Diseño II de riego por aspersión para el cultivo de cebada

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINAFACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE RIEGOS - II Diseño de riego por aspersión para el cultivo de cebada – Huancayo – Junín I. INTRODUCCION A lo largo de la historia, el hombre ha sabido aprender y dominar el medio ambiente. Ha desarrollado plantas y variedades de cultivos más perfectas, adaptadas a sus necesidades. Ha concebido prácticas idóneas para utilizar el agua, los fertilizantes y los plaguicidas del modo más eficaz posible, con el objetivo de aumentar la producción agrícola por unidad de área. Las plantas requieren de condiciones adecuadas de suelo, agua y manejo agronómico para obtener rendimientos adecuados. El pode elevar los rendimientos depende de muchos factores. Uno de ellos es mejorar la eficiencia de uso de los insumos que por el costo y manejo los agricultores no deciden invertir. En los valles interandinos de la sierra tal vez la escases de agua no es muy notoria pero los últimos acontecimientos y cambios climáticos han cambiado este panorama, ante esta necesidad se requiere un manejo adecuado del recurso indispensable que es el agua, y el riego por aspersión permite un mejor manejo de este recurso, además de aumentar las eficiencias en la producción. II. OBJETIVOS  Diseño de riego por aspersión para el cultivo de cebada en la provincia de Concepción, departamento de Junín.  Elaboración de un programa de operación y mantenimiento, costos de riego por aspersión, para dicho diseño. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 3.1 Riego por aspersión El riego por aspersión es la aplicación de agua en el suelo en forma de rociado semejante a la precipitación natural. El rociado se desarrolla mediante el flujo de agua bajo presión a través de pequeños orificios o boquillas. La presión normalmente se obtiene mediante bombeo aunque también se puede obtener mediante gravedad si la fuente de agua está lo suficientemente elevada con respecto a las áreas de riego. La aspersión se puede adaptar a la mayoría de las condiciones climáticas donde la agricultura bajo riego es factible. No obstante, temperaturas extremadamente III. 1 3. Suministro de agua discontinuo. El riego está sujeto a horarios o turnos . especialmente si la lluvia es muy pulverizada. 2. Para paliar los efectos negativos conviene utilizar aspersores de baja o mediana presión. la aspersión permite obtener una alta eficiencia de riego y apreciables ahorros de agua.las temperaturas altas acentúan las pérdidas por evaporación. La magnitud de esta distorsión depende la velocidad del viento y del tamaño de las gotas. agronómicos... o a la construcción de depósitos de regulaciones de agua.UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE RIEGOS .2. Factores climáticos  Viento. En lugares en la cual el efecto de riego por aspersión ocasionaría erosión del suelo.. 3.Elección de la instalación de riego. 2. Agua con sustancias disueltas o en suspensión. Terreno con topografía muy ondulada. técnicos. que obliga instalaciones de aspersión muy grandes . especialmente donde el agua de riego contiene grandes cantidades de sales. Suelos pocos profundos. En consecuencia el riego por aspersión se puede recomendar en los siguientes casos: 1.debido a que el viento distorsiona el modelo de reparto de los aspersores. 1. cortos espacios de tiempo y gran caudal. la nivelación de los mismos puede ser perjudicial o para evitar perjuicios su correcta ejecución puede ser muy costosa. con boquillas de mayor diámetro. De igual manera no es aconsejable el sistema de riego por aperción en las siguientes condiciones: 1. económicos y prácticos.II altas presentan problemas en algunas áreas. La sistematización del mismo para riego por gravedad puede resultar muy costosa. Terrenos pocos o muy permeables. 3.  Temperatura. 2 . Para seleccionar de la instalación de un sistema de riego por aspersión hay que tener en cuenta una serie de factores: climaticos. con mucho materia de riego . 3. Botánicamente el origen de Hordeum vulgare se encuentra en Hordeum spontaneum (silvestre). raquis quebradizo y 3 .. con contenidos diferentes y complementarios. la cual una distribuye en radio mayor la otra distribuya en radio menor o cercado a la planta. basado en la fertilidad y diferencias morfológicas de las espigas.las gotas gruesas provocan la compactación de algunos suelos. a su vez. el tipo de automatización del sistema y el área a irrigar. Algunos cultivos. 4. con los cuales sería difícil cumplir la norma de pérdida de carga existente entre los aspersores de la misma línea de riego. Lo más general es que tenga dos boquillas. con la consiguiente disminución de la velocidad de infiltración. Linnaeus (1757). Factores económicos Los altos costos de los equipos de un sistema de riego por aspersión limitan el nivel tecnológico. es un cereal de gran importancia tanto para animales como para humanos y actualmente el quinto cereal más sembrado en el mundo. Factores agronómicos  Topografía.cuando la topografía es accidentada no es aconsejable utilizar aspersores de baja presión.es muy importante la cálida de agua de riego desde el punto de vista de calidad química como también como la calidad física..el tipo o los tipos de cultivo.la velocidad de infiltración de agua en el suelo limita la pluviometría .  Agua.  Cultivo.1 TAXONOMIA La cebada es una planta monocotiledónea anual perteneciente a la familia de las poáceas (gramíneas). es un factor muy importante a la hora de la selección de los equipos y de los accesorios que comprenden en una instalación de riego por aspersión. y al género Hordeum. Factores técnicos Principalmente está enfocado en la selección del aspersor adecuado con las boquillas adecuadas..UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE RIEGOS . que se caracteriza por que tiene una espiga de dos hileras.  Suelo.. su porte y su cobertura sobre el suelo condicionan el tipo de instalación. Algunos cultivos muy frágiles necesitan pluviometría débil con gran pulverización y una excelente informidad de riego. 5. clasifica a la cebada en cuatro especies cultivadas diferentes. Cultivo de cebada 5.II 2. Tallo. siembras más tardías mayor frecuencia de riego. poco antes de que esto ocurra y aún bajo el nivel del suelo. se emplea para la obtención de cerveza. desde la corona de la planta ubicada en el sub nudo correspondiente al punto de unión del Mesocotilo con el Coleóptilo. Época de siembra. El sistema radicular primario pierde prácticamente toda importancia en la medida que comienza el desarrollo de las raíces principales o coronarias. para poder germinar debe pasar de un 10% a un 40% de humedad. al darse esta situación es necesario primero regar antes de preparar cama de semillas. Consideraciones para regar Cebada. vulgare. El tallo principal se origina en forma subterránea a partir del punto de crecimiento. Cuando la radícula alcanza alrededor de 4 cm. se produce un ligero engrosamiento del primer nudo. 1. de longitud. 4 . Hordeum hexastichum L. Ambas especies pueden agruparse bajo el nombre único de Hordeumvulgare L. los tallos son huecos y no se distingue Floema de Xilema. hecho que marca el comienzo de la fase de encañado.UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE RIEGOS .3 MORFOLOGIA Raíz. creciendo lentamente hasta alcanzarla superficie. Suelo seco antes de siembra. el cual. éstas. el tallo al completar su desarrollo termina en una inflorescencia denominada espiga. El tallo principal permanece bajo el suelo. ssp. Tallo formado por 5 a 7 entrenudos y puede alcanzar una altura entre 0. de donde nacen las hojas que produce follaje muy denso.3 m. raíces coronarias que sirven de anclaje y proveen de agua más nutrientes a la planta. La semilla... junto con la radícula.6 a 1.Hordeum distichum L. Estas comienzan a formarse al estado de tercera hoja. se ubica en el lugar de unión del Mesocotilo con el Coleóptilo.II germinación tardía .. se utiliza básicamente como forraje para la alimentación animal. comienza la aparición de las raíces seminales. inicialmente. conforman el sistema radical primario. especialmente suelos de textura franco arcillosa y arenas a pesar de la alta higroscopia de las semillas de Cebada. con regueros a distancias no mayores a 18 mt. evitando acumulación de agua y deficiente distribución de esta provocando asfixia radicular. y posterior amarilla-miento y muerte en plantas jóvenes.57 % Punto de marchitez (Pm) : 17.3 g/cc Descenso tolerable (Dt) : 30 % Pendiente : 6% Descripción : FRANCO LIMOSO * La pendiente solo afecta al distribuidor. DESARROLLO A. Esta parte contendrá la información necesaria para realizar el diseño del sistema de riego por aspersión.UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE RIEGOS .  - CARACTERISTICAS DEL CULTIVO Nombre : Cebada 5 .II Caudal de agua. Entre uno y otro.95 ha Capacidad de campo (Cc) : 31. IV. a favor del transporte de agua. Datos básicos.98 % Densidad aparente(ρa) : 1. riegos con caudales bajos en especial Cebadas recién emergidas.  CARACTERISTICAS DEL SUELO : Área total (S) : 0. PPmax=10 mm. Diseño agronómico 1) CALCULO DE NECESIDADES HIDRICAS Considerando: .64 4.62 B.65 JULIO 105. De Aplicación (Ea) : 70%  LAMINA BRUTA DE RIEGO Lamina aplicable : La = (CC-PM)* ρa *Prof*Dt/100 → Frecuencia de riego : Fr = Lac / ETc → Redondeando la frecuencia por Fr = 8.72 1.Coef.04 142.05 días - 2) TIEMPO DE RIEGO: Tiempo de aplicación : Ta = Lb/PPmax → Ta =7 horas Según tabla. De Uniformidad (CU) : 85% .27 2.80 2.04 122. Entonces: Fr´ = 8 Días → La´ = 42.08 0.85 mm La = 42.83 5.15 0.II  Profundidad de raíz (Prof) : CLIMA (Demanda del agua): JUNIO 89.Ef.UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE RIEGOS .7 0.16 mm Lamina Bruta de riego : Lb = La´/(Ea*CU) → Lb = 70.57 1.4 mm Fr = 8.71 800 mm Mes ETO mm/dia K ETC mm/dia AGOSTO SETIEMBRE OCTUBRE 126. Según catalogo del aspersor seleccionado.15 1. para un suelo Franco Limoso y una pendiente 6%. 6 . RAMALES Y MALLAS .33 SOLUCION: 6 laterales con 10 m. Entonces: Ta´ = 7 horas → PPmax´ = 10 mm 3) PROGRAMACION DE RIEGO Actividad Cambio Riego 1 RIEGO AL DIA Horas 7:00am – 9:00am 9:00am – 5:00pm Duración 2 horas 7 horas 4) DETERMINACION DE ASPERSORES. a los extremos.Espacio entre aspersores . (Ok) : 12m : 15m : 0.II Optando por un Ta´ = 7 h.95 ha 7 .Área (100m *95m)  N° de laterales = 95/15 = 6.UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE RIEGOS .Espacio entre laterales . 82 0.93 28 28 28 3 3. se observa que con 1 ramal se puede cumplir con los requerimientos.UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE RIEGOS . SOLUCION 1: SOLUCION 2: 8 aspersores con 4 m. a los extremos 7 aspersores con 16 m.33= 8 franjas de 12m con 4m adicionales.42 4 *Catálogo de aspersor adjunto en los anexos 8 . Total de Aspersores aspersores : 10 DISEÑO HIDRAULICO 1) DATOS Longitud de lateral Longitud de distribuidor Subunidades a regar Caudal de Aspersor (qa) Aspersores/lateral Laterales/distribuidor Altura de Aspersor (ht) : : : : : : : 100 m 85 m 1 0.86 0. por lo tanto concluimos: Aspersores/Lateral: 7 Laterales/Ramal : 1 Total de Aspersores: 7 Se compraran 3 más por seguridad. (Ok)  N° de ramales 1 ramal → 1 Posiciones → 6 días (ok) - Considerando Frecuencia de riego F=8 días.II  N° de aspersores= 100/12 = 8.5 De acuerdo al aspersor elegido se procedió con la siguiente iteración: (m3/hora) Diámetro (m) Presión (kg/cm2) 0. a los extremos.86 m3/h 7 1 1. 2) ANALISIS EN LATERALES - Perdida de carga permisible ∆H < 0.2*Pa ∆H = 0.68 kg/cm2 Características de la tubería seleccionada Ø ext Ø int C – PVC L (m) pulg mm m 1 1/2 44.86 /hora.UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE RIEGOS .II Con el caudal Q = 0. se determino un Diámetro de alcance de 28m y una presión de trabajo Pa = 3.42 = 0.2*3.42 kg/cm2.55 140 108 - Caudal total 9 . 75∆h + ht PEL = 38.15*38.68 kg/cm2 .95 m3/hora Donde F: Coeficiente de CHRISTIANSEN (uso la tabla) : Perdida de carga/100 para PE según HAZEN Y WILLIAMS F = 0.II N° Asper/lateral : (calculado en D.Verificando condición ∆H > ∆h = 0.68 > 0.15*PEL ∆H´ = 0. Agronómico) : N°asp/lat = 7 Q (l/h/lateral) Perdida de carga :N° asp/lat * qa : Ql(/h) = 0.85m3/h*7=5.UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE RIEGOS .49 m 3) ANALISIS EN DISTRIBUIDORES Perdida de carga tolerada ∆H = 0.Presión de entrada en el lateral: PEL = Pa +0.72m = 0.43.372(Cumple) .372<0.58 kg/cm2 10 . J % (m/100m) = 8.65 ∆h = 3.49/10 = 0. 75∆h´ .73 ∆h´ = 2.11 m = 0.58 > 0. J % (m/100m) = 8.Presión de entrada en el distribuidor : PED = 34. Agronómico) Q (l/h/distrib)´ Perdida de carga : N°lat/dist = 1 :N°lat/dist * Ql : Qd(l/h) = 0.m*L Donde: 11 .UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE RIEGOS .II - Características de la tubería seleccionada Ø ext Ø int C .21 (Cumple) .211 kg/cm2 .07 m SELECCIÓN DE LA BOMBA: PED = PEL +0.PVC L (m) m pulg mm m pendiente 2 55.7 140 112 6% - Caudal total N° Lateral/Distri : (calculado en D.Verificando condición ∆H > ∆h’ = 0.85 m3/h - Donde F: Coeficiente de CHRISTIANSEN : Perdida de carga/100 F =1 . 7*0.71 Hp METRADO DE COSTOS Y PRESUPUESTOS DESCRIPCIÓN CANTIDAD COSTO UNITARIO (S/.) 60.2 m ≈ 40 m Y Q = 1. la potencia de la bomba resultaría de: HP = 38. C-5.00 180.65 1624.00 600. CDT = 34. Ø – 2´´.2 * 1.5 2710.) 420. Ø – 1 1/2´´.UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE RIEGOS . : Eficiencia de la bomba : Eficiencia del motor.5 = 38. : Columna Dinámica Total (m).7): HP = 1.90 $.00 Nº Aspersores/lateral Nº Laterales/Ramal Nº Aspersores de seguridad Nº Aspersores 7 1 3 10 6. L=6m) Distribuidor 1 Distribuidor (m) 85 15 Cantidad de tuberías de 6m Accesorios u otros 30% Bomba Sumergible 2 HP (hidrostal) TOTAL 102.07 + 3.II Q CDT Efb Efm : Caudal total del sistema (l/s).67/(76*0.00 COSTO TOTAL (S/. C-5.65 12 . L=6m) N° Laterales 1 Laterales (m) 100 17 Cantidad de Tubería de 6m DISTRIBUIDOR (Tubería PVC.67 l/s Reemplazando en la ecuación.00 8.00 LATERALES (Tubería PVC.50 250. 570 133. etc. ya que este costo están sumados elementos como manómetro.  Con las pérdidas de carga se tiene un amplio valor de pérdida permisible. cintas teflón.  Es necesaria el desarrollo de la prueba de infiltración básica. el contar con una bomba funcionando me condiciona un poco el cálculo ya que si tengo una columna de agua muy grande a vencer mayor será el gasto de energía que usara la bomba. si bien se está regando con un solo lateral.. para el manejo cuando se realiza los cambios de turno diario.CONCLUSIONES  El análisis de para el diseño de riego para este cultivo. el cual nos ahorraría tubería en caso de modificar el diámetro. el cual con los diámetros de alcance de la aspersión se logra cubrir esa deficiencia. el que aporta en el mayor porcentaje en este costo.  En el caso de costo.  Como se observa en el plano adjunto se tiene 10 metros en ambos extremos. Esto en cuestión de diseño nos permite realizar el riego de una sola parcela al día de las 6 que poseemos. para tener un ahorro en el costo. Como se hizo el cálculo. debido a que la fuente de agua se encuentra por debajo del mayor punto que sería el punto de entrega.UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE RIEGOS . además de futuros costos de mantenimiento.  La frecuencia de riego calculada. además resulta bastante práctico.  En el problema se hace totalmente necesaria el uso de una bomba que en el cálculo resulto una bomba de 2 hp. para este desarrollo es de aproximadamente 8 días es decir tendré 2 días para llevar todos los implementos como son las tuberías aspersores y cualquier mantenimiento especial antes de continuar con el ciclo de riego de la aspersión.II V. debe ser tal que se tenga la mayor uniformidad posible debido a que el sistema de siembra es por voleo. 13 .  Como se realizo el diseño se tiene aproximadamente 7 horas de riego al día debido a la gran profundidad de raíces que presenta este cultivo. Además de dejar 8 metros en los extremos para un mejor manejo y no perjudicar a las parcelas adyacentes. es el costo que aporta la bomba. adhesivos.  Se considero el costo de accesorios y otros como un porcentaje.  Con el diseño propuesto se logra cubrir con gran eficiencia el área a regar. cuando el tipo de suelo no es común en el manejo. 4.BIBLIOGRAFÍA 1.(1999).II VI. Pastor J. “separación efectiva de aspersor /aspersor en un lateral y entre laterales. 3. Hernán y Kohi (1980).scribd. “el riego por aspersión y su tecnología”.com/doc/14229542/Manual-Cebada 14 . ingeniería de riegos II. Apuntes de clase. 2.. http://es. Rocío.UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE RIEGOS . Tarjuelo Martin B. II ANEXOS 15 .UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE RIEGOS . II 16 .UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA INGENIERIA DE RIEGOS .