3 -ejemplo aspersion 1 (Problema7)

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Cátedra de Ingeniería Rural 
Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Agrícola de Ciudad Real 
 
 1
Dada la parcela de la figura, se pide el diseño agronómico e hidráulico 
para un sistema de riego en cobertura total con PVC. 
 
Datos: 
 
Suelo franco arenoso 
CEi=1.1 mmho/cm 
Cultivo más exigente de la rotación: maíz 
Máximo consumo en agosto, con ETo =184 mm/mes 
Profundidad de raíces en ese mes: 60 cm 
Nivel estático del sondeo: 75 m 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diseño Agronómico 
 
 
44 Necesidades de agua 
 
Necesidades netas: 
 
coc KETET ⋅= 
 
mm/mes 6.21115.1184ETc =⋅= 
Sondeo 1200 m 
600 m 
600 m 
600 m 
300 m 
300 m 
↓ 1% ascendente 
↓ 0% 
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 2
 
mm/día 83.6
31
6.211
= 
 
mm/día 83.6ETN cn == 
 
Dosis neta: 
 
( ) zNAPdPmCcD an ⋅⋅⋅−= 
 
CC =14% 
PM =6% Suelo franco arenoso 
da =1.5 t/m
3 
 
Maíz; grupo 4, Kc =1.15 
ETc =6.83 mm/día 
NAP =0.51 
 
mm 72.3660051.05.1
100
614
Dn =⋅⋅⋅




 −= 
 
Fracción de lavado: 
 
( ) fCECE5
CE
LR
ie
i
⋅−⋅
= 
 
( ) (17.5%) 175.085.01.17.15
1.1
LR →=
⋅−⋅
= 
 
Necesidades brutas: 
 
( )LR1E
N
N
a
n
b −⋅
= 
 
( ) mm/día 04.11175.0175.0
83.6
Nb =−⋅
= 
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 3
 
Dosis bruta: 
 
( )LR1E
D
D
a
n
b −⋅
= 
 
( ) mm 35.59175.0175.0
72.36
Db =−⋅
= 
 
 
44 Parámetros de riego 
 
Intervalo de riego (IR) 
 
diarias b
b
N
D
IR = 
 
días 6- 5IR días 38.5
04.11
35.59
IR =→== 
 
Dosis bruta ajustada 
 
IRND diarias bb ⋅= 
 
mm 2.55504.11Db =⋅= 
 
Horas de riego al día =18 
Posturas al día =2 
9 horas /postura 
 
Intensidad de lluvia 
 
mm/h 13.6
9
2.55
postura/horas
D
lluvia de Intensidad ajustada b === 
 
 
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 4
44 Elección de aspersores 
 
14 TNT, (2 boquillas ) 
marco 18 × 18 m 
Pluviometría (Pms) =6.63 mm /h 
qi =2.15 m
3/h 
R =15.9 m 
Presión =2.8 kg /cm2 
 
Tiempo de riego: 
 
33.8
63.6
2.55
Pms
D
TR ajustada b === 
 
TR =8.5 horas 
 
Al ser cobertura total, si está automatizada, no hay problema con tomar 
tiempos de riego que no sean números enteros. 8.33 horas son 8 horas y 20 
minutos, y en caso de contar con programador de riegos podría ajustarse el 
tiempo perfectamente. 
 
 
Diseño Hidráulico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ha 54m 540000300600600600total Superficie 2 ==⋅+⋅= 
Sondeo 1200 m 
600 m 
600 m 
600 m 
300 m 
300 m 
150 
300 
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 5
Tanteo: 
 
1025íaposturas/d nºIRriego de bloques de ºN =⋅=⋅= 
 
Observando la parcela se ve que, por su forma, el número más 
adecuado de bloques no es 10, sino 12 (los bloques de riego deben ser 
siempre lo más semejante posible). Para facilitar el manejo y los cálculos, 
podríamos hacer IR =6 días, de manera que se regarían dos bloques al día, 
uno por la mañana y otro por la tarde. 
 
Esta es la mejor solución de diseño, pero nos obliga a recalcular la Dbruta 
para el nuevo intervalo de riego y elegir otro aspersor. 
 
Dosis bruta ajustada 
 
mm 24.66604.11IRND diarias bb =⋅=⋅= 
 
mm/h 36.7
9
24.66
lluvia de Intensidad == 
 
Aspersor: 
 
2 TNT, 4.4 × 2.4 (2 boquillas) 
marco 12 × 18 m 
Pluviometría (Pms) =7.82 mm /h 
qi =1.69 m
3/h 
R =14.2 m 
Presión =3.2 kg /cm2 
 
Tiempo de riego 
 
47.8
82.7
24.66
Pms
D
TR ajustada b === 
 
TR =8.5 horas 
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 6
 
1226riego de bloques de ºN =⋅= 
 
ha/bloque 5.4
12
54
bloque/Superficie == 
 
aspersores 2500
1812
540000
marco
parcela superficie
aspersores teórico ºN =
⋅
== 
 
Van a regar a la vez, en teoría: 
 
bloque un en aspersores 209 3.208
bloques 12
aspersores 2500
→= 
 
 
44 Ramales de riego y aspersores en cada bloque de riego 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tanteo: 
 
El primer ramal lo colocamos a 
2
s
 para uniformar el riego de la parcela lo 
más posible (
2
s
 de cada bloque contiguo → s =18 m), y dejamos en un extremo 
toda la irregularidad. 
 
)1n(s
2
s
L 
2
s
l Para 0 −⋅+=→= 
 
s/2 =9 m 
s =18 m 
300 m 
150 m 
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 7
ramales 8.8n )1n(189501 =→−⋅+= 
 
88 Con 9 ramales: 
 
m 153)19(189L =−⋅+= , nos salimos de la parcela 
 
88 Con 8 ramales: 
 
m 135)18(189L =−⋅+= , 
 
parcela la de extremo el hasta ramal último el desde m 15135150 =− 
 
m 49.132.14%95R m 2.14R efectivoaspersor =⋅=→= → No se va a regar 
bien todo el borde. Tendremos 1.5 m peor regados que el resto. 
 
Soluciones: 
 
1. Aceptar este hecho 
2. Poner justo en el límite de la parcela un ramal (separado 15 m del 
anterior) con aspersores sectoriales junto a las lindes y normales 
en bloques alternos, con lo que se pierde la uniformidad del 
diseño. 
 
La solución elegida dependerá de la rentabilidad de la explotación 
 
Ponemos 8 ramales, L =135 m 
 
Número de aspersores /ramal 
 
longitud =300 m 
Se =12 m 
 
Tanteo: 
 
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 8
)1n(s
2
s
L 
2
s
l Para 0 −⋅+=→= 
 
aspersores 25.5n )1n(126300 =→−⋅+= 
 
Abastecemos el ramal por su punto medio para reducir diámetros y 
mejorar la aplicación del riego al existir menos diferencias de presión entre los 
aspersores primero y último. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
44 Si son 26 aspersores, serán 13 en cada ramal. El primero deberá 
estar situado a 
2
s
 para que la separación con el primero del otro ramal (al otro 
lado de la secundaria) quede a 12 m, respetando el marco entre aspersores. 
 
 
 
 
 
 
 
)1n(126L −⋅+= 
 
m 150)113(126L =−⋅+= 
 
150 m 
300 m 
150 m 
6 12 12 
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 9
El último aspersor estaría en el borde y deberá ser sectorial. Esto 
quedaría junto a las lindes, pero entre bloques sobraría el último aspersor de 
uno de ellos (coincidirían en el mismo punto). 
 
44 Si ponemos 25 aspersores, pinchamos un aspersor directamente 
en la secundaria: 
 
 
 
 
 
 
 
 
150−144=6 m a cada lado 
 
Entre bloques, la separación entre los dos aspersores más próximos (los 
últimos de cada bloque) será 6+6=12 m, con lo que la separación entre 
aspersores es uniforme tanto dentro del bloque como al pasar de un bloque a 
otro. 
 
En el lado que linde con el contorno de la parcela puede que sea preciso 
colocar el último aspersor sectorial (si hay un camino, carretera, etc), puesto 
que el alcance del aspersor es de 14.2 m. 
 
ramales 8ramalaspersores25reales /bloqueaspersores ºN ⋅= 
 
002/bloqueaspersores ºN = 
 
qi =1.69 m
3/h 
 
h/m 28.2069.112q12q 3ilateral =⋅=⋅= 
 
12 
12 × 12 =144 m 12 × 12 =144 m 6 m 6 m 
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 10
No se considera para el caudal del lateral el aspersor pinchado en la 
secundaria, puesto que no está en el lateral. 
 
 
44 Cálculo de los ramales 
 
h/m 28.20q 3lateral = 
Longitud =144 m 
a =1.20 
 
8.1
8.4
Q
D
092.0
(%) J ⋅= 
 
Referencia: Apurar la condición de diseño 
γ
⋅≤
γ
−
γ
an0 P20% 
PP
 
 
88 Primer tanteo: mm 2.66 mm 75 int =φ→φ 
 
%76.3
3600
28.20
)0662.0(
092.0
(%) J
8.1
8.4
=




⋅= 
 
LJFah ⋅⋅⋅= 
 
 lo =s 
F β =1.80 F =0.400 
 n =12 
 
mca 60.2144
100
76.3
400.020.1h =⋅⋅⋅= 
 
Condición de diseño: 
γ
⋅≤
γ
−
γ
an0 P20% 
PP
 
 
mca 95.3560.2
4
3
322h
4
3P
H
P a
a
0 =⋅++=⋅+
γ
+=
γ
 
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 11
 
mca 35.3160.2
4
1
32h
4
1PP an =⋅−=⋅−
γ
=
γ
 
 
mca 40.6
P
20% mca 60.4
PP an0 =
γ
⋅<=
γ
−
γ
 
 
88 Segundo tanteo: mm 2.59 mm 63 int =φ→φ 
 
%43.6
3600
28.20
)0592.0(
092.0
(%) J
8.1
8.4
=




⋅= 
 
LJFah ⋅⋅⋅= 
 
mca 44.4144
100
43.6
400.020.1h =⋅⋅⋅= 
 
mca 33.3744.4
4
3
322
P0 =⋅++=
γ
 
 
mca 89.3044.4
4
1
32
Pn =⋅−=
γ
 
 
mca 40.6
P
20% mca 44.6
PP an0 =
γ
⋅≅=
γ
−
γ
 
 
Perdemos la máxima altura permitida. 
 
Ramales: 
 
φ 63 mm 
h =4.44 mca 
L =144 m 
mca 33.37
P0 =
γ
 
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 12
44 Tubería Secundaria 
 
Como referencia: 
 
φ: 110 – 140 mm (no superar 140mm) 
No perder más del 10% en carga 
a =1.2 
 
Caudal de la secundaria 
 
ilateralundariasec q8q28q ⋅+⋅⋅= 
 
h/m 33869.1828.2028q 3undariasec =⋅+⋅⋅= 
 
 lo =s 
F β =1.80 F =0.389 
 n =24 
 
88 Primer tanteo: mm 6.117 mm 125 int =φ→φ 
 
alta)(muy %72.37
3600
338
)1176.0(
092.0
(%) J
8.1
8.4
=




⋅= 
 
88 Segundo tanteo: mm 8.131 mm 140 int =φ→φ 
 
alta)(muy %82.21
3600
338
)1318.0(
092.0
(%) J
8.1
8.4
=




⋅= 
 
No se aconseja un φ mayor y hay demasiada pérdida de carga, por lo 
que cambiamos el diseño y en lugar de alimentar la secundaria por un extremo 
se hará por su punto medio. De esta forma, el caudal circulante por la 
secundaria será la mitad, así como el número de salidas y la longitud para el 
cálculo de pérdidas de carga. 
 
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 13
h/m 169
2
338
q 3== 
m 639318longitud =+⋅= 
F12 salidas =0.400 
 
88 Tercer tanteo: mm 6.117 mm 125 int =φ→φ 
 
alta) ( %83.10
3600
169
)1176.0(
092.0
(%) J
8.1
8.4
=




⋅= 
 
88 Cuarto tanteo: mm 8.131 mm 140 int =φ→φ 
 
 %27.6
3600
169
)1318.0(
092.0
(%) J
8.1
8.4
=




⋅= 
 
LJFah ⋅⋅⋅= 
 
mca 90.163
100
27.6
400.020.1h =⋅⋅⋅= 
 
Secundaria: 
 
φ 140 mm 
h =1.90 mca (desde la toma) 
 
 
44 Terciarias 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sondeo 
1200 m 
600 m 
600 m 
600 m 
300 m 
300 m 
A C 
O 
R P N M 
E 
D B 
S 
T 
U 
K F
J G 
I H 
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 14
 
PVC 6 atm (en principio) 
 
Tramo BM: 
 
h/m 338q8q28q 3ilateral =⋅+⋅⋅= 
 
88 Primer tanteo: mm 2.188 mm 200 int =φ→φ 
 
 %95.3
3600
338
)1882.0(
092.0
(%) J
8.1
8.4
=




⋅= 
 
mca 13.372
100
95.3
11.1LJFah =⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= 
 
88 Segundo tanteo: mm 4.169 mm 180 int =φ→φ 
 
%54.6
3600
338
)1694.0(
092.0
(%) J
8.1
8.4
=




⋅= 
 
mca 18.572
100
54.6
11.1LJFah =⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= 
 
Se adopta un φ 200 mm para tener menos pérdida de carga. 
 
Tramo MR: 
 
q es el caudal de un bloque, puesto que solo riega uno de cada vez 
 
q =338 m3/h 
longitud =750 m 
 
88 Primer tanteo: mm 4.169 mm 180 int =φ→φ 
 
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 15
%54.6
3600
338
)1694.0(
092.0
(%) J
8.1
8.4
=




⋅= 
 
mca 96.53750
100
54.6
11.1LJFah =⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= 
 
88 Segundo tanteo: mm 2.188 mm 200 int =φ→φ 
 
 %95.3
3600
338
)1882.0(
092.0
(%) J
8.1
8.4
=




⋅= 
 
mca 59.32750
100
95.3
11.1LJFah =⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= 
 
Se adopta φ 200 mm 
 
Tramo OR: 
 
longitud =335.4 m 
q =338 m3/h 
 
88 Primer tanteo: mm 2.188 mm 200 int =φ→φ 
 
 %95.3
3600
338
)1882.0(
092.0
(%) J
8.1
8.4
=




⋅= 
 
mca 57.144.335
100
95.3
11.1LJFah =⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= 
 
 
44 Presión a la salida del bombeo 
 
4444 34444 2143421
Terciarias
ROMRBMBM
Secundaria
'BM'BM
0
GB salida hhzhzh
P
P ++++++
γ
= 
 
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 16
mca 87.9057.1459.3272%113.363%190.133.37P GB salida =++⋅++⋅++=
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
90.87 mca necesitaría timbraje de 10 atm y recalcular las pérdidas de 
carga (varía el espesor → varía el φinterior). 
 
Para optimizar la instalación vamos a ver que tramo debe ir en 10 atm y 
que tramo puede seguir en 6 atm. 
 
mca 87.9057.1459.3272013.363090.133.37 =++⋅++⋅++ 
Tramo MR MN=NP= m 04.1359.32
5
2
=⋅ Hasta M: ∑= 43.71 mca 
Tramo MN =13.04 mca 
Altura hasta N =56.75 mca PR = m 52.659.32
5
1
=⋅ 
 
Tramo PVC 10 atm: =O-R-P-N y R-S-T 
El resto PVC 6 atm 
 
Hay que recalcular los tramos de 10 atm 
 
Tramo ON: 
 
m 4.7851503004.335longitud =++= 
 
Con PVC 10 atm: mm 8.180 mm 200 int =φ→φ 
O 1200 m 
600 m 
M 
600 m M’ 
300 m 
↓ 1% 
R B 
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 17
 
 % 79.4
3600
338
)1808.0(
092.0
(%) J
8.1
8.4
=




⋅= 
 
m 38.414.785
100
79.4
11.1LJFah =⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= 
 
mca 13.9838.4175.56P GB salida =+= 
 
 
44 Tubería de impulsión 
 
Profundidad pozo =75 m 
Longitud tubería =75 m 
 
q =338 m3/h 
φ 250 mm 
J =1.6 %→ mca 38.175%6.115.1LJah =⋅⋅=⋅⋅= 
(Prontuario) 
 
 
44 Grupo de bombeo 
 
mca 51.1747538.113.98Hm =++= 
 
η⋅
⋅
=
270
HQ
N m 
 
c.v./ha 5.8c.v. 1.312
70.0270
51.174338
N →=
⋅
⋅
= 
 
Para no tener un grupo de bombeo tan grande por los 75 m de 
profundidad del pozo, se podrían poner dos grupos de bombeo más pequeños, 
uno que impulsará el agua a los 75 m y otro en la superficie para abastecer el 
riego. 
 
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 18
c.v. 59.136
70.0270
)38.175(338
N1 =⋅
+⋅
= 
 
c.v./ha 3.2 c.v. 49.175
70.0270
13.98338
N2 →=⋅
⋅
=