diseÑo de sistema de riego

8/13/2019 DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA

IRRIGACIONES Página 1

ALUMNOS:

DENNYS CALDERON PANIAGUA

DIEGO CALDERO N CALISAYA

RICHARD CAHUI CAMA

CURSO:

IRRIGACIONES

Tacna– Perú

2012

ING. ELIAS SALAS

INFORMEDISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO

POR GOTEO





INTRODUCCIÓN





I.- INTRODUCCION

En estos últimos años la disponibilidad del agua en las diferentes fuentes de

abastecimiento natural, es cada vez menor, observándose un reducido volumen

en la medida que se adentra la época seca en las zonas de las micro cuencas, en

la parte alto andina del sector de Candarave.

Paradójicamente nuestro país y nuestra localidad, cuenta con temporadas de

precipitación favorable y abundante para la agricultura, desafortunadamente esta

agua no es aprovechada en gran medida para el riego, esto es evidente por la

baja producción y altos precios de frutas y hortalizas que se ofrecen en los

mercados.

Las fuentes de agua disponibles más comunes de encontrar en el campo y que

están utilizadas para el riego son pozos artesanales, pequeños manantiales y

ríos.

Algunos de estos recursos no son suficientes para incrementar significativamente

nuevas áreas de siembra, y por consiguiente, el aumentar la producción.

Un sistema de riego por goteo sería ideal ya que focalizaría las áreas para el

riego, asi mismo se podría utilizar eficientemente este tan preciado recurso vital

para la vida y desarrollo de la humanidad.





OBJETIVOS





II.- OBJETIVOS

2.1.- OBJETIVO GENERAL

Entender, analizar y diseñar un sistema de riego por goteo en el curso

de Irrigaciones. Así mejorar la eficiencia y aplicación de los recursos

hídricos y del suelo optimizando su consumo.

2.2.- OBJETIVO GENERAL

Poner en práctica los conocimientos de la tercera unidad en un ejemploaplicativo.

Evaluar, y determinar el diámetro de las tuberías a utilizar.

Analizar, interpretar y evaluar los resultados obtenidos.





IMPORTANCIA





SISTEMA DE RIEGO POR

GOTEO





· El mantenimiento de un nivel óptimo de humedad en el suelo implica una

baja tensión de agua en el mismo. El nivel de humedad que se mantiene en

el suelo es inferior a la capacidad de campo, lo cual es muy difícil conseguir

con otros sistemas de riego, pues habría que regar diariamente y seproducirían encharcamientos y asfixia radicular.

· Requiere un abonado frecuente, pues como consecuencia del movimiento

permanente del agua en el bulbo puede producirse un lavado de nutrientes.

4.1.- VENTAJAS

Importante ahorro de agua, mano de obra, abonos y productosfitosanitarios. Los ahorros comunes de agua son del 50% respecto a

los sistemas convencionales y, en ocasiones, cifras superiores a

éstas.

Posibilidad de regar cualquier tipo de terrenos, por accidentados o

pobres que sean. La pendiente del terreno no es un obstáculo a este

tipo de riego, por la regulación de caudales que puede conseguirse.

Asimismo, los suelos pobres o de poco espesor tampoco presentan

inconvenientes, pues en cierto modo el goteo es una forma de

hidroponía en que el suelo actúa como sostén.

Utilización de aguas de peor calidad.

Aumento de la producción, adelantamiento de cosechas y mejor

calidad de los frutos como consecuencia de tener la planta

satisfechas sus necesidades en agua y nutrientes en cada instante.

Permite realizar, simultáneamente al riego, otras labores pues, al

haber zonas secas, no presenta obstáculo para desplazarse sobre el

terreno. No altera la estructura del terreno.





Se puede usar en distintos tipos de suelos aunque en general, se

recomienda para los extremos o sea arenosos o arcillosos.

Se puede usar en todos los cultivos, ya sea en los de línea, frutales,

forrajeras, pero en general, se recomienda para frutales y viñedosdebido a que determina una menor concentración de líneas y

emisores y reduce el costo del equipo por hectárea.

Presenta las mejores ventajas para la automatización del mismo, ya

que colocando sensores de humedad, el control es automático.

No hay proliferación de malezas, ya que la humedad está muy

localizada.

4.1.1.-BAJO COSTO DE INVERSION

El diseño puede costar hasta un 60% menos que el convencional. El

costo de inversión es el principal factor, que en la mayoría de los casos

evita que se implemente el riego por goteo, esto se debe a la escasa

competencia de precios que existe en el mercado nacional.

4.1.2.- BAJO COSTO DE MANTENIMIENTO

El diseño permite un fácil lavado de tuberías y destape de los goteros,

mientras que sistemas convencionales son más difíciles y costosos.

4.1.3.- EFICIENCIA DE APLICACIÓN ACEPTABLE COMPARADO

CON OTROS SISTEMAS

Cuando se compara el sistema de riego por goteo con el de riego poraspersión y superficie, que en la actualidad practican los productos,

notablemente se observa que son superados en cuanto a economía de

agua aplicada, debiéndose a que el sistema propuesto la aplica en la

zona de las raíces del cultivo.





4.1.4.- SE ADAPTA A CUALQUIERA CONDICCION TOPOGRAFICA

Es importante manifestar que el diseño puede adaptarse a cualquier

condición topográfica, siempre y cuando se coloquen a nivel las tuberías

regantes. El diseño de válvulas artesanales permite regular e igualar el

caudal de cada una de las tuberías regantes.

4.1.5.- SE ADAPTA A PEQUEÑAS AREAS DE TERRENO

El criterio del técnico y del productor juega un papel importante en el

tamaño del área de siembra bajo riego. De la decisión inicial que se

tome dependerá la versatilidad del sistema en el manejo de los cultivos y

del agua a futuro.

El tamaño del área de riego depende de:

Condición económica del productor

Del caudal de la fuente de agua

Del comportamiento del mercado

El deterioro del material de tuberías comparado con el sistema

convencional por goteo es superior, por lo que deberá

protegerse para prolongar la vida útil.

4.2.- INCONVENIENTES

Es un sistema muy caro de instalar, por lo que existe una limitación

de tipo económico en su aplicación a los cultivos. No todos los

cultivos son tan rentables como para justificar las fuertes inversiones

que el sistema de goteo supone.

En zonas frías y con cultivos sensibles a las heladas, el riego por

goteo no protege contra las mismas, por lo que su uso debe

descartarse. Además existe la posibilidad de alteraciones





fisiológicas por el gran desarrollo que adquieren, llegando a disminuir

su resistencia a factores adversos.

Si se proyecta o se instala mal, puede ocasionar la pérdida de lacosecha por falta de agua o nutrientes.

En zonas áridas en que no existe la posibilidad de lavado, el uso

sistemático y durante varios años de aguas de mala calidad puede

arruinar los terrenos de cultivo si no se riega de forma adecuada.

Obstrucción de los goteros por las partículas que arrastra el agua, y

que, en ocasiones, puede acarrear daños a la instalación y al cultivo.

Es necesario una mayor capacitación de los usuarios con respecto a

cualquiera de los otros sistemas de riego.

El uso continuo de este método deteriora la acumulación salina en

profundidad con probable deterioro de las condiciones físicas y

fertilidad del suelo, sería necesario lixiviar el suelo luego de cierto

uso.

4.3.- EQUIPOS A UTILIZAR

El equipo está formado por una bomba que impulsa el agua y le da presión,

saca el agua de un estanque o de una perforación. Se impulsa el caudal

seleccionado a través de un filtro que separa toda clase de impurezas,

luego generalmente se encuentra una cámara que nivela la presión que

necesitan las cañerías. De la misma parten cañerías secundarias y luego deellas las terciarias, en donde se encuentran los emisores o goteros. A la

salida de la cañería secundaria hacia la terciaria generalmente se encuentra

otro filtro para detener las probables partículas que hubieran podido pasar a

través del primero.





El uso de estos goteros determina sea más fácil y rápido el cálculo

hidráulico de la línea terciaria debido a que la regulación del caudal

depende de la abertura que se seleccione en el gotero.

4.3.2.- TUBERIAS

Los tubos que se usan para el riego por goteo generalmente, son de

plástico o de PVC. El PVC es más económico, pero presenta el

inconveniente del deterioro del plástico frente a los rayos

ultravioletas, para evitar este deterioro se agregan negro de humo en

la fabricación de los tubos en una proporción de alrededor del 2 al 3

%.

Otro material a usar es el polietileno con una densidad media de 0.94

gr/cm3.

Los diámetros interiores de las cañerías varían de acuerdo a las

funciones que desempeñan en el sistema y se pueden considerar

dos grupos:

1. Tuberías abastecedoras de goteros: diámetros de ¼”, 3/8”, ½”, ¾”. 2. Tuberías de distribución: diámetros de ¾”, 1”, 1.25”, 1.5”, 2”, 3”.

4.4.- FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL CALCULO

HIDRAULICA DEL METODO DE RIEGO POR GOTEO.

Los factores más importantes en el diseño hidráulico son:

1. Caudal por gotero: depende del cultivo, del suelo y del tipo de gotero.

2. Separación entre goteros: depende de la textura del suelo y del cultivo.

3. Número de goteros: depende de la carga hidráulica disponible, del tipo de

gotero, del diámetro de la tubería y de la separación entre goteros.

4. Diámetro de la tubería.





5. Viscosidad Cinemática del agua: es función de la temperatura.

6. Número de Reynolds: para caracterizar al movimiento como laminar o

turbulento.

7. Rugosidad Relativa (e/D): es el cociente entre el tamaño de las

asperezas y el diámetro de las cañerías, y depende del tipo de material

usado para las mismas.

8. Coeficientes de pérdida de energía por frotamiento l de Darcy-Weisbach.

9. Coeficientes de pérdida de energía por singularidades ls .

10. Topografía: es uno de los factores claves, para lo cual se necesitan las

curvas de nivel.

11. Carga Hidráulica Total Disponible: limita el tipo de gotero a usar, los

primeros que se describieron requieren menos de 5.0 metros de cargahidráulica. Y los segundos requieren mayores de 7.5 metros.

El cálculo hidráulico se realiza de igual forma que para sistemas de tuberías

abastecedoras de caudal variable.

GRAFICA 01: PARCELA A REGAR





GRAFICA 02: NIPLES, ADAPTADORES, VÁLVULA DE PASO Y

FILTRO A LA FUENTE DE AGUA

GRAFICA 03: ACOPLES A LA TUBERÍA PRINCIPAL CON NIPLES DE

PVC, ADAPTADORES Y VÁLVULAS DE PASO





GRAFICA 04: ESQUEMA DEL SISTEMA POR GOTEO

GRAFICA 05: RIEGO POR GOTEO





4.5.- ALGUNOS PROBLEMAS DEL RIEGO POR

GOTEO. NUEVAS SOLUCIONES

En la aplicación del riego por goteo se han presentado algunos problemas

relacionados con la forma y extensión del bulbo húmedo. Concretamente el

insuficiente desarrollo del bulbo en suelos ligeros y el riego de cultivo en

línea. Dichos problemas han dado lugar a la aparición, respectivamente de

la micro aspersión y de los riegos localizados por franjas, con sus variantes

de riego por manguera y exudación.

Otro tipo de problemas ha ocasionado la aparición del riego por goteo

subterráneo: la necesidad de retirar las tuberías superficiales para realizar

determinadas labores de cosecha.

Al igual que en la tecnología del riego no se puede decir que haya una

solución única para todos los casos y así por ejemplo, el riego por

inundación puede ser la solución mejor para el arrozal, mientras que la

aspersión lo puede ser para la alfalfa en laderas, en los riegos localizadostampoco hay un sistema que sea mejor que los demás en todos los casos.

No se puede decir que el goteo es mejor o peor que la micro aspersión, o

está en la exudación. Son sistemas de riego distintos para problemas

distintos y lo que interesa es tener las ideas claras, saber, para cada

situación definida principalmente por el suelo y el cultivo.

.





GRAFICA 05: BULBOS QUE SE FORMAN POR EL SISTEMA DEGOTEO

4.6.- MATERIALES:

Los materiales que se usan para la instalación del sistema están

constituidos por tuberías de PVC de agua y desagüe, siendo las redes

principales de clase 5 y 7.5, mientras que las líneas de distribución son de

clase 2, 5.

Los laterales de riego están formados por mangueras de polietileno de 20

mm, tubos de PVC. de 5/8 “ o cintas de goteo de 16 mm.





GRAFICA 06: MATERIALES E INSTALACION DEL SISTEMA DE

RIEGO POR GOTEO

GRAFICA 07: RED DEL SISTEMA POR GOTEO





4.7.- FUNCIONAMIENTO:

El Reservorio, es uno de los elementos fundam¡Error! Referencia de

hipervínculo no válida.entales del Sistema de Riego INIA, se caracteriza

por su construcción de tierra o arena compactada, cuyos taludes se forman

con el ángulo de reposo del propio material. Por lo general se recomienda

tres metros de altura, como mínimo, para su funcionamiento.

GRAFICA 08: FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE RIEGO

4.6.1.- ARCO DE RIEGO O LLAVE DE PASO:

Permite el paso del agua de la red primaria (línea de conducción) hacia la

red secundaria.

La red secundaria o línea de distribución, mide 50 metros de largo y termina

en el purgador.





GRAFICA 09: ARCOS DE RIEGO

GRAFICA 10: ESQUEMA DE SISTEMA DE RIEGO POR GOTEO





4.8.- INSTALACION NECESARIA PARA EL RIEGO POR

GOTEO:

1. CABEZAL DE RIEGO: Es el conjunto que forman el sistema de

filtrado y el de abonamiento o fertilización con sus

correspondientes válvulas y accesorios. Junto con las tuberías y

los goteros forman los elementos fundamentales del sistema.

2. EQUIPO DE FILTRACIÓN.- Imprescindible para filtrar las aguas

que, bien provengan de estanques al aire libre o de pozos y sobre

todo de los ríos, nunca garantizan su limpieza. Es más, si elsistema se fundamenta en el racionamiento del agua y su buena y

uniforme distribución a través de unos agujeros en las tuberías o

unos dispositivos calibrados para efectuar el gota a gota (goteros)

es elemental que garanticemos la limpieza de las aguas.

3. SISTEMAS DE FILTRADO hay muchos y evidentemente todos

tratan de conseguir la limpieza del agua de partículas extrañas.

Filtros de arena y gravas, de mallas, de algas; sistemas fundados

en la decantación, en cilindros, con sistemas automatizados o no,

todos ellos pueden resultar válidos si forman parte de un buen

proyecto que garantice la mínima obstrucción posible ya que de

ella depende la eficacia del sistema. Una vez más el acierto

dependerá de la acierto en la elección de la empresa que se

responsabilice de la instalación después de un estudio detallado

de las aguas y que responda de la eficacia y uniformidad del riego

para el máximo aprovechamiento del cultivo.





GRAFICA 11: ESQUEMA DE SISTEMA DE RIEGO POR GOTEO





PROCEDIMIENTO





V.- PROCEDIMIENTO

El tipo de cultivo con el cual se trabajara el diseño de riego por goteo será TRIGO.

1.- ÁREA DE LA PARCELA = 12 ha = 120000 m2.

Largo = 400 m

Ancho = 300 m

Calculo de la parcela = 400 X 300 =120000 m2

GRAFICA 12: DISTRIBUCION DE LA PARCELA DE 12 HECTAREAS

(400m X 300 m.)

2.- DATOS UTILIZADOS PARA LA REALIZACIÓN DEL SISTEMA DE RIEGO

POR GOTEO.

Los siguientes datos han sido obtenidos del trabajo anterior de la segunda

unidad los cuales nos serán de utilidad en la realización de nuestra





propuesta de sistema de riego. Estos datos a utilizar se presentan a

continuación:

Caudal: 42.49 M3/HR

C= 150 (constante)

Las Longitudes salieron del pre distribución (GRAFICA 13)

COTA superior se consideró 3400 por trabajar en Candarave

COTA inferior es de 3400 similar a la cota superior por indicaciones del

docente de trabajar sin desnivel.

Presión inicial se consideró como 21 mca, este valor viene a ser la presión

final de la toma. Donde f = 20 + 2

GRAFICA 13: DIMENSIONAMIENTO DE DISTANCIAS DENTRO DE

NUESTRA PARCELA





CÁLCULO DE LOS DIÁMETROS DE LAS TUBERÍAS Y PÉRIDAS DE CARGA

TRAMO

CAUDAL

(Q)

CONSTANTE(C)

DIÁMETRO DE

TUBERÍA(D)

LONGITUD DE

TUBERÍA(L)

COTASUPERIO

R (M)

COTAINFERIO

R (N)

PRESIÓN

INICIAL(P)

P RDIDA DE

CARGA(Hf)

PRESIÓN

FINAL(F)

VELOCIDAD(V)

PRESIÓNESTÁTICA (P.E.)

m3/hr mm m m m m m m m/s MA-B 42.490 150 104.6 40 3400 3400 21 0.6395 20.36 1.37 0

B-B1 42.490 150 104.6 15 3400 3400 20.36 0.2398 20.12 1.37 0

B1-B2 42.490 150 104.6 54 3400 3400 20.12 0.8634 19.26 1.37 0

B2-B3 42.490 150 104.6 54 3400 3400 19.26 0.8634 18.39 1.37 0

B3-B4 42.490 150 104.6 54 3400 3400 18.39 0.8634 17.53 1.37 0

B4-B5 42.490 150 104.6 54 3400 3400 17.53 0.8634 16.67 1.37 0

B5-B6 42.490 150 104.6 54 3400 3400 16.67 0.8634 15.80 1.37 0

B-C 42.490 150 104.6 80 3400 3400 20.36 1.2791 19.08 1.37 0

C-C1 42.490 150 104.6 15 3400 3400 19.08 0.2398 18.84 1.37 0

C1-C2 42.490 150 104.6 54 3400 3400 18.84 0.8634 17.98 1.37 0

C2-C3 42.490 150 104.6 54 3400 3400 17.98 0.8634 17.11 1.37 0

C3-C4 42.490 150 104.6 54 3400 3400 17.11 0.8634 16.25 1.37 0

C4-C5 42.490 150 104.6 54 3400 3400 16.25 0.8634 15.39 1.37 0

C5-C6 42.490 150 104.6 54 3400 3400 15.39 0.8634 14.52 1.37 0

C-D 42.490 150 104.6 80 3400 3400 19.08 1.2791 17.80 1.37 0

D-D1 42.490 150 104.6 15 3400 3400 17.80 0.2398 17.56 1.37 0

D1-D2 42.490 150 104.6 54 3400 3400 17.56 0.8634 16.70 1.37 0

D2-D3 42.490 150 104.6 54 3400 3400 16.70 0.8634 15.84 1.37 0

D3-D4 42.490 150 104.6 54 3400 3400 15.84 0.8634 14.97 1.37 0

D4-D5 42.490 150 104.6 54 3400 3400 14.97 0.8634 14.11 1.37 0

D5-D6 42.490 150 104.6 54 3400 3400 14.11 0.8634 13.25 1.37 0





TRAMO

CAUDAL

(Q)

CONSTANTE(C)

DIÁMETRO DE

TUBERÍA(D)

LONGITUD DE

TUBERÍA(L)

COTASUPERIO

R (M)

COTAINFERIO

R (N)

PRESIÓN

INICIAL (P)

PÉRDIDA DE

CARGA(Hf)

PRESIÓN

FINAL(F)

VELOCIDAD(V)

PRESIÓNESTÁTICA (P.E.)

m3/hr mm m M m m m m m/s mD-E 42.490 150 104.6 80 3400 3400 17.80 1.2791 16.52 1.37 0

E-E1 42.490 150 104.6 15 3400 3400 16.52 0.2398 16.28 1.37 0

E1-E2 42.490 150 104.6 54 3400 3400 16.28 0.8634 15.42 1.37 0

E2-E3 42.490 150 104.6 54 3400 3400 15.42 0.8634 14.56 1.37 0

E3-E4 42.490 150 104.6 54 3400 3400 14.56 0.8634 13.69 1.37 0

E4-E5 42.490 150 104.6 54 3400 3400 13.69 0.8634 12.83 1.37 0

E5-E6 42.490 150 104.6 54 3400 3400 12.83 0.8634 11.97 1.37 0

E-F 42.490 150 104.6 80 3400 3400 16.52 1.2791 15.24 1.37 0

F-F1 42.490 150 104.6 15 3400 3400 15.24 0.2398 15.00 1.37 0

F1-F2 42.490 150 104.6 54 3400 3400 15.00 0.8634 14.14 1.37 0

F2-F3 42.490 150 104.6 54 3400 3400 14.14 0.8634 13.28 1.37 0

F3-F4 42.490 150 104.6 54 3400 3400 13.28 0.8634 12.41 1.37 0

F4-F5 42.490 150 104.6 54 3400 3400 12.41 0.8634 11.55 1.37 0

F5-F6 42.490 150 104.6 54 3400 3400 11.55 0.8634 10.69 1.37 0





CONCLUSIONES





VI.- CONCLUSIONES

Se aprendió a pre dimensionar la tubería troncal y de distribución según

criterio propio con la finalidad de facilitar y economizar el sistema de riego

por goteo.

Planteamos un diseño de sistema de riego por goteo, el cual mejorará la

eficiencia en el aprovechamiento de los recursos hídricos.

Luego de la realización, interpretación y evaluación de los cálculos

realizados obtuvimos una valor de velocidad de 1.31 m/s el cual se

encuentra dentro de los rangos aprendidos en clase 0.8 y 2.5 m/s

Luego de realizar el cálculo del diseño de tuberías se obtuvo un diámetro

de 104.6.mm.

Para el trabajo se consideró que la cota no variaría puesto que nos

encontrábamos en un terreno nivelado.





RECOMENDACIONES





VII.- RECOMENDACIONES

Los sistemas de riego por goteo son más eficientes que otros tipos de

métodos, por tal motivo se recomienda su utilización ya que de esta manera

maximizaremos el uso del recurso hídrico.

Se tiene que conocer para qué clase de cultivo es conveniente realizar este

sistema de riego.

El mantenimiento y el cuidado necesario es de vital importancia para así

colaborar con su tiempo de utilización.

Tener consideración con el bulbo de humedad puesto que en algunos tener

problemas relacionado con la forma y su extensión.





BIBLIOGRAFIA





VIII.- BIBLIOGRAFIA

ENCICLOPEDIA ARGENTINA DE AGRICULTURA Y JARDINERÍA.

Segunda Edición. Tomo II. Fascículo 4.3.2. Riego y Drenaje de Jorge Luis

Chambouleyron. Editorial ACMES.A.C.I. Buenos Aires, 1980.

RIEGOS LOCALIZADOS DE ALTA FRECUENCIA (RLAF). Fernando

Pizarro Cabello. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, 1996.

GARCÍA REYES PE. 1999. Diseño de Riego por Goteo Artesanal Usando

Poliducto. Inédito. p 2.

JELDRES D. 2001. Manual de Pequeños Sistemas de Riego. MAG –

PROCHALATE. Chalatenango. p. 18.

GARCÍA REYES, PE. 2001. Guía práctica para la elaboración de unsistema de riego por goteo de bajo costo denominado “R-EGAR”, usando

materiales locales. Inédito. p. 2-3.




PLANOS

diseÑo de sistema de riego

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