar el suelo da más ayuda en el mantenimiento de caminos Dificulta acceso de maquinarias al mojar los caminos Final Riego Hilario Marcó 33 Riego Antiheladas Puedo proteger hasta ya que con temperatura más bajas, el agua congelada genera peso en las ramas y termina quebrándolas. Filtros Filtrado secundario y no primario: perforación en cinturón verde de Bs As que bombea volúmenes chicos. No hace falta separador de arena. Tajamar con agua subsuperficial que puede vaciarse en el día (no proliferan algas). Fuente de Agua Superficial Subsuperficial Filtrado Primario Filtro de Grava o filtro de arena Arena (filtra materia orgánica ) (Limpieza con retrolavado) Hidrociclon o separador de arena (filtra arena) (Vaciado de cajon) Filtrado Secundario Filtro de Anillos o de Mallas (Limpieza con retrolavado) Scanner interno Scanner Filtro de Anillos o Mallas (Lim pieza con retrolavado) Filtro de Grava: Filtro de mallas: Final Riego Hilario Marcó 34 Sistemas de Riego Tamaño de Filtrado de partículas Goteo >10 % del diámetro mínimo del paso del emisor Aspersión >20% del diámetro de paso mínimo del emisor Uniformidad de Riego Drenaje Prevenir casusas que originan excesos hídricos y combatirlos. Final Riego Hilario Marcó 35 Final Riego Hilario Marcó 36 Ejemplo: Pp efectiva= 60 mm, suelo a CC, cultivo resiste como máximo 3 días de saturación, α= 0.06 Calcular ascenso de napa freática (∆H) y coeficiente de drenaje. Final Riego Hilario Marcó 37 9. Cual es Caudal Continuo y la Dotación, para un Proyecto que contempla tres cultivos: 5.000 has de cultivo con un Kc: 1,2; 2.000 has de otro cultivo con kc; 1.05 y 3.000 has del tercer cultivo con un kc de 0,9; con una Eto: 8 mm/día para el mes de mayor demanda. La eficiencia global es del 50 %: Has 5000 Has 2000 Has 3000 Has KC 1.2 1.05 0.9 ET0 8 mm/dia 8 mm/dia 8 mm/dia ETC/dia ETC/mes ETC/mes Vol Neto Suma 25.920.000 Vol Brtuto Q continuo Dotación Final Riego Hilario Marcó 38 10. Cual es Caudal Continuo y la Dotación, para un Proyecto de 5.000 has de cultivo conun Kc: 1,2 con una Eto: 6 mm/día para el mes de mayor demanda. La eficiencia a considerar es del 60 %. ET0 KC 1.2 ETC/día Eficiencia Volumen bruto Q continuo Dotación Final Riego Hilario Marcó 39 63.. Cual es Caudal Continuo y cual la Dotación a considerar en un proyecto con las siguientes características: Cultivo de Pomelo (Citrus Paradisi L.) cv Rouge La Toma Superficie del Proyecto: 700 has. Ubicación Las Lajitas, Provincia de Salta. Eficiencia de Conducción del Sistema: 85 %, Eficiencia de aplicación 80 % Mes Nov Dic Ene Feb Pp (mm/mes) 100 180 250 200 ET0(mm/dia) 7 7.5 7.2 7.1 KC 0.7 0.75 0.72 0.68 ETC/mes Nec Riego Vol bruto/ Ha Vol bruto Q continuo Final Riego Hilario Marcó 40 Q y Dot INF Calidad Hidráulica Hidrometría Goteo 56 18 146 85 9 32 11 22 10 105 12 51 63 20 69 50 57 Final Riego Hilario Marcó 41
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