I.INTRODUCCIÓN La incorporación y adopción de tecnologías de riego que permiten mejorar la eficiencia de aplicación del agua y optimizar el uso de los recursos en las zonas de riego de nuestro país, es de fundamental importancia si se tiene en cuenta la disminución del agua disponible para riego, la necesidad de reducir los costos de producción de los cultivos para ser más competitivo en el mercado, y la contaminación y el deterioro del medio ambiente por el mal uso y manejo del agua. La tecnificación de la agricultura utilizando métodos de riego presurizados como los de aspersión y localizados tiene un alto impacto en el uso eficiente del agua. Estimaciones revelan que con el cambio de método de riego, de riego por surcos a riego por aspersión o goteo se puede lograr un ahorro en volumen de agua que va del 30 al 60%. Frecuentemente, los rendimientos de los cultivos se incrementan también, porque las plantas reciben prácticamente la cantidad precisa de agua que necesitan y también a menudo la de fertilizantes. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO - SULLANA II. OBJETIVOS 2.1. Objetivo general Diseñar un sistema de riego por aspersión para el cultivo de Tomate, que permita el inicio del mejoramiento de las condiciones y rendimiento de la agricultura en el centro poblado Somate Bajo - Distrito Sullana. 2.2. Objetivos Específicos Elaborar un diagnóstico físico natural del área ejecutable del proyecto. Realizar estudios que determinen las variables que comprende el diseño. Determinar las necesidades de agua del cultivo del Tomate en la zona de estudio. Realizar el diseño agronómico e hidráulico del sistema de riego a instalar. UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 1 s. Nombre del Proyecto El proyecto tiene por nombre “Diseño de un Sistema de Riego Presurizado por Aspersión para el cultivo de Tomate en el centro poblado Somate Bajo – Sullana”. 3.SULLANA III. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO .m. 3. Ubicación política Políticamente se encuentra ubicado en: Departamento: Piura Provincia: Sullana Distrito: Sullana Figura N° 01.2. Ubicación del Proyecto 3.1. a una altitud promedio de 83 m.1.n. Ubicación geográfica del predio elegido para el Diseño del Sistema de Riego por Aspersión del cultivo de tomate. Ubicación geográfica El proyecto tiene lugar en el Centro Poblado Somate Bajo y se localiza en las coordenadas geográficas 4°45'16.35" S y 80°32'16.1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 2 .1.63" O. Topografía y Superficie Desde el punto de vista fisiográfico. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO . se encuentran áreas que presentan una topografía relativamente plana. 1988): 𝑷𝑴𝑷(%) = 𝑪𝑪(%) × 𝟎. 𝟕𝟒 − 𝟓 𝑃𝑀𝑃 = 31 × 0.74 − 5 𝑃𝑀𝑃 = 18% En base a dicha información se trabajó con el cuadro siguiente: UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 3 . así mismo.SULLANA 3. es el caso del área destinada para el proyecto. Suelo Calculo del contenido de agua a Capacidad de Campo (CC) y Punto de Marchitez Permanente (PMP) Se sacó una muestra que peso 649 gr y luego seco peso 495 gr: (𝐏𝐞𝐬𝐨 𝐡ú𝐦𝐞𝐝𝐨 – 𝐏𝐞𝐬𝐨 𝐝𝐞 𝐬𝐮𝐞𝐥𝐨 𝐬𝐞𝐜𝐨) 𝐂𝐂(%) = × 𝟏𝟎𝟎 𝐏𝐞𝐬𝐨 𝐬𝐮𝐞𝐥𝐨 𝐬𝐞𝐜𝐨 649 − 495 𝐶𝐶(%) = × 100 495 𝐶𝐶(%) = 31% Se estima con la ecuación (Silva et al. el Somate Bajo está conformado por un relieve irregular con grandes y medianas pendientes.2. 3.3. 8 Marzo 33.7 19 25. (°C) T° Media (°C) H.3 2.1 6.R % Hras.7 Abril 33.1 3 6.3 5.2 Febrero 34 21.5 16. T° Máx.1 16.SULLANA Cuadro N° 01.5 6 Agosto 29.8 61 44.1 17.Serie Histórica (2000-2010) PARÁMETROS CLIMÁTICOS MES Precipit.6 Setiembre 30.4 69 29.1 66 4.9 4.1 Diciembre 32. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO .7 76 0.7 21.3 16. de sol (mm) Viento Enero 33.9 21. Veloc.6 UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 4 .6 75 0 2.9 6.2 Noviembre 31. 1979) 3.1 23.7 74 0.2 23. Resumen de las Propiedades físicas del suelo según texturas (Israelsen y Hansen.1 Octubre 30.8 3.9 7.1 2.5 3 6.8 23.7 71 7.4 4.2 16 22.2 3.8 24.1 27.1 5.9 Junio 29.9 Mayo 31.9 6.5 22.8 21. Climatología y Precipitación Los registros del clima obtenidos son de la estación Lancones entre el periodo 2000 – 2010 y que pertenece a la unidad hidrográfica Cuenca Chira.7 7.9 25.1 7. (°C) T° mín.8 77 0.8 27.6 69 22.1 6.4 65 9.3 77 0 3.2 4.8 2.9 70 33. estos registros indican la siguiente información detalladas en el cuadro: Cuadro N° 02.4.2 27.5 17.7 27. Estación Lancones .9 Julio 29. Por ser esta la estación más próxima a la zona del proyecto.5 18. RESULTADOS 4. Determinación de la ETP y la ETR a) Método de Hargreaves: Resultados en base a la temperatura 𝐸𝑇𝑃 = 𝑀𝐹 ∗ 𝑇𝑀𝐹 ∗ 𝐶𝐻 ∗ 𝐶𝐸 …(α) Dónde: ETP : evapotranspiración potencial (mm/mes). 4. TMF: temperatura media mensual (°F). Además: o si HR > 64% 𝐶𝐻 = 0.1. CH : coeficiente para la humedad relativa media mensual.1.166 ∗ (100 − 𝐻𝑅)1/2 o si HR < 64% 𝐶𝐻 = 1 **(𝐻𝑅 = ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 %) También: 𝐸 𝐶𝐸 = 1. MF : factor mensual de latitud.1.04 ∗ 2000 UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 5 . DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO .1.1. Necesidades de agua del cultivo.0 + 0.1. Diseño Agronómico 4. CE : factor de corrección para la altura o elevación del lugar.SULLANA IV. 4 77. Estos valores son: Cuadro N° 04.R) en % es mayor al 64 %. Coeficiente Mensual de Evapotranspiración (MF) Latitud °S ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO 4 2.04 61 *Abril 27. Ubicación geográfica y altitud.407 2.% *Enero 27.362 2.s.SULLANA Cuadro N° 03.363 2.134 2.32 69 *Mayo 25.68 75 Setiembre 23.8 73.22 70 *Marzo 27.363 2.395 2.n.8 82.7 78.7 74.72 65 Junio 23. Información Climatológica: Temperatura (°F) y Humedad relativa (%) para intervalo en meses del periodo vegetativo.166 ∗ (100 − 𝐻𝑅) UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 6 .151 2. Longitud: 80° 29' 29 / Latitud: 4° 34' 34 / Altitud: 123 m.m Mes ° T media (°C) F=9/5(°C)+32 H. Según la información de la Estación Lancones la humedad relativa (H.6 72.033 5 2.189 2.6 81. Elaboración propia.68 69 *Febrero 27.66 76 Noviembre 24.141 2.R.04 77 Agosto 22.416 2. A continuación se determinan cada uno de los valores mencionados en la terminología para la ecuación empírica del método de Hargreaves en base a la temperatura.1 73.94 77 Octubre 23.7 76.02 * Valores determinados por interpolación.4 81. utilizando la información del Cuadro N° 02.182 2. por lo tanto se determinó el coeficiente de humedad relativa 1/2 mediante la fórmula: 𝐶𝐻 = 0.576 2.58 66 Julio 22.172 2.26 71 Fuente: Estación Lancones.05 4.9 82.46 74 Diciembre 25.3 73. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO . 0 + 0.924 0.65 UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 7 . obteniendo: Cuadro N° 06.036 0. Determinación del coeficiente del cultivo (Kc) Es necesario determinar el valor de Kc en las distintas fases del periodo vegetativo con el fin de encontrar su máximo valor.909 1. Valores de la Evapotranspiración Potencial Mes ENE (31 dias) FEB (28 dias) Mar (31 días) Abr (30 días) May (31 días) ETP (mm/mes) 182.390 200.272 4.116 162. ya que es dato para calcular la evapotranspiración real (ETR). Coeficiente para humedad relativa media mensual (CH) Mes ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO CH 0.04 ∗ 𝐶𝐸 = 1. Kc CULTIVO % CICLO VEGETATIVO Kc Tomate 25 50 80 0.445 ETP (mm/día) 5.1.1. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO .875 5.0 + 0.1. Cálculo de la Evapotranspiración Potencial (ETP) Se aplica el método de Hargreaves con los datos determinados en las tablas anteriores y reemplazando en la ecuación (α).414 161.3.982 Se determina el factor de corrección para la altura o elevación del lugar: 𝐸 123 𝐶𝐸 = 1.3 1. Cuadro N° 06: Valores del coeficiente único (promedio temporal) del cultivo.924 0.800 6.465 5.2.400 5.999 163.1 0.00246 2000 2000 4.1.04 ∗ = 1.1 1.SULLANA Cuadro N° 05. Med. Final Total Fecha de Siembra Región Tomate 30 40 40 25 135 Enero Árida Grafica N° 01: Curva del Coeficiente de Cultivo del Tomate UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 8 . DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO .SULLANA Cuadro N° 07: Duración de las etapas de crecimiento del cultivo para distintos periodos de siembra y regiones climáticas (días). Cultivo Inic. Des. 1.300 0. Mes ENE (31 dias) FEB (28 dias) Mar (31 días) Abr (30 días) May (31 días) ETP (mm/día) 5.335 7.940 3.100 1.10.400 5.800 6. 𝐸𝑇𝑅 = ETP ∗ Kc … (β) Cuadro N° 08: Valores de la Evapotranspiración real de cultivo del Tomate.272 Kc 0.762 3.3 Tn/m3 Eficiencia de aplicación (Ea): 85% Déficit permisible de manejo (DPM): 40% Días libres (Dl): 2 Evapotranspiración: 7 mm/día UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 9 .45 Has Capacidad de campo (CC): 31% en peso Punto de marchitez (PM): 18% en peso Profundidad (z): 1.427 Por lo tanto se puede afirmar que la necesidad neta de agua del cultivo de Pimiento es el máximo valor de la ETR en mm/día determinada.5 Has Área efectiva para el diseño: 9.465 5.SULLANA 4. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO .650 ETR (mm/día) 1.100 0.575 1.4. Cálculo de la Evapotranspiración Actual o Real (ETR) Para la determinación de la ETA se utiliza como valor de Kc = 1.20 m = 1200 mm Densidad aparente (da): 1.111 mm/día ≈ 7 mm/día Parámetros de riego Datos Nombre del cultivo: Tomate Área total de la parcela: 10.111 5.875 5.1. cuyo valor es: ETR = Nn = 7. Este valor de Kc es el máximo del cultivo de tomate. SULLANA Caudal disponible (Qd): 125 m3/h Marco de Riego: Tiempo disponible de riego al día (Trd): 20 h/día Intervalo de humedad disponible 𝐶𝐶 − 𝑃𝑀 31−18 𝐼𝐻𝐷 = ∗ 𝑑𝑎 ∗ 𝑧 𝐼𝐻𝐷 = ∗ 1.20) = 107.9∗𝐷𝑛 𝐷𝑏 = 𝐸𝑎(1−𝐿𝑅) 0.5 dS/m LR= 20 % > 10% 0.2 dS/m 𝐶𝐸𝑤 = 1.36 𝑚𝑚 Intervalo entre riegos UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 10 .9∗81.12 𝐷𝑏 = 0.3 ∗ 1200 = 202.8 ∗ 0.40 = 81.12 mm Dosis bruta Se determinó la dosis bruta teniendo en cuenta el porcentaje de la Fracción de Lavado del suelo para la limpieza de sales. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO .85(1−0. Además se utilizó el siguiente Nomograma 𝐶𝐸𝑒 = 2.8 𝑚𝑚 100 100 Dosis neta 𝐷𝑛 = 𝐼𝐻𝐷 ∗ 𝐷𝑃𝑀 ∗ P 𝐷𝑛 = 202. 59 𝑑í𝑎𝑠 ≅ 11 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝐸𝑇 7 𝑚𝑚/𝑑í𝑎 *Ajustando el dato a un número entero de días igual a 11 7𝑚𝑚 𝐷𝑛𝑎𝑗𝑢𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 = 11 𝑑í𝑎𝑠 ∗ = 77 𝑚𝑚 𝑑í𝑎 0.9 ∗ 77 𝑚𝑚 𝐷𝑏𝑎𝑗𝑢𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 = = 101.45 ∗ 101. Pluviosidad Media del Sistema 𝐷𝑏 𝑃𝑚𝑠 = 𝑇𝑟 71.SULLANA 𝐷𝑛 𝐼= 𝐼= 81.1.3.503 𝑚3 /ℎ 𝑄𝑛 < 𝑄𝑑 4.2. Caudal del Aspersor (q): UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 11 .1.47𝑚𝑚 𝑃𝑚𝑠 = 9ℎ = 7. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO .20) 77𝑚𝑚 𝐼= = 11 𝑑𝑖𝑎𝑠 7𝑚𝑚/𝑑𝑖𝑎 Caudal Necesario (Qn) 𝐴(ℎ𝑎) ∗ 𝐷𝑏(𝑚𝑚) 𝑄𝑛 = ∗ 10 ℎ𝑟 𝑇𝑟𝑑 ( ) ∗ (𝐼 − 𝐷𝑙)(𝑑í𝑎) 𝑑í𝑎 9.12𝑚𝑚 = 11. 85 ∗ (1 − 0.91 𝑄𝑛 = ∗ 10 20 ∗ (11 − 2) 𝑄𝑛 = 53.94𝑚𝑚/ℎ 4.91𝑚𝑚 0. 58 = 39 aspersores B) Distribución en el campo 175 m/ramal / 18 m/aspersor = 9. Ramal = Esp. /ramal = 4 ramales D) Número de posturas por ramal UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 12 .72 = 10 aspersores/ramal Long.5./2 + (Esp.SULLANA 𝑞 = 𝑃𝑚𝑠 ∗ 𝑆 𝑞 = 7. = (Área) / (Nº post.56 𝑙𝑡/ℎ 4.1.94 ∗ (18 ∗ 18) 𝑞 = 2572. * (n-1)) = 18/2 + (18 * 9) = 171 m Por lo tanto el número total de aspersores será 40 C) Número de laterales 40 aspersores totales / 10 asp. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO .4. = (500*350) / (2*7*18*18) = 38. 𝟐 ≅ 𝟐𝒑𝒐𝒔𝒕𝒖𝒓𝒂𝒔/𝒅í𝒂 = 4.dia-1 *Tr * S) Nº mín.1. Cálculo de Número de Posturas por día (Npd): 𝑇𝑟𝑑 𝑁𝑝𝑑 = 𝑇𝑟 20 𝑁𝑝𝑑 = 9 𝑵𝒑𝒅 = 𝟐. Cálculo del Nº mínimo de aspersores y ramales A) Número de aspersores Nº mín. 6m3 / h 4. DISEÑO HIDRÁULICO 4.836m Ahora tenemos: n=10 l0 l / 2 β=1.91 Hg 1.59 38.2.2 Hg long pendiente Pa 1.SULLANA 500 m / 18 m/post = 27.09 Hg Pa h Hg 0.365 UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 13 .2 Hg Hg 175 100 h 0. / 4 ramal= 14 post.3. 𝟑 𝑲𝒑𝒂 4.77 = 28 28 * 2 = 56 posturas 56 post.2.2(64. Perdida de carga del ramal: Hallando hg: 1.63) 1. /ramal Por lo tanto se regara 2pos/día llegando un total de 7 días.2. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO .5 𝐻 = 64. Caudal de riego porta aspersor: Q nq Q 15 2.91m h 14.57256 38.09 h 0.2. Cálculo de la Presión media del aspersor: 𝑞 = 𝐾 × 𝐻1/𝑥 2572.56 = 320 × 𝐻 0.63𝑚 𝑯 = 𝟔𝟒𝟔. 4.2.9 (Aluminio) F=0.1. 91 64.75m /100m 3'' Q 38.) J100 23.23m /100m 175 0.39m 4.5.4.39) 2 4 2 P0 70.5m /100m 4.6m3 / h J100 ajustado 10.2.6. Presión en el origen: P0 Pa3 hg h Ha 4 2 Ha: Altura del aspersor=2m P0 3 1. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO . Perdida de carga real: h100 J F L h100 10.SULLANA h J100 FL 14.2.5 0.5 h100 6.365 1.63 (6.2. Presión en el extremo del ramal UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 14 .365 100 Ø nominal de la tubería porta aspersor (pulg.836 J100 23.47m 4. 91 64.7. UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 15 .39 1.2.99m 4. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO . Basado en la fórmula de Scobey.63 4 2 Pu 63.SULLANA Pu Pa h Hg 4 2 Pu 6. Diagrama de presiones Diagrama para la determinación de pérdida de carga. D = Diámetro interior UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 16 . DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO .SULLANA Φ = Diámetro exterior. Estos beneficios aseguran que las prácticas de riego basadas en el conocimiento de los aspectos fundamentales que gobiernan el comportamiento del sistema suelo-agua-planta-atmósfera. sino que va en conducción cerrada. hasta la parcela. se producen aumentos de rendimientos de significativa importancia en relación a cultivos regados de manera deficiente. En general. Al mismo tiempo se obtienen beneficios adicionales que determinan en gran medida el éxito económico de la actividad de producción de cultivos.SULLANA V. donde va avanzando e infiltrándose simultáneamente. mediante tuberías de baja presión hasta la parcela. donde va avanzando e infiltrándose simultáneamente. cuando se riega eficientemente un cultivo agrícola. a presión. a presión hasta el aspersor. Las variabilidades de riego por aspersión se han ido multiplicando para adaptarse a las necesidades específicas de cada caso correcto. El agua no se transporta como en el riego de pie. UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 17 . CONCLUSIONES La aspersión es un sistema de riego que distribuye el agua en forma de lluvia sobre el terreno. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO . a cielo abierto. sino que va en conducción cerrada. Hoy en día este sistema de riego es uno de los más utilizados en la agricultura. sean altamente rentables y constituyan una inversión que rápidamente entregan sus frutos para el productor individual y para su región. 6. Calendario Hortícola – “Hortus”. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO .infoquinua. 1999.1988. “Editorial Trillas”. “Manuales para educación agropecuaria” “Pimiento”.bo/fileponencias/a_TOLA%20Sumi%20Martin%20Ever %20DISENO%20AGRONOMICO%20E%20HIDRAULICO(Agr).SULLANA VI. Tarjuelo Martín Benito” UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 18 .elriego. 44. Universidad nacional de Piura.1 WEB.2 LIBROS “El Riego y sus Tecnologías” – Luis Santo Pereira. BIBLIOGRAFÍA 6. http://info. pág. María Raquel Picornell. Luis Gómez Abromonte. Buendía y José M.pdf. “Compendio de fichas técnicas de 60 cultivos de la Región Grau”.com/portfolios/determinacion-de-los-parametros-de-riego/ http://www. José Arturo de Juan Valero. SULLANA UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA Página 19 . DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN SOMATE BAJO .