Riego superficial por surcos

Sistemas de riego. Cultivos de papayo y tomate. Evapotranspiración. Diseño hidraúlico

  • Enviado por: Jorge Navarrete C.
  • Idioma: castellano
  • País: Chile Chile
  • 67 páginas
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  • INTRODUCCION

  • La utilización eficiente del agua en la producción vegetal sólo puede lograrse cuando la planificación, el proyecto, y la operación de suministro de este recurso estén orientados a atender en cantidad y tiempo, incluyendo los periodos de escasez de agua, las necesidades de agua de un cultivo, necesarias para un crecimiento optimo y altos rendimientos (DOORENBOS y KASSAM, 1980).

    El proyecto se desarrollará en el fundo "Los Algarrobos", de tenencia privada, cuyo propietario es la sociedad agrícola NAMARO, ubicado en la zona de Rapel, provincia de Limarí, comuna de Monte Patria, IV región, Chile.

    Para efectos de financiamiento, el proyecto se acogerá a la ley de fomento de riego Nº 18.450, de la que se asumirá un aporte de un 50% de los costos una vez terminada la obra. El 50 % restante será cubierto por fondos propios de la sociedad agrícola propietaria del predio.

  • Objetivos:

  • Objetivo General:

    • Transformar la condición de secano a riego mediante el desarrollo de un sistema de riego que permitan optimizar el uso y disponibilidad del recurso agua.

  • Objetivos Específicos:

    • Describir y analizar las características edafoclimáticas, hídricas y de ubicación del predio.

    • Justificar la asignación de los cultivos con el fin de obtener una concordancia con las características de estos y las variables edafoclimáticas e hídricas de la zona que la hagan favorable o no para el establecimiento de estos cultivos.

    • Determinar requerimientos hídricos para los cultivos asignados, de modo de hacer eficiente el uso del recurso agua.

    • Elección de las alternativas de sistemas de riego acordes con las condiciones que presenta el predio, determinando frecuencias de riego, y finalmente el calendario de riego.

  • UBICACIÓN GEOGRAFICA DEL PREDIO

  • El predio "Los Algarrobos" abarca una superficie de aproximadamente 25 ha (Anexo 1), se ubica aproximadamente en las coordenadas 30° 43' latitud Sur y 70°42' longitud Oeste (Anexo 2), pertenecientes a la IV Región, Coquimbo (Anexo 3); Provincia de Limarí, comuna de Monte Patria; a una altura aproximada de 540 m.s.n.m.(Anexos 1 y 2).

    El predio se encuentra ubicado al Este de la Ciudad de Monte Patria, a una distancia aproximada de 20 Km. (TURISTEL, 1996).

  • RECURSO CLIMA

  • La localidad de Rapel esta inserta en el agroclima de Ovalle que posee un clima mediterráneo subtropical semiárido(NOVOA y VILLASECA, 1989).

    El régimen térmico se caracteriza por una temperatura media anual de 16,6°C, con una máxima media del mes más cálido (enero) de 28,5°C y una mínima media del mes mas frío (julio) de 6,3°C. El período libre de heladas aprovechable es de 10 meses, de septiembre a junio inclusive. La suma anual de temperaturas, base 5° C, es de 4.220 grados-días y base 10°C, de 2.390 grados-días. Las horas de frío alcanzan a 1.000 entre abril y noviembre (NOVOA y VILLASECA, 1989) (Anexo 4 y 5).

    El régimen hídrico se caracteriza por una precipitación anual de 125.7 mm, siendo junio el mes más lluvioso con 35.7 mm. La evaporación de bandeja llega a 1676 mm anuales, con un máximo mensual en febrero de 254 mm y un mínimo mensual en junio de 52 mm. Como la precipitación es siempre menor a la evaporación no hay lluvias de lavado (Anexo 6). La estación seca es de 10 meses, de agosto a mayo, con 2 meses no húmedos que corresponden a junio y julio (NOVOA y VILLASECA, 1989).

  • RECURSO SUELO

  • Los suelos de la localidad de Rapel son de origen aluvio-coluvial (HONORATO, 1993).

    De textura superficial franco arcillo limoso, moderadamente fina, ligeramente adhesiva; en profundidad la textura cambia a moderadamente gruesa, substratum de gravas, piedras y casquijos con un 20% de matriz arcillosa. Presencia de raíces y actividad biológica hasta los 130 cm en profundidad (CIREN CORFO, 1984).

    Las características físicas, morfológicas y químicas del perfil se muestran en el Anexo 7.

    La profundidad efectiva del suelo varía entre 70 y 135 cm, descansando sobre un substratum aluvial muy permeable de gravas y piedras que se presentan a los 90 cm. No se observa presecia de napa freática.

    Este suelo posee una permeabilidad moderadamente rápida, con una velocidad de infiltración que va en un rango de entre 2,0 - 12,5 cm/hr y un drenaje que va de moderadamente bueno a bien drenado (HONORATO, 1993).

    El valor de la densidad aparente es de 1,45 gr/cc y la densidad real es de 2,65 gr/cc con lo cual se obtiene una porosidad de 44,5% (HONORATO, 1993).

  • RECURSO AGUA

  • Origen de la fuente de agua:

  • El predio "Los Algarrobos" es abastecido por las aguas del Canal Abandonado, el cual proviene del río Rapel.

  • Disponibilidad de agua:

  • La cantidad de agua disponible es uno de los factores que determina en mayor medida el porcentaje del terreno con posibilidades de ser cultivados en forma adecuada, cumpliendo con la demanda hídrica del vegetal.

    El agua es fundamental para la producción de cultivos, deviendo hacer el mejor uso de ella, para lograr una producción eficiente y con altos rendimientos. Esto exige un conocimiento adecuado del efecto del agua, de lluvia o riego, sobre el crecimiento del cultivo y su rendimiento final (DOOREMBOS Y KASSAM, 1980).

    Según los datos registrados de los caudales medios del río Rapel, desde el año 1965 al año 1996 (Anexo 8), el caudal medio anual es de 0.23 m3/s.

    Los mayores promedios mensuales históricos de caudal, se registran entre los meses de octubre y noviembre, debido a que el río se alimenta del derretimiento de las nieves cordilleranas y de las precipitaciones invernales (FAJARDO, 1999)*. Por esta razón, a partir del mes de enero, hasta el mes de mayo, los caudales son los más bajos registrados(Anexo 9).

    El turno de derecho de riego va a corresponder a las 24 horas del día (caudal continuo), mediante el sistema de Marco Partidor, debido a que el predio posee una superficie de 25 Ha.

    El Cuadro 1 muestra los datos de derechos de agua del río, canal y predio.

    CUADRO 1. Derechos de agua (río, canal, predio)

    Acciones totales del río

    1500

    Acciones totales canal

    800

    Acciones canal sobre río

    1100

    Acciones totales del predio

    650

  • Calculo del caudal 85% de excedencia:

  • Para el calculo del 85% de excedencia se utiliza la siguiente formula:

    P = (2 * M)/ 2 * N

    Donde P, representa la probabilidad de excedencia; M, el número de orden del caudal arreglado en forma descendente; N, número de años observados; Q, caudal.

    Para cada mes se efectuó la tabla de cálculos que se muestra el Anexo 9 .

    CUADRO 2. Caudales con 85% de excedencia para cada mes:

    Mes

    mayo

    junio

    julio

    agosto

    septiembre

    Caudal (m3/s)

    0.02

    0.03

    0.04

    0.08

    0.09

    octubre

    Noviembre

    diciembre

    Enero

    febrero

    marzo

    abril

    0.12

    0.1

    0.016

    0.008

    0.015

    0.01

    0.014

    Para el cálculo de la Disponibilidad de Agua, se utiliza los caudales con un 85% de probabilidad, pero en el caso de que no exista ese valor de Probabilidad, se utiliza una regresión lineal. Como en el caso del mes de:

    Diciembre: Y = -5.08181 X + 0.93381 Caudal =0,016 m³/s

    Enero: Y= -11.3992 X + 0.95136 Caudal = 0.008 m³/s

    Marzo: Y = -33.3 X + 1.211 Caudal = 0.01 m³/s

    Abril : Y = -19.7 X + 1.131 Caudal = 0.014 m³/s

    Luego para el calculo del caudal se utilizo el valor del mes de Mayo a modo de ejemplo la siguiente formula:

    0.02 m³/s caudal * 1000 lt/m³ * (1100 acciones del canal sobre el río / 1500 acciones del río) *

    0.70 eficiencia de conducción del recurso hídrico * ( 650 acciones del predio / 800 acciones del canal) * 24 horas tiempo de entrega del agua * 3600seg/hora = 720.720 litros / día para el mes

    Donde el canal cuenta con una eficiencia de conducción del 70%, ya que no tiene revestimiento alguno.

    CUADRO 3. Caudales diarios de entrada al predio (Q, lt/dia).

    Mes

    Mayo

    junio

    Julio

    agosto

    septiembre

    Q( lt/ día)

    720.720

    1.081.080

    1.441.440

    2.882.880

    3.243.240

    octubre

    Noviembre

    diciembre

    Enero

    febrero

    marzo

    abril

    4.324.240

    3.603.600

    576.576

    288.288

    540.540

    360.360

    540.504

  • Calidad del agua de riego:

  • La diversidad de origen y la composición de riego, así como sus diferentes efectos en el suelo y en los cultivos, hacen necesaria la ordenación de los conocimientos teóricos y prácticos acumulados a lo largo de los años, con el fin de fijar, sobre ésta base, criterios para establecer a priori la calidad de un agua determinada (CANOVAS, 1990).

    Según análisis del agua del río (Anexo 10), el pH de la muestra es 7.17 encontrándose dentro de los parámetros aceptables de calidad de agua de riego (AYERS, 1983).

    La salinidad medida a través de la conductividad eléctrica es de 0,38 mmhos/cm, considerada media ya que se encuentra dentro del rango 0,25 - 0,75 mmhos/cm y la alcalinización media por la relación de adsorción de sodio(R.A.S.) es 0,99 considerado como un valor sin problema. De esta manera el agua de riego, según las normas Riverside, corresponde a la categoría C2 - S1 (CANOVAS 1990.)

  • JUSTIFICACION DE CULTIVOS

  • Papayo (Carica pubescens)

  • Requerimientos edafoclimáticos

  • El papayo es exigente en condiciones climáticas, prefiere climas templados, con ausencia de heladas, o a lo más, heladas débiles (LANAS, 1979).

    La falta de humedad relativa de ambiente y temperaturas altas, favorecen la excesiva transpiración de las plantas, originando una fruta con una pulpa relativamente delgada. Se estima que el óptimo de humedad relativa se encuentra entre 60 a 80 %(LANAS, 1979).

    Algunos autores indican que una vez establecida esta especie, soportan sin daños serias temperaturas de hasta -2 ºC. Sin embargo, se ha observado que en algunas zonas relativamente templadas, como la de Quillota, se producen daños foliares cuando la temperatura baja de 0 a -2 ºC (1989).

    La carencia de temperaturas adecuadas retardan o limitan el movimiento de savia elaborada, por efecto de una menor transpiración, con ello, la fruta se nutre pobremente y pierde sabor (LANAS, 1979).

    Dadas estas condiciones el cultivo se adapta bien debido a que es una zona que presenta una baja cantidad de heladas en la temporada y los requerimientos horas frío y días-grado son adecuados (Anexos 4 y 5 ).

    El papayo crece bien en una amplia gama de suelos, sin embargo, prefiere suelos de texturas medias a gruesas, del tipo franco arenosa, ya que los suelos pesados le son perjudiciales (LANAS, 1979). En consecuencia, el drenaje interno no puede ser un factor limitante, es decir, no debe haber restricción de drenaje hasta una profundidad adecuada para el buen desarrollo del sistema radicular, que se estima no mayor a 1 mt. (1989).

    El papayo es muy sensible a excesos de agua, especialmente relacionados con drenaje, ya que éstos normalmente se asocian a problemas de salinidad. Conductividades eléctricas superiores a 3 mmhos/cm, ocasionan dificultades en el cultivo (LANAS, 1979).

    6.1.2. Elección de la variedad

    Como esta especie se ha propagado por semilla, es muy probable que existan diferencias entre los ejemplares que se encuentran presentes en huertos chilenos, sin embargo, en el país no se han hecho esfuerzos para lograr variedades o cultivares (1989)

    Por lo anterior mencionado, y a causa de ser la variedad más requerida por los mercados y la mejor adaptada en la IV región, se establecerá el huerto con Carica pubescens.

    6.1.3. Diseño de plantación

    La distancia de plantación será de 3 mt entre hilera por 1.5 mt sobre una doble hilera, es decir, permite manejar aproximadamente 5000 plantas por hectárea en un sistema que se esquematiza en el anexo X.

    6.1.4. Labores culturales

    • Formación de la estructura de la planta: Las labores se efectúan en base a decapitado o eliminación del ápice a objeto de inducir brotación lateral, generalmente se realizan 2 decapitados que dan por resultado 4 a 6 brotes que formarán los centros productivos de la planta. Esta poda de formación debe efectuarse en cuanto el vigor de las platas lo permita y tiene gran importancia ya que permite controlar la altura de la planta, favorecer la producción al aumentar el número de brazos, mejor distribución de la producción y mejora la distribución de la luz al nivel de las hojas.

  • Tomate (Lycopersicon esculentum)

  • Requerimientos edafoclimáticos

  • La planta de tomate, para que exprese su potencial genético de producción y calidad, requiere de condiciones climáticas muy específicas durante las diferentes fases del desarrollo. Requiere clima caluroso y es sensible a las heladas. Se da en localidades en que hay ausencia de heladas durante 4 meses, como mínimo, pero las condiciones óptimas se logran en estaciones de 6 meses sin heladas (GIACONI, 1993). En climas muy crudos el tomate se cultiva en invernaderos; en climas benignos, para adelantar la producción, se adoptan estructuras de temporada o bien estables, mediante las cuales se protege el cultivo de las heladas de invierno (GIACONI, 1993). Este cultivo se da bien en varios tipos de suelos; los prefiere profundos, de consistencia media, fértiles, bien equilibrados en sus componentes minerales, ricos en materia orgánica, permeables, dada la susceptibilidad del tomate al exceso de agua. Tiene un buen comportamiento en suelos de pH 6 a 7, pero tolera de 6 a 8 (GIACONI, 1993). Dadas estas condiciones el cultivo se adapta bien a esta zona debido a que ésta presenta baja cantidad de heladas en la temporada y las temperaturas son adecuadas. Por otra parte, los suelos de la zona se pueden catalogar como neutros variando a alcalinos lo que permite un adecuado establecimiento de esta hortaliza.

  • Elección de la variedad

  • Las variedades frecuentemente empleadas para la producción de tomate de consumo fresco en la IV Región durante la temporada pasada (1999) fueron “Fundador” y “Atenas”, ambas variedades tienen crecimiento determinado. Sin embargo, el estudio de los mercados es un factor a tener en cuenta en la elección, porque de las preferencias del consumidor se podrá llegar a una decisión correcta. En definitiva es el productor quien debe amoldarse a las preferencias del consumidor (GIACONI, 1993).

  • Diseño de plantación

  • El cultivo requiere de almácigo y trasplante. Cuando las plántulas alcanzan unos 15 cm de altura (unos 30 días después de la siembra) se procede al trasplante (GIACONI, 1993).

    Para establecer el diseño de la plantación, en este caso se trata de un cultivo cuya producción llega a los mercados en plena temporada. Es lo que se conoce como tomate botado. Se trazan surcos a distancias variables, desde 1 a 1.50 m para las variedades determinadas y compactas. Las plantas se disponen a 20-30 cm de distancia sobre las líneas. Los surcos pueden ser simples, o bien, dobles; en este caso la plantación se ejecuta sobre el angosto camellón que queda entre ambos (GIACONI, 1993).

  • Manejos culturales

    • Aporcas: a medida que las plantas adquieren desarrollo, los surcos se desplazan gradualmente, hasta que la planta adulta queda situada en el centro del camellón, creciendo libremente en todo sentido y recibiendo el agua de riego por infiltración. Antes de realizar la aporca, se puede aplicar, al costado de la hilera, una porción de del fertilizante presupuestado y algún compuesto químico que se estime necesario, para incorporarlos en dicha labor.

    • Limpieza: las escardas y desmalezaduras deben darse con toda oportunidad y eficiencia, para mantener el suelo libre de malezas, las cuales son huéspedes para la proliferación de plagas y enfermedades a las que el tomate es muy sensible.

  • DETERMINACION DE LA EVAPOTRANSPIRACION

  • Determinación de la evapotranspiración potencial(ET0):

    Para poder determinar el riego es necesario conocer la cantidad de agua que necesita el cultivo. Una forma de conocerla es a través de la evapotranspiración, que considera el agua utilizada por concepto de evaporación desde la superficie del suelo, como por la transpiración de los cultivos. El clima es uno de los factores más importantes que determinan las pérdidas de agua por evapotranspiración (DOORENBOS y KASSAM, 1980).

    La evaporación potencial (ET0) predice el efecto del clima sobre el nivel de evapotranspiración del cultivo. Existen diversos métodos para su cuantificación los que utilizan datos meteorológicos representativos de la zona en estudio (DOORENBOS y KASSAM, 1980).

    Para determinar la ET0 del predio se utilizan tres métodos distintos: Makkink (modificado por Doorembos y Pruitt), Hargreaves (modificado por Hargreaves y Samani) y Bandeja evaporimétrica clase "A".

  • Calculo de ET0 mediante el método Makkink (modificado por Doorembos y Pruitt)

  • Para realizar utilizar este método se requieren datos meteorológicos de temperatura, humedad relativa, viento, radiación solar incidente e insolación (SALGADO, 1997)*.

    Doorenbos y Pruitt (1984) presentan el método modificado de radiación de Makkink que se basa en el cálculo o estimación de la radiación solar incidente, Rs.

    ET0 = B * W * Rs - 0,3 (mm/dia)

    Donde, B, es el coeficiente de corrección, que es función de la velocidad media diaria del viento del período considerado, expresada en m/s, y de la humedad relativa promedio del periodo; W, es el índice de ponderación de temperatura y esta en función de la altitud y Rs, es la radiación solar incidente en equivalente de evaporación.

    Rs = (0,25 + 0,50 * n/N) * Ra (mm/día)

    Donde, n/N, es una estimación a partir de las horas medidas de sol (n) sobre las horas teóricas de sol (N) y Ra, radiación extraterrestre (mm/día).

    A modo de ejemplo, se presenta el cálculo para el mes de enero. Según la fórmula anterior:

    n/N (1)

    Ra (2)

    B (3)

    W (4)

    0.834

    17.8

    0.96

    0.71

    (1) Ferreira y Valenzuela,1976 Anexo

    (2):SALGADO (2000). Anexo

    (3): FREVERT, HILL y BRAATEN (1983). Anexo

    (4):DOORENBOS y PRUITT (1976). Anexo

    El cálculo para el mes es:

    Rs = (0,25 + 0,50 *0.834) * 17,8 = 11.873 mm/día

    ET0 = 0,96 * 0,71 * 11.873 - 0,3 = 7.792 mm/día, para el mes de enero (Cuadro 4).

    CUADRO 4. ET0 para todos los meses según método de Makkink modificado. Anexo

    Mes

    Enero

    febrero

    marzo

    abril

    mayo

    Eto (mm/día)

    7.792

    7.161

    5.491

    3.881

    2.508

    junio

    Julio

    agosto

    septiembre

    octubre

    noviembre

    diciembre

    1.681

    1.936

    2.473

    3.353

    5.323

    6.839

    7.898

  • Calculo de ET0 mediante el método de Hargreaves.

  • La fórmula inicialmente de H. Hargreaves que determinada en 1956, y estima la ETo en función de la temperatura promedio mensual, humedad relativa media, medida al medio día, y la duración del día. Para este cálculo se utiliza el método mejorado por Hargreaves y Samani (1982); calibrado en 18 localidades de U.S.A..

    Esta versión del modelo permite calcular la ETo para periodos desde 5 días a un mes.

    ETo = Rs ( 0.24 + 0.013* T ) ( mm/día)

    Donde Rs es la radiación solar incidente en equivalente de evaporación, mm/día como promedio diario considerado, T es la temperatura media diaria del periodo en °C.

    Para el cálculo de Rs:

    Rs = Kt * Ra * ( TD ) ^½ ( mm/día)

    Donde Ra es la radiación solar en equivalente de evaporación, mm/día que puede estimarse en función de la latitud y la época del año.

    Kt es un coeficiente; dimensional del rango de temperatura (Tmáx. - Tmin) en °C.

    Su cálculo se estima en función de la humedad relativa:

    Kt = 0.047 ( 100 - HR ) ^1/3 ( °C )

    Para el valor de TD es posible su calculo a partir de la humedad relativa:

    TD = 5.55 + 0.17 (1000 - HR ) (°C)

    A modo de ejemplo se presenta el cálculo para el mes de enero:

    HR (1)

    Ra (2)

    T (3)

    63

    17.8

    20.85

    (1),(3): Novoa, Villaseca, 1989

    (2), Salgado, 2000

    Con un valor de Hr = 63, se obtiene:

    TD = 5.55 + 0.17 ( 100 - 63 ) = 11.84 (°C)

    KT = 0.047 ( 100- 63) ^1/3 = 0.157 (°C)

    Rs = 0.157 * 17.8* (11.84 ) ^½ = 6.369 ( mm/día)

    ETo = 6.369 * ( 0.24+0.0135*20.85 ) = 3.321 ( mm/día)

    CUADRO 5. Calculo de ETo para todos los meses según el método de Hargreaves. Anexo

    Mes

    Enero

    febrero

    marzo

    abril

    mayo

    ETo (mm/día)

    5.002

    4.528

    3.567

    2.503

    1.702

    junio

    Julio

    agosto

    septiembre

    octubre

    noviembre

    diciembre

    1.374

    1.381

    1.866

    2.615

    3.550

    4.277

    4.842

  • Cálculo de ET0 mediante el método de Bandeja evaporimétrica clase A

  • Los efectos ponderados de las variables humedad relativa, viento, radiación y temperatura, variables climáticas que influyen en la evapotranspiración, pueden ser medidos a través de este método. Las mediciones con este método presentan las más altas correlaciones entre evaporación de bandeja (Eb) y la Etr, medida con lisímetro (DIAZ, 1988).

    La evaporación de bandeja permite estimar el ET0 mediante un coeficiente de bandeja, determinado empíricamente, que refleja los efectos de las condiciones de instalación sobre ET0 (DOORENBOS y PRUITT, 1984).

    ET0 = Eb * Kb (mm/día)

    Donde, Eb es la evaporación de bandeja medida como promedio diario del periodo considerado; Kb obtenido en función del viento, humedad relativa, distancia a barlovento y de las condiciones de instalación (DOORENBOS y PRUITT, 1976).

    CUADRO 6. cálculo para el mes de enero:

    Eb (1)

    Viento (2)

    HR (3)

    Dist. a barlometro (4)

    Kb (5)

    8.266

    261.6

    63

    10

    0.7

    (1),(2),(3),Novoa,Villaseca, 1989 Anexo

    (4),(5), DOORENBOS y PRUITT (1984) Anexo

    ET0 = 8,266 * 0,70 = 5,786 mm/día (Cuadro 6)

    CUADRO 6. Cálculo de ET0 según método de bandeja clase A. Anexo

    Mes

    Enero

    Febrero

    marzo

    Abril

    Mayo

    Junio

    ETo (mm/día)

    5.786

    5.926

    3.056

    2.893

    2.076

    1.68

    Julio

    Agosto

    septiembre

    octubre

    noviembre

    Diciembre

    1.213

    1.61

    2.076

    3.126

    4.153

    5.506

  • Elección del método adecuado para la determinación de ET0

  • 7.2.1 Método de Hargreaves (versión mejorada); permite el cálculo de ETo, su calibración se realizo en 18 localidades de U.S.A., por lo que difiere del clima de la zona en cuestión (Mediterráneo Subtropical Semiárido; Ferreira y Valenzuela, 1976).En los valores de las diferencias de temperatura (TD), en las zonas costeras, el método produce valores de ETo más altos que los obtenidos como ETc y en las zonas altas donde la diferencia de temperatura es más amplia, se producen valores de ETo menores que los obtenidos por lisímetros y el coeficiente de Kt, pudiendo llevar al error dependiendo de la altura del predio en cuestión (SALGADO,2000).

    Método de Makkink; las variables necesarias para el cálculo son determinadas dentro de rangos menores, haciéndose más representativos los valores para cada período, pudiéndose hacer estimaciones para periodos desde 10 hasta 30 días. Sin embargo, aún este método no es el adecuado porque no se tienen presente las condiciones especificas de viento, humedad y temperatura, tan solo se toman en consideración los niveles generales de estas variables climáticas. Con respecto a la radiación, solo en las zonas ecuatoriales varía considerablemente de una estación a otra. (DOORENBOS y PRUITT, 1984).

    Método de bandeja evaporimetrica clase A; se consideró este método, debido a su simpleza, ya que permite medir directamente todas las variables climáticas y geográficas que inciden en la evapotranspiración a diferencia de los métodos anteriormente nombrados, sin incurrir en errores de fórmula. Interesante es considerar la opción de instalar una bandeja en el lugar del predio para poder prescindir de los datos que entregan estaciones mas alejadas que pudiesen hacer variar los datos y por ende los cálculos de ET0.

  • CALCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACION ACTUAL PARA CADA CULTIVO (ET0)

  • ETc representa la evapotranspiración del cultivo en condiciones óptimas para obtener un buen rendimiento. Para su determinación se utiliza ET0, que puede ser calculado para cada mes a través de diferentes métodos, y además se considera un coeficiente de cultivo Kc, que es determinado experimentalmente y que varía de acuerdo a las especies y a las etapas de desarrollo del vegetal (DOORENBOS y PRUITT, 1984), como se muestra en la fórmula:

    ETc = ETo * Kc (mm/día)

    8.1 Determinación de Kc y calculo de ETc para el papayo:

    Los valores de Kc para los distintos meses de riego del papayo obtenidos (Garrido,1991,Anexo ) permiten calcular la demanda evaporativa del cultivo. Los resultados de ETc para el papayo se muestran en el anexo

    El valor de ETc para el mes de julio es bajo en comparación con el resto de los meses debido a que la temperatura es mas baja, por lo que la demanda evaporativa ET0 es menor. A partir del mes de agosto en adelante, las demandas evaporativas son mayores debido al aumento de la temperatura, hasta el mes de febrero, lo que se observan en los valores obtenidos de ET0.

    8.2 Determinación de Kc y calculo de ETc para el tomate

    Los valores de Kc para los distintos meses de riego del tomate obtenidos (Garrido,1991,Anexo ) permiten calcular la demanda evaporativa del cultivo. Los resultados de ETc para el tomate se muestran en el anexo.

    En la etapa inicial los primeros 30 días, se observa un valor de Kc = 0.67, siendo en el más bajo, pero en los estadios de mayor desarrollo, a partir de los 45 días se aumenta el valor en forma progresiva: 0.67, 0.96, 1.01, tanto por el desarrollo folia, como la misma formación del fruto.

  • ELECCIÓN DEL MÉTODO DE RIEGO

  • Riego por goteo en papayo

  • Su elección se fundamenta sobre la base de que este sistema permite entregar a las raíces mediante caudales reducidos y constantes la humedad correspondiente a su capacidad de retención sin exceder de este limite. Como ventaja el método presenta la posibilidad de dosificar mejor el agua, reducir costosas labores de nivelación y preparación de suelo, facilitar la mecanización de las labores del cultivo y reducir la mano de obra, además de disminuir las pérdidas por evaporación. Permite la mejor utilización de las aguas con una eficiencia de riego del 90% dado por las características del suelo.

    9.2 Riego por surcos rectos en tomate

    Este método en comparación con los demás métodos superficiales ofrece una menor superficie abierta de agua, maximizando la utilización de las aguas y evitando las perdidas por evaporación, alcanzándose una eficiencia de riego según el suelo del 50%. Además, el surco evita el contacto directo del vegetal(tallo o cuello) con el agua, previniendo el desarrollo de enfermedades fungosas. El riego por surcos rectos, es mas conveniente que el de contorno, debido a que para este ultimo, el trazado de los surcos se hace mas difícil ya que se deben generar distintas pendientes de escurrimiento, lo cual aumenta el costo y preparación del terreno (PIZARRO, 1990).

  • LITERATURA CITADA

  • CENTRO DE INFORMACION DE RECURSOS NATURALES. 1994. Descripciones de suelos y materiales y símbolos. Estudio agrológico: Choapa, Illapel, Limarí. Santiago, CIREN. 122p.

    DIAZ, A. 1988. Calculo de la evapotranspiración de los cultivos. Tesis Ing. Agr. Quillota, Universidad Católica de Valparaíso. Facultad de Agronomía. 127p.

    DOORENBOS, J. y PRUITT, W. 1984. Las necesidades de agua de los cultivos. Estudio FAO: Riego y drenaje N° 24. Roma, FAO. 181p.

    DOORENBOS, J. y KASSAM, A. 1980. Efecto del agua sobre el rendimiento de los cultivos. Estudio FAO: Riego y drenaje N° 33. Roma, FAO. 212p.

    GIACONI, M. y ESCAFF, M. 1993. Cultivo de hortalizas. Santiago, Editorial Universitaria. 332p.

    HONORATO, R. 1994. Manual de edafología. Santiago, Ediciones Universidad Católica de Chile. 196p.

    NOVOA, R. Y VILLASECA, S. 1989. Mapa agroclimático de Chile. Santiago, INIA. 221p.

    PIZARRO, F. 1987. Riegos localizados de alta frecuencia. Madrid, Editorial Mundi - prensa. 461p.

    SWINBURN, D. 1998. Evaluación técnico económica de la plantación de un huerto de olivos. Tesis Ing. Agr. Pontificia Universidad Católica de Chile. Departamento de Economía Agraria. 137p.

    TURISMO Y COMUNICACIONES S.A. 1991. Guía Turística de Chile; Turistel. Santiago, Turismo y Comunicaciones. 200p.

    VASQUEZ, C. 1992. Efecto de cuatro cargas de riego en algunas variables fenológicas del olivo (Olea europea) cv. Azapeña, en Azapa. I Región. Tesis Ing. Agr. Universidad Católica de Valparaíso. Facultad de Agronomía. 46p.

    12. EL RIEGO EN LOS CULTIVOS

    12.1. Lamina neta para el Papayo (por factor de agotamiento)

    Los valores de humedad volumétrica en capacidad de campo y humedad volumétrica en punto de marchitez permanente se obtienen según textura del suelo obtienen según textura del suelo Anexo 24. (APUNTES COMPLEMENTARIO DE RIEGO, 2000 ). En los sistemas de riego localizado el Coeficiente de Reducción normalmente es con frecuencia inferior al 20%. Se considero un valor del 10%.

    a = ( Occ -O* ) / Occ -O pmp

    a = Coeficiente de Reducción

    Occ = Humedad volumétrica en capacidad de campo.

    O pmp = Humedad volumétrica en punto de marchitez permanente.

    O* = Humedad volumétrica critica.

    Occ (1)

    Opmp (2)

    a (3)

    0.36

    0.17

    0.1

    (1), (2). Apuntes complementarios de Diseño de Métodos de Riego 2000, (Anexo 24)

    0.1 = (0.36 - O*) / 0..36 - 0.17 O* = 0.341

    Luego : LN = ( Occ - O*) * h (mm)

    LN = Lamina neta que corresponde a la lamina neta de agua que se debe aplicar en cada riego.

    h = Profundidad efectiva del cultivo (mm).

    H (4)

    700

    (4) Corfo 1989

    LN = (0.36 - 0.341) * 700 LN = 13.33 = 13 mm

    12.2. Cálculo de la Lamina Neta para Tomate (por factor de agotamiento)

    Se realiza el mismo cálculo, donde el valor el valor de O* = 0.341, pero en este caso el valor de h es de 600 mm.

    h (5)

    600

    (5) Giaconi 1993

    LN = (0.36 - 0.341) * 600 LN = 11.4 = 11 mm

    12.2.1 Frecuencia de Riego para Papayo

    En un suelo sin la presencia de la napa freática a la zona radicular y sin lluvias de importancia, la frecuencia de riego queda determinada solo por ETC.

    A modo de ejemplo se realiza el cálculo para el mes de enero

    FR = LN / ETC

    ETC (6)

    4.570

    (6) Anexo 25

    FR = 13 / 4.570 = 3 días

    Para el resto de los meses se indica en el Anexo 26

    12.2.2. Frecuencia de Riego para Tomate

    A modo de ejemplo se realiza el cálculo para el mes de enero.

    FR = LN / ETC

    ETC (6)

    5.844

    (6) Anexo 25

    FR = 11 / 5.844 = 1.88 = 2 días

    Para el resto de los meses se indica en el Anexo 27

    12.3. Calendario de Riego

    Tanto para el calendario de riego del tomate y del papayo, se muestra en los Anexos 28 y 29 respectivamente.

    13. BALANCE HIDRICO.

    El balance hídrico se obtiene mes a mes a través de la diferencia que se crea entre la disponibilidad de agua que entra al predio por el canal de abastecimiento y los requerimientos hídricos de cada cultivo que se establecieron, por su superficie y eficiencia del sistema de riego utilizado. En nuestro caso, se despreciaron los ingresos por precipitaciones debido a su poca significancia. En Anexo 30 se muestran los cálculos.

    14. DISEÑO AGRONOMICO

    14.1 Volumen de suelo mojado.

    También se denomina bulbo húmedo. En la práctica del diseño el concepto de “ porcentaje suelo mojado “,(Anexo 31) que aunque menos significativa, es más fácil de manejar y medir. Esta área mojada debe medir la profundidad en que la densidad radicular sea máxima (Pizarro, 1987).

    Por otra parte (Vermeiren y Jobling, 1986) el porcentaje de suelo mojado depende del caudal del distribuidor, de la separación de los distribuidores y del tipo de suelo.

    14.2. Forma y dimensión del bulbo de mojamiento.

    Depende básicamente del tipo de suelo y la acción combinada de las fuerzas matricas y gravimétricas que originan la forma del bulbo, que en general presenta la configuración en la figura (Anexo 32). Además del tipo de suelo va a depender del caudal del emisor (a mayor caudal bulbos más anchos), de la cantidad de tiempo de riego de la pendiente de presencia de capa impermeable y de la homogeneidad y de la homogeneidad del suelo en general.( Moya,1994 ).

    14.3. Cálculo de volumen de agua (Va).

    14.3.1.Cálculo de volumen de agua para el Papayo (Va).

    Corresponde al volumen de agua a aplicar en el mes de máxima demanda hídrica del cultivo. El porcentaje de del área que ocupa el papayo se asumió en un 40% por las características del follaje en tomate de un 80 %. Con una eficiencia en ambos de un 90% por el sistema de riego localizado.(Salgado, 2000)

    Va = LN (mm) * A (m²) * S1 / Efc

    LN = Lámina neta del periodo corresponde a la máxima evapotranspiración de la temporada del cultivo en particular.

    A = Marco de plantación.

    S1 = Porcentaje del área que ocupa el cultivo en estado adulto.

    Efc = Eficiencia del sistema de riego.

    LN (1)

    A (2)

    Efc (3)

    13

    2.25

    0.90

    (1) Según cálculo de LN

    (2),(3) Primer Informe

    Para el Papayo

    Va = 13 * 2.25 * 0.4 / 0.9 = 13 lt / día / árbol

    14.3.2. Cálculo de volumen de agua para el Tomate (Va).

    Corresponde al volumen de agua a aplicar en el mes de máxima demanda hídrica del cultivo. El porcentaje del área que ocupa el tomate se asumió en un 80% por las características del follaje. Con una eficiencia en ambos de un 90% por el sistema de riego localizado.(Salgado, 2000)

    Va = LN (mm) * A (m²) * S1 / Efc

    LN (1)

    A (2)

    Efc (3)

    11

    0.2

    0.90

    (1) Según calculo de LN

    (2),(3) Primer Informe

    Para el Tomate

    Va = 11 * 0.2 * 0.8 / 0.9 = 1.95 lt / día / planta

    14.4. Horas de riego (Hr).

    14.4.1 Horas de riego en Papayo (Hr).

    Corresponde el tiempo destinado a la labor de entrega de agua necesaria para cada árbol. Esta definido por:

    Hr = Va / Qe (Lt/hr) * Ep

    Hr = Horas de riego

    Va = Volumen de agua por riego

    Qe = Caudal emisor

    Ep = Número de emisores por árbol.

    Qe (1)

    Ep (2)

    4

    2

  • Apuntes de Cátedra, Salgado 2000

  • (2) Corfo, 1989

    Hr = 13 / 4* 2 = 1.6 hr

    14.4.2. Horas de riego en tomate (Hr).

    Corresponde el tiempo destinado a la labor de entrega de agua necesaria para cada planta. Esta definido por:

    Hr = Va / Qe (Lt/hr) * Ep

    Qe (1)

    Ep (2)

    0.001

    4

    (1) Ficha técnica, Drop- Drip (Anexo 33)

  • Giaconi

  • Para el cálculo del caudal de la cinta de riego, se calculo por 100 metros de cinta que gastan 500 lph, luego por metro 5 lph, y las salidas están a 20 cm, cada salida descarga aproximadamente 1 lph. (Anexo 33).

    Hr = 1.95 / 1* 2 = 0.98 hr

    14.5. Distancia de los emisores (De).

    Corresponde a la distancia de los goteros sobre el lateral, cuyo dato se obtuvo de bibliografía,* que en el caso de los papayos será de 1.5 m. En tomates se encuentra preestablecida de acuerdo al tipo de cinta utilizada en nuestro caso de 20 cm entre salidas.

  • DISEÑO HIDRAULICO

  • 15.1. Sistema de riego por goteo en Papayos

    15.1.1. Número de emisores por lateral (Ne).

    Ne = ( Ll (m) / Ds (m)) * Ep

    Ll = Largo del lateral.

    Ds = Distancia sobre la hilera de riego.

    Ep = Emisores por planta

    Ne = (70 / 1.5) * 2 = 93

    15.1.2 Cálculo del caudal del lateral (Ql).

    Este valor se obtiene usando la fórmula:

    Ql = Ne x Qe

    Ne : Es el número de emisores por lateral.

    Qe : Es el caudal por emisor (lt/seg).

    Ql = 93 * 4 (l/hr) = 372 l/s

    15.1.3. Cálculo del diámetro del lateral (Dl).

    El diámetro es función de la presión de trabajo del emisor, y a los diámetros comerciales disponibles. Con respecto a las pérdidas de carga se calculan con la fórmula de Hazen y Williams (que hace responsable al roce de las pérdidas de carga del sistema).

    Este diámetro se calculará usando la siguiente expresión:

    H = 1.131 x 10^(9)* L * (Q/C) * D^(-4.869)

    * Corfo 1989

    H: Pérdida de carga medida en m.c.a.

    Q: Caudal que circula por las cañerías medido (m3/h).

    D : Diámetro interior de la tubería (mm)

    L: Largo del lateral (m).

    C: Coeficiente de rugosidad el cual es dependiente del material del que está hecha la cañería, siendo para PE = 150 y para PVC = 140.

    Nota: Es importante señalar que esta fórmula fue diseñada para cañerías con una entrada y una salida; como no es el caso en que nos encontramos se aplicará el factor de Christiansen:

    F = (1/(1 + m) + (1/ 2n) + ((m - 1) ^1/2)/6n2).

    m: indicador del régimen hidráulico (1.75 para PE; 1.80 para PVC y 1.9 para aluminio).

    n: Número de salidas.

    F = (1/ ( 1+1,8 ) +1 / ( 2*93 ) + ((1.852 - 1) ^1/2)// ( 6* 93²) )

    F = 0,36

    H = 1.131 x 10^(9)* L * (Q/C) * D^(-4.869)

    C (1)

    D (2)

    L (3)

    Q

    150

    16

    70

    0.372

  • Coeficiente de rugosidad (Anexo 34)

  • (2) Apuntes de Cátedra, Salgado 2000

    (3) según diseño

    H = 1.131 x 10^(9)* 70 * (0.372 / 150) * 16^(-4.869)

    Hf *= 1.62 * 0.36 = 0.58 m.c.a.

    15.1.4 Cálculo número de laterales por sector de riego (Nl).

    Este valor lo obtendremos de la siguiente fórmula:

    NL = (L / Ee) * nl

    L : Largo del portalateral (metros)

    Ee : Distancia entre hileras (metros).

    nl: Número de laterales por hilera (en el caso de que exista más de un lateral por hilera.

    NL = (70 m / 1.5 m) * 2 = 93

    15.1.5. Cálculo del caudal del portalateral (Qpl).

    Este caudal lo obtendremos de:

    Qpl = NL x Ql.

    NL : Número de laterales por portalateral.

    Ql : Caudal del lateral medido en m3/h.

    Q pl = 93 * 0,372 m³/h = 34.596 m³/h

    15.1.6. Cálculo del diámetro del portalateral (Dpl).

    Se ocupará la fórmula de Hazen y Williams, de manera que las pérdidas de carga de éstos no superen el 20% de la presión de trabajo entre el lateral y los portalaterales.

    F = (1/(1 + m) + (1/ 2n) + ((m - 1) ^1/2)/6n2

    F = (1/(1 +1.852) + (1/ 2 * 93) + ((1.852 - 1) ^1/2)/6* 93² = 0.36

    H = 1.131 x 10^(9)* L * (Q/C) * D^(-4.869)

    D (1)

    Q

    C (2)

    L (3)

    103.6

    34.6

    140

    70

  • Diámetros de cañerías (Anexo 35)

  • Apuntes de Cátedra, Salgado 2000

  • según diseño

  • H = 1.131 x 10^(9)* 70 * (34.596 / 140) * 103.6^(-4.869) = 0.92

    Hf* = 0.92 * 0.36 = 0.33 m.c.a.

    15.1.7. Cálculo caudal de submatriz (Qsm).

    Este caudal lo obtendremos a partir de la siguiente fórmula:

    Qsm = Qpl x Npl.

    Qpl : Caudal del portalateral

    Npl : Número de portalaterales.

    Q sm = 34.596 m³/h * 2 = 69.192 m³/h

    15.1.8. Cálculo diámetro de submatriz (Dsm).

    Este valor lo obtendremos usando la fórmula de Hazen y Williams, de manera de conocer las pérdidas de carga. Esta fórmula deberá ser corregida por el factor de Cristiansen en el caso en que las submatrices tengan más de una salida.

    F = (1/(1 + m) + (1/ 2n) + ((m - 1) ^1/2)/6n2

    F = (1/(1 +1.852) + (1/ 2 * 2) + ((1.852 - 1) ^1/2)/6* 2² = 0.63

    H = 1.131 x 10^(9)* L * (Q/C) * D^(-4.869)

    D (1)

    Q

    C (2)

    L (3)

    150.6

    69.19

    140

    140

  • Según Softriego 2001. (Anexo 36)

  • Coeficiente de rugosidad (Anexo 34)

  • según diseño

  • H = 1.131 x 10^(9)* 140 * (69.19 / 140) * 150.6 ^(-4.869) = 1.06

    Hf* = 1.06 * 0.63 = 0.66 m.c.a.

    15.1.9 Cálculo diámetro de matriz (Dm).

    Nuevamente se utilizará la ecuación de Hazen y Williams.

    H = 1.131 x 10^(9)* L * (Q/C) * D^(-4.869)

    D (1)

    Q

    C (2)

    L (3)

    235.4

    69.19

    140

    215

  • Según Softriego 2001. Anexo

  • (2) Coeficiente de rugosidad (Anexo 34)

    H = 1.131 x 10^(9)* 140 * (69.19 / 140) * 235.4^(-4.869) = 0.18 m.ca.

    15.1.10 Cálculo de la carga dinámica total. (CDT).

    Se obtendrá a partir de la fórmula:

    CDT = Hf + Hs + Hg + He + Hsingularidades.

    Hf : Es la sumatoria de las pérdidas de carga desde la matriz hasta el último emisor (metros)

    Hs : Es la altura de succión de la bomba en metros.

    Hg : Es la pérdida de carga debido a la diferencia de la altura entre la matriz y el último emisor (metros).

    He : Es la presión de trabajo del emisor medido en m.c.a.

    Hsingularidades : Es la suma de las singularidades en el sector, que corresponde a un 20% de Hf .

    Hf = 0.58 + 0.33 + 0.6 + 0.18 = 1.69 m.c.a.

    Hf

    Hs (1)

    Hg (2)

    He (3)

    Hsingularidades

    1.69

    3

    2

    10

    0.33

    (1), (2) según diseño

    (3) Apuntes Complementarios de Diseño de métodos de riego (Anexo 37)

    CDT = 1.69 + 3 + 2 + 10 + 0.33 = 17.02

    15.1.11 Cálculo de la potencia de la bomba.

    Este valor queda determinado por:

    PB = (Qm x CDT) / (270 x efB x efM).

    PB : Es la potencia de la bomba medida en HP.

    Qm : Es el caudal de la matriz que considera los sectores del predio que son regados a la vez (m³/ hr).

    CDT : Es la carga dinámica total, medida en metros.

    efB : Es la eficiencia de la bomba, medido en porcentaje.

    efm : Es la eficiencia del motor, medido en porcentaje.

    Qm

    CDT

    EfB (1)

    efm (1)

    69.19

    17.02

    80%

    90%

    (1), (2) Apuntes de Cátedra, Salgado 2000

    PB = (69.19 x 17.02) / (270 x 0.8 x 0.9)

    PB = 6.05 = 6 HP

    15.1.12 Elección y descripción de la bomba.

    La bomba que se ha elegido es Modelo AFI L20. Marca DODA Aldo y & C. Snc. Italia.

    Rpm 540.(Anexo 38).

    15.1.13 Cálculo de los sectores de riego

    En general se calculan de la siguiente fórmula:

    Números de sectores = horas de trabajo / Horas de riego

    NS = 24 / 1.6 = 15 sectores

    15.2 Sistema de riego por cinta, en tomates.

    15.2.1 Número de salidas por lateral (Ne).

    Ns = ( Ll (m) / Ds (m)) * Sp

    Ll = Largo del lateral.

    Ds = Distancia sobre la hilera de riego.

    Sp = Salidas por planta

    NS = (54 / 0.2) * 2 = 540

    15.2.2. Cálculo del caudal del lateral (Ql).

    Este valor se obtiene usando la fórmula:

    Ql = Ns x Qs

    Ns : Es el número de salidas por lateral.

    Qs : Es el caudal por salidas (lt/seg).

    Ql = 540 * 1 (l/hr) = 540 l/hr = 0.540 m³/lt

    15.2.3 Cálculo del diámetro del lateral (Dl).

    El diámetro es función de la presión de trabajo del emisor, y a los diámetros comerciales disponibles. Con respecto a las pérdidas de carga se calculan con la fórmula de Hazen y Williams (que hace responsable al roce de las pérdidas de carga del sistema).

    Este diámetro se calculará usando la siguiente expresión:

    H = 1.131 x 10^(9)* L * (Q/C) * D^(-4.869)

    H: Pérdida de carga medida (m.c.a).

    Q: Caudal que circula por las cañerías medido (m3/h).

    D : Diámetro interior de la tubería (mm)

    L: Largo del lateral (m).

    C: Coeficiente de rugosidad el cual es dependiente del material del que está hecha la cañería, siendo para PE = 150 y para PVC = 140.

    Nota: Es importante señalar que esta fórmula fue diseñada para cañerías con una entrada y una salida; como no es el caso en que nos encontramos se aplicará el factor de Christiansen:

    F = (1/(1 + m) + (1/ 2n) + ((m - 1) ^1/2)/6n2).

    m: indicador del régimen hidráulico (1.75 para PE; 1.80 para PVC y 1.9 para aluminio).

    n: Número de salidas.

    F = (1/(1 +1.852) + (1/ 2 * 540) + ((1.852 - 1) ^1/2)/6* 540² =

    F = 0.35 m.c.a.

    H = 1.131 x 10^(9)* L * (Q/C) * D^(-4.869)

    C (1)

    D (2)

    L

    Q

    150

    16

    54

    0.540

    (1).Coeficiente de rugosidad (Anexo 34)

    (2)Apuntes de Cátedra, Salgado 2000.

  • Según diseño.

  • H = 1.131 x 10^(9)* 54* (0.540/ 150) * 16^(-4.869) = 2.5

    Hf *= 2.5 * 0.35 = 0.87 m.c.a.

    15.2.4 Cálculo número de laterales por sector de riego (Nl).

    Este valor lo obtendremos de la siguiente fórmula:

    NL = (L / Ee) * nl

    L : Largo del portalateral (metros)

    Ee : Distancia entre hileras (metros).

    nl: Número de laterales por hilera (en el caso de que exista más de un lateral por hilera.

    NL = (54 m / 1 m ) * 1 = 54

    15.2.4 Cálculo del caudal del portalateral (Qpl).

    Este caudal lo obtendremos de:

    Qpl = NL x Ql.

    NL : Número de laterales por portalateral.

    Ql : Caudal del lateral medido (m3/h).

    Q pl = 54* 0.540 m³/h = 29.16 m³/h

    15.2.5 Cálculo del diámetro del portalateral (Dpl).

    Se ocupará la fórmula de Hazen y Williams, de manera que las pérdidas de carga de éstos no superen el 20% de la presión de trabajo entre el lateral y los portalaterales.

    F = (1/(1 + m) + (1/ 2n) + ((m - 1) ^1/2)/6n2

    F = (1/(1 +1.852) + (1/ 2 * 54) + ((1.852 - 1) ^1/2)/6* 54*2 = 0.35

    H = 1.131 x 10^(9)* L * (Q/C) * D^(-4.869)

    D (1)

    Q

    C (2)

    L (3)

    103.6

    29.16

    140

    63

  • Diámetro de cañería. (Anexo 35)

  • (2) Coeficiente de rugosidad. (Anexo 34)

    (3) según diseño

    H = 1.131 x 10^(9)* 63 * (29.16 / 140) * 103.6^(-4.869) = 0.60

    Hf* = 0.60 * 0.35 = 0.21 m.c.a.

    15.2.6. Cálculo caudal de submatriz (Qsm).

    Este caudal lo obtendremos a partir de la siguiente fórmula:

    Qsm = Qpl x Npl.

    Qpl : Caudal del portalateral

    Npl : Número de portalaterales.

    Q sm = 29.16 m³/h * 2 = 58.32 m³/h

    15.2.7. Cálculo diámetro de submatriz (Dsm).

    Este valor lo obtendremos usando la fórmula de Hazen y Williams, de manera de conocer las pérdidas de carga. Esta fórmula deberá ser corregida por el factor de Cristiansen en el caso en que las submatrices tengan más de una salida.

    F = (1/(1 + m) + (1/ 2n) + ((m - 1) ^1/2)/6n2

    F = (1/(1 +1.852) + (1/ 2 * 2) + ((1.852 - 1) ^1/2)/6* 2*2 = 0.64

    H = 1.131 x 10^(9)* L * (Q/C) * D^(-4.869)

    D (1)

    Q

    C (2)

    L (3)

    150.6

    58.32

    140

    108

    (1) valor diámetro softriego 2001 (Anexo 36)

  • Coeficiente de rugosidad. (Anexo 34)

  • H = 1.131 x 10^(9)* 108 * (58.32 / 140) * 105.6^(-4.869) = 0.6

    Hf* = 0.6 * 0.64 = 0.38 m.c.a.

    15.2.8. Cálculo diámetro de matriz (Dm).

    Nuevamente se utilizará la ecuación de Hazen y Williams.

    H = 1.131 x 10^(9)* L * (Q/C) * D^(-4.869)

    D (1)

    Q

    C (2)

    L

    226

    58.32

    140

    182

    (1) valor diámetro softriego 2001.(Anexo 36)

  • Coeficiente de rugosidad. (Anexo 34)

  • H = 1.131 x 10^(9)* 182 * (58.32 / 140) * 226^(-4.869) = 0.14

    15.2.9 Cálculo de la carga dinámica total. (CDT).

    Se obtendrá a partir de la fórmula:

    CDT = Hf + Hs + Hg + He + Hsingularidades.

    Hf : Es la sumatoria de las pérdidas de carga desde la matriz hasta el último emisor (metros)

    Hs : Es la altura de succión de la bomba en metros.

    Hg : Es la pérdida de carga debido a la diferencia de la altura entre la matriz y el último emisor (metros).

    He : Es la presión de trabajo del emisor medido en m.c.a.

    Hsingularidades : Es la suma de las singularidades en el sector, que corresponde a un 20% de Hf.

    Hf = 0.87 + 0.21 + 0.38 + 0.14 = 1.6 m.c.a.

    Hf

    Hs (1)

    Hg (2)

    He (3)

    Hsingularidades

    1.6

    3

    2

    10

    0.34

    (1), (2) según diseño

    (3) Apuntes Complementarios de Diseño de métodos de riego (Anexo 37)

    CDT = 1.6 + 3 + 2 + 10 + 0.39 = 16.94

    15.2.10. Cálculo de la potencia de la bomba.

    Este valor queda determinado por:

    PB = (Qm x CDT) / (270 x efB x efM).

    PB : Es la potencia de la bomba medida en HP.

    Qm : Es el caudal de la matriz que considera los sectores del predio que son regados a la vez (m³/ hr).

    CDT : Es la carga dinámica total medida en metros.

    efB : Es la eficiencia de la bomba medida en porcentaje.

    efm : Es la eficiencia del motor medido en porcentaje.

    Qm

    CDT

    efB (1)

    Efm (2)

    58.32

    16.94

    80%

    90%

    (1), (2) Apuntes de Cátedra, Salgado 2000

    PB = (58.32x 16.94) / (270 x 0.8 x 0.9)

    PB = 5.08 = 5 HP

    15.2.11. Elección y descripción de la bomba.

    La bomba que se ha elegido corresponde a la marca Linha Hydrobloc KSB, modelo C 6000 (Agricultura de las Américas, 1996).Anexo 39.

    16. DESCRIPCION GENERAL DEL SISTEMA DE RIEGO

    16.1. Obtención del recurso hídrico

    El agua utilizada para el riego presurizado del predio “Los Algarrobos” proviene de un tranque de acumulación al que llegan las aguas provenientes del canal “Abandonado” de acuerdo a las acciones que les corresponden. Con una entrada de continua de agua de 24 horas.

    16.2. Sistemas de eliminación de sólidos previo a filtro.

    Desarenador

    Sistema que permite la eliminación de partículas en suspención, basado en la reducción de la velocidad del agua de un tramo recto, manteniendo una lámina de agua no superior a 15 cm. En función al riego presurizado, la construcción del Desarenador (Anexo 40) tiene como objetivo principal el de disminuir las impurezas de manera de evitar posibles obstrucciones e la unidad de bombeo, además de disminuir el embancamiento, por acumulación de sedimentos, en el tranque acumulador.

    Sistema de filtraje

    Filtro de arena: Son tanques metálicos o de plásticos reforzados, (Anexo 41) capaces de resistir presiones estáticas y dinámicas de la red. En su interior se coloca una gruesa capa de arena cuya función es filtrar el agua que pasa a través de ella (PIZARRO, 1990). Se hace imprescindible cuando el agua no proviene de un pozo, sino que proviene de un canal para ser posteriormente almacenada en un tranque, donde existe una alta probabilidad de que se formen algas, que junto con otros materiales como restos de insectos, restos orgánicos y pequeñas partículas minerales deben ser eliminadas por este sistema de filtrado. El funcionamiento se basa e la entrada del agua por una tubería superior, distribuyéndose al interior del tanque por medio de un deflector cuya función es impedir el choque directo del agua con el material filtrante evitando la formación de cárcavas en la arena, lo que disminuiría la profundidad filtrante y además, evita una disminución de la superficie filtrante, repartiendo el agua de manera uniforme sobre ella (GONZALEZ, et al, 1992).

    La salida de agua se realiza a través de una tubería inferior que se prolonga en el interior del tanque en unos colectores perforados los que se encuentran revestidos de malla, la que debe ser lo suficiente fina para impedir el paso de arena de granulometría mas fina (PIZARRO, 1990).

    Filtro de malla: Corresponde a una carcasa metálica de forma cilíndrica en cuyo interior se encuentra un elemento filtrante constituido por un soporte metálico recubierto por una malla de acero inoxidable. La malla es el componente fundamental del filtro, ya que las dimensiones de sus orificios determinan el tamaño máximo de las partículas que pueden escapar de la acción de filtrado. De esta manera el objetivo es retener les impurezas principalmente de tipo mineral, gránulos de arena proveniente del filtro de arena, además de fertilizantes no disueltos debido a su baja solubilidad, por lo cual se recomienda el uso de fertilizantes altamente solubles.

    16.3. Sistema de fertilización.

    A continuación de los filtros de arena, se ubica el equipo de fertirrigación, justificándose esta posición fundamentalmente por dos razones, la primera de ellas es evitar que la arena de los filtros absorban el fertilizante, produciéndose una pérdida de éste, y en segundo lugar, no permite un medio propicio para el desarrollo de microorganismos que dificultarían el filtrado de agua.

    En el predio “Los Algarrobos” se utilizó un inyector tipo Venturi, siendo éste un sistema sencillo, de bajo costo, fácil mantenimiento y cuyo deposito de fertilizante no requiere soportar las presiones de la red (GONZALEZ, et al, 1992 ). Este sistema consiste en un tubo por el cual circula agua en forma paralela a la tubería de riego, provisto de un estrechamiento que provoca un rápido aumento de la velocidad de ésta, originando la succión necesaria para extraer la mezcla del fertilizante desde el deposito de abono por medio de una tubería conectada a la zona de estrechamiento. En la tubería se ubica una válvula que provoca una diferencia de presión que desvía parte del flujo al inyector. A su vez, en el circuito del inyector se ubica otra válvula que regula el paso del agua, determinando de esta forma la cantidad de abono incorporado al sistema.

    16.4. Sistema de control de riego

    Se basa en la utilización de microprocesadores que permiten alcanzar un elevado nivel de automatismo, que permite controlar el funcionamiento hidráulico de la instalación a través de sensores de presión y flujo que detienen el riego cuando registran valores superiores o inferiores a un rango previamente fijado. El control de riego se hace a través de volúmenes medidos en un contador que envía pulsos al programador. En función de éstos volúmenes, éste abre y cierra válvulas solenoides que controlan el sistema. Estos equipos son de bajo consumo y se alimentan mediante pilas secas ordinarias, aún cundo se disponga de energía eléctrica para evitar problemas de corte de fluidos (GONZALEZ, et al, 1992 ).

    16.5. Sistema de distribución de agua

    Corresponde a la red de tuberías que conduce el agua desde el cabezal de control hasta el punto de emisión cercano a la zona radicular de las plantas cultivadas. Este sistema consta de:

    • Matriz: se considera como tubería principal, transportando los mayores caudales. Conduce el agua desde el cabezal de control hasta los puntos de desviación hacia los diferentes sectores de riego (CENTRO DE INFORMACIÓN DE RECURSOS NATURALES, 1996). Se constituye de PVC rígido clase 6 para el caso del papayo, la cual consta de un diámetro interno de 235.4 mm y un diámetro comercial de 250 mm. Para el tomate es también de PVC rígido pero de clase 10 con un diámetro interno de 226 y comercial de 250. Se escogió este material ya que presenta una serie de ventajas, entre las cuales cabe mencionar su mayor resistencia a la corrosión y a la electrólisis, su menor perdida de carga; lo que minimiza la potencia de la bomba, prevención de incrustaciones al poseer paredes lisas permitiendo una mayor vida útil, menor peso en comparación con tuberías metálicas; lo que facilita el proceso de instalación (GONZALEZ et al, 1992). El predio cuenta con 2 matrices, una de ellas para el riego de papayo y la otra para el riego del tomate. Están enterradas a 80 cm de profundidad rodeadas de una capa amortiguadora de arena a manera de protección contra la luz, golpes y presión, además de facilitar el tráfico por dicho sector (SALGADO, 2000). Las matrices alimentan cada una de las submatrices que le corresponden según los sectores de riego.

    Submatriz: se considera como tubería secundaria, originándose de la matriz. Conduce y distribuye el agua a los diferentes subsectores de riego, conectándose con las tuberías laterales (CENTRO DE INFORMACIÓN DE RECURSOS NATURALES, 1996). Está constituida de PVC rígido. Se encuentra enterrada a 40 cm de profundidad, rodeada de una capa de arena al igual que la matriz (Anexo 42).

    Portalaterales: corresponden a las tuberías que alimentan a los laterales dentro de cada subsector de riego. Está construido de PVC rígido y se encuentra enterrado a 20 cm de profundidad.

    Laterales: tuberías de polietileno de diámetro fijo colocadas a lo largo de las hileras del cultivo del papayo, llevando insertos los emisores (goteros), a intervalos fijos de 1.5 m. Se encuentran instalados sobre la superficie del terreno, por lo cual debe resistir la luz solar (rayos UV), oscilación térmica, tensiones mecánicas y la agresividad química de los fertilizantes (GONZALEZ, et al, 1992).

    Cintas: consiste en una tubería de polietileno con orificios distanciados a 20 cm entre ellos, ubicadas en las hileras del cultivo de tomate. Poseen una doble cámara; una interna de mayor diámetro y una externa de diámetro menor, ambas conectadas entre si, permitiendo tener un flujo uniforme a lo largo de la tubería, ya que el agua entra por la cámara interna y a medida que avanza varía la presión, pero al pasar a la cámara externa homogeneiza su flujo y de esta manera el caudal de cada uno de los orificios es constante (AGRICULTURA DE LAS AMERICAS, 1996)

    La cinta de riego utilizada en el predio es de tipo T - TAPE TSX 515 de flujo turbulento por presentar una pared gruesa que asegura resistencia mecánica y con ello una mayor duración. Trabaja con una presión de 6 m.c.a, y una descarga de 5 l/h por metro lineal .

    Goteros o emisores: dispositivos mediante los cuales pasa el agua proveniente de los laterales hacia el suelo a regar. El emisor utilizado en el predio Los Algarrobos, corresponden a un gotero Vortex (Plastro Gvat) con un gasto de 4 l/h, tipo laberinto de régimen turbulento, desmontable para limpieza en caso de ser necesario. Las entradas de agua actúan como filtro impidiendo la obstrucción. Es montado sobre tuberías de polietileno (laterales) de igual largo. Se tienen 2 goteros por árbol, entregando el caudal en forma lenta y uniforme.

    Se utilizan además goteros autocompensados, con el fin de mantener la uniformidad en los sectores con problema de pendiente. Estos goteros llevan una membrana flexible, que se deforma bajo la acción de la diferencia de presión del agua antes y después de la membrana, manteniendo el caudal aproximadamente constante, aunque varíe la presión de entrada. El gotero autocompensado utilizado en el predio Los Algarrobos es Netafim, con un gasto de 4 L/h, y una presión de 10 m.c.a.

    17. MANEJOS GENERALES DEL SISTEMA DE RIEGO

    17.1 Manejos operacionales

    De acuerdo al diseño, se dispone de un programador de riego el cual debe ser configurado de acuerdo a los ciclos de riego por sector. Se ubicarán dos operarios en la zona del cabezal de riego, los cuales estarán encargados de activar el sistema de retrolavado cuando corresponda, ya que éste no es de activación automática. También deben revisar diariamente los niveles de los fertilizantes en los estanques de fertilización, las presiones y los caudales de salida con el objeto de mantener una alta uniformidad en el riego.

    17.2 Manejos de Mantención

    Manejos de Mantención (MATTA,1998)

    Tablero eléctrico:

    - El tablero eléctrico debe mantenerse aislado, aireado y en ambiente seco. Sus terminales deben estar apretados y los cables eléctricos en canalización plástica o metálica; sin roturas

    - Programadores:

    Se deberá controlar mediante un tester el voltaje (24 voltios), con que operan las válvulas solenoides, con el objeto de verificar la aislación y evitar que se produzcan cortes de circuitos.

    Filtros:

    - Filtro de malla: El sistema de filtrado debe ser limpiado, cada vez que la diferencia de presión entre en los manómetros antes y después de los filtros sea de un 10% (entre 0.3 a 0.5 bares o 3 a 4 m.c.a.).Los filtros de malla se limpian abriendo la pequeña válvula del fondo, o bien desarmando y limpiando la malla con agua a presión.(Anexo 43)

    - Filtros de grava o arena: Los filtros de arena están dotados de sistemas de retrolavado, manual o automáticos, que invierten el flujo del agua dentro del filtro. Se deberá destapar el filtro, remover la grava depositada al interior e inyectar agua con una manguera o tubería, provocando que el rebalse que se produce por la misma abertura, arrastre las partículas depositadas en el interior. Este lavado se prolonga hasta que el agua salga limpia y la grava se vea blanca

    - Válvulas

    Las válvulas incluidas en el sistema de riego, cualquiera sea su condición (hidráulica, mecánica, de retención o de aire), deben ser removidas de su emplazamiento en la red, a lo menos dos veces por temporada de riego y sometidas a lavado exterior, revisión de sus conexiones eléctricas, si procede desarmarla y lavarla interiormente con cepillo y agua limpia

    - Solenoides

    Estas piezas deberán ser removidas de las válvulas cuatro veces en la temporada de riego, lavar exteriormente con agua, limpiar la cavidad interna, verificar estado del resorte y sello de las conexiones, (Anexo 44)

    - Tuberías matrices, secundarias y distribución

    Estas tuberías, por su constitución y posición, requieren de un bajo nivel de mantenimiento. La abertura diaria de las válvulas de drenaje, situadas en los extremos, mantiene la tubería limpia.

    - Laterales :

    Limpieza: en todos los casos mencionados, cada línea termina con un cierre o pliegue, colocado ahí para drenar la tubería. La operación de drenaje debe ser efectuada con frecuencia de cuatro días (en equipos que utilizan aguas con mucha carga de partículas en suspensión, esta operación debe ser diaria), abriendo el cierre o pliegue, evacuando las partículas físicas suspendidas en el agua.

    Obstrucciones: las obstrucciones que se producen en las tuberías y emisores pueden ser de origen físico, por partículas de suelo en suspensión que ingresan a la red de riego, de origen químico, por depósitos de sales contenidos en el agua, o de origen biológico u orgánico, por acumulación de materias orgánicas en la red de riego.

    En el caso de obstrucciones por partículas de suelo en suspensión que ingresan a la red de riego, se debe suponer rotura en la pantalla del filtro de malla, el que está destinado para retener esas partículas. Como medida preventiva, se recomienda aplicar soluciones ácidas con intervalos y dosis que dependen de la carga de sales en el agua. Se puede usar ácido clorhídrico, sulfúrico o fosfórico; o soluciones de hipoclorito de sodio.

    Lavado de laterales y emisores: es deseable una vez terminada la aplicación de soluciones ácidas, lavar la línea con una presión mayor de la que se opera habitualmente el equipo.

    17.3 Coeficiente de uniformidad (CU)

    La uniformidad de las cantidades de agua aplicadas se mide por el coeficiente de uniformidad (CU) expresado casi siempre en porcentaje (VERMEIREN Y JOBLING, 1986) Las causas de la falta de uniformidad son:

    Las distancias características de fabricación de los distribuidores, debido a un insuficiente control de la calidad.

    • Faltas o incompetencias en el cálculo de la red o en su explotación.

    • Otras presiones en servicio de las aconsejadas para el tipo de distribuidores usados.

    • Cambios físicos en la red que parecen con el tiempo

    El coeficiente de uniformidad puede determinarse fácilmente en el campo si se siguen los procedimientos que se describen a continuación:

    • Escoger entre el conjunto de los sectores uno que sea representativo de las condiciones media de funcionamiento.

    • Determinar cuatro tuberías laterales sobre una tuberías secundarias en funcionamiento, una cerca del principio, otra cerca del extremo, las otras dos entre las dos primeras y situarlas a igual distancia.

    • Medir en condiciones normales de funcionamiento las presiones al principio y al final de cada tubería lateral, o sea ocho lecturas de presión.

    • Medir el caudal de todos los distribuidores escogidos durante un número entero de minutos.

    • Reflejar las medidas en una hoja de datos como la que se propone en el cuadro Anexo 45

    • Calcular el caudal medio de los emisores.

    • Calcular el coeficiente de uniformidad e la parcela por la formula siguiente:

    CU= Caudal mínimo por planta / Caudal medio por planta *100

  • INTRODUCCIÓN

  • En nuestro país, la superficie regada permanentemente es de aproximadamente de 1,16 millones de hectáreas, existiendo además una superficie de 0,8 millones de hectáreas de riego eventual (MATAS, 1995).

    El riego superficial es la técnica de mayor uso en la aplicación de agua en la agricultura mundial, constituyendo más del 95% de la superficie regada del país, con eficiencias de aplicación que varían entre 10 y 50%. El riego por surco es una alternativa de este tipo de riego que está orientado a cultivos en hileras y huertos frutales (MATAS, 1995).

    La eficiencia en un sistema de riego por surcos va a depender en gran manera de un estudio acabado de factores tales como el caudal requerido, velocidad de movimiento y longitud que debe recorrer la lámina de agua, tiempo necesario, microrrelieve del terreno, entre otros. En conjunto, estos factores permiten lograr un diseño adecuado del sistema de riego. Muchas veces, uno o más de estos factores pueden llegar a restringir la superficie destinada a este tipo de riego, a causa de la necesidad de llevar a cabo ciertos manejos. El microrrelieve es el principal factor a considerar al momento de establecer una zona con este tipo de riego, por esta razón, la gran mayoría de las veces se debe nivelar el terreno.

    El predio Los Algarrobos cuenta con una 1.44 Ha de terreno nivelado destinado al cultivo de tomate, presentando pendientes O-E de 0,7% y de 0,3% N - S.

  • SISTEMATIZACIÓN DE TIERRAS

  • La superficie del predio Los Quiscos se distribuye de la siguiente manera:


    Camino principal (5 m ancho) 1,475 ha

    Oficina 100 m2

    Estacionamiento 250 m2

    Casa de cuidador 100 m2

    Bodegas 500 m2(c/u)

    Estación meteorológica 50 m2

    Tranque de acumulación 12.250 m3

    Caseta de riego 50 m2

    Papayo regado por goteo 18 ha

    Tomate regado por cinta 1 ha

    Tomate regado por surco 1 ha


    El plano anexo permite observar la sistematización de tierras.

  • NIVELACIÓN

  • La labor de nivelación se realiza con la finalidad de eliminar el microrrelieve, logrando así un riego uniforme a lo largo de toda la superficie. Se debe obtener una pendiente constante, no erosiva y que al mismo tiempo permita el movimiento del agua a través de los surcos.

    La nivelación del terreno se hace indispensable para los sistemas de riego gravitacional, si se compara con el establecimiento de riego presurizado, en que se realiza fundamentalmente con el fin de facilitar las labores del cultivo (ZIMMERMAN, 1970).

    Para el cálculo de la nivelación del predio Los Algarrobos se utilizó el método del centroide, ya que es el más aplicable de acuerdo a las condiciones del predio, como lo son terrenos relativamente planos, pero ondulados, y además una dirección poco definida de la pendiente.

    La superficie destinada al riego gravitacional, es de 1.44 hectáreas para el cultivo de tomate (ver plano anexo), y es ésta la que requiere de nivelación. Para esto se eligió un área de pendiente no pronunciada, zona en la que las curvas de nivel presentan un mayor distanciamiento. Luego se colocaron estacas con un distanciamiento de 20 m entre una y otra, determinándose de esta manera las cotas terreno. Luego con el promedio de ellas se calcula el centroide.

    Las cotas proyecto se calcularon basándose en el centroide, restando o sumando la diferencia de altura dependiendo de la pendiente, tanto en dirección N - S y E - O. Esta diferencia se obtiene a partir de una regresión lineal entre los números de orden y los valores promedio de la cotas terreno. Para obtener la diferencia de altura se resta la cota proyecto a la cota terreno. Valores positivos implican un corte de terreno, y valores negativos un relleno.

    La obtención de la relación corte/relleno implica efectuar la sumatoria de todos los cortes y rellenos calculados anteriormente, debiéndose llegar a una relación corte/relleno cercana a 1,2 (SALGADO, 2000)*, de no ser así, la posición del centroide debe ser modificada de manera de alcanzar el valor más cercano al optimo. En el caso del predio Los Algarrobos se obtuvo una relación corte /relleno de 1,18.

    El movimiento de tierra que se requiere para el área de nivelación de 274 m3, valor que corresponde a un movimiento medio (SALGADO, 2000)*, el que se obtiene al multiplicar el área de influencia de la estaca por la sumatoria de los cortes (0,685 m). Cada uno de los procedimientos para la nivelación de muestran en el Anexo 23.

    SISTEMAS DE RIEGO SUPERFICIAL TECNIFICADO

  • ESTRUCTURAS DE DISTRIBUCIÓN DEL AGUA

  • ESTRUCTURAS DE NIVELACION

    Para un manejo eficiente de la distribución de las aguas en el predio Los Quiscos se utilizarán las siguientes estructuras:

    14.1. Marco partidor

    Estructura que permite captar el agua proveniente del canal Abandonado, hacia el interior del predio, otorgando un caudal proporcional a los derechos de agua que le corresponden según las 20 acciones que posee el predio sobre las 300 acciones del canal. Consiste en una estructura rígida de hormigón con un brazo que posee una hoja metálica cuya función es separar el caudal que le pertenece al predio. Este sistema de captación tiene un flujo continuo de agua ya que no cuenta con estructuras para detener el paso del agua. Se ubica en el extremo N - E del predio Los Algarrobos, conectando el canal con la acequia distribuidora que va dirigida al tranque de acumulación.

    Las dimensiones del marco partidor se presentan en el siguiente cálculo, en el cual se debe considerar el mayor valor de caudal mensual, el cual corresponde al mes de octubre. El ancho promedio del canal Abandonado es de 3,5 m por lo cual el cálculo de la dimensión del marco partidor es el siguiente:

    141,75 l/s.....................3,5 m

    11,34 l/s....................... X m

    Luego, X = 0,28 m = 28 cm.

    El esquema y las dimensiones se observan en al anexo 24.

  • Desarenador

  • Consiste en un tramo recto de la acequia intrapredial, con un revestimiento de hormigón. Se encuentra ubicado a la entrada del tranque, y su finalidad es hacer escurrir una lámina de agua no superior a 15 cm, reduciendo la velocidad de tal manera de que el flujo sea laminar, o sea sin ninguna turbulencia, permitiendo la sedimentación de las partículas que se desea eliminar, como por ejemplo arena, ramas, desperdicios, etc, los cuales si se acumulan en al tranque podrían obstruir el sistema. De esta manera se obtiene un flujo de agua libre de partículas en suspensión.

    Para el cálculo de las dimensiones se debe considerar el caudal máximo de entrada, el que se obtiene durante el mes de octubre con un valor de 11,34 L/s. López (1992), relaciona el caudal de entrada (Q), con la velocidad de sedimentación (Vc) y un factor de almacenamiento de sedimento (Fs) mediante la siguiente fórmula: A = 0,10 * Fs * Q / Vc, donde A, es la superficie de decantación (m2); Q, caudal de entrada (L/s); Fs, factor de almacenamiento; Vc, velocidad de sedimentación (cm/s). Con el objeto de eliminar partículas en suspensión superiores a 0,05 mm cuyo peso especifico es de 2,67, se obtiene una velocidad de sedimentación de 0,24 cm/s. Con un valor de Fs = 2, se tiene una superficie de decantación de 9,45 m2.

    Para el cálculo de la anchura del deposito se tiene que B = " A / 5, donde B, ancho del decantador, cuyo valor es de 1,38 m. Además se considera que la longitud adecuada es 5 veces el ancho del decantador, obteniéndose un valor de 6,87 m de largo con una altura del nivel de agua de 20 cm (RODRIGO, 1992) (Anexo 25).

  • Tranque de acumulación

  • Estructura que capta y acumula toda el agua necesaria para efectuar el riego del predio, la que es conducida por una acequia desde la caja distribuidora hasta el tranque. La ubicación del tranque esta determinada por el aprovechamiento máximo de las condiciones del terreno, entendiéndose por esto, la zona más alta con respecto a aquella que se desea regar superficialmente, facilitándose el escurrimiento a favor de la pendiente.

    La estructura destinada a extraer el agua del tranque corresponde a una tubería con válvula de cierre, la que debe ser lo suficientemente firme para soportar la presión de agua cuando éste está lleno, además debe ser accesible y fácil de abrir y cerrar.

    Las dimensiones del tranque son de 70 m de ancho por 70 m de largo, con una profundidad de 2,5 m (agregándose a los muros 30 cm de alto a modo de seguridad para prevenir posibles rebalses). La capacidad de acumulación del tranque es de 12.250 m3 (Anexos 26 y 27).

  • Sifones portátiles

  • Son tubos cortos de plástico colocados uno por cada surco. Permiten transferir el agua desde la acequia cabecera hasta los surcos, evitando la necesidad de abrir las acequias para conducir el agua hacia ellos. Además uniformiza la entrega de agua hacia los surcos.

    Para su buen funcionamiento se requiere que la acequia se encuentre sobre el nivel de descarga o salida del sifón, produciéndose una diferencia de niveles que favorece la entrada rápida de agua en el surco.

    Para entregar el caudal Qr se utilizan los mismos sifones destinados a proporcionar el Qmne, disminuyendo el caudal por medio de un tapón que reduce el diámetro de los sifones.

    Para el dimensionamiento de los sifones se tiene que:

  • Poncha

  • Estructura que permite frenar el flujo de agua en la acequia cabecera, para distribuirlo en los surcos correspondientes a cada subsector. Consiste en un saco de nylon sostenido a un listón de madera. Tiene un ancho de 70 cm y 40 cm de alto. (Anexo 31).

  • DISEÑO DEL SISTEMA DE RIEGO SUPERFICIAL TECNIFICADO

  • Tiempo de riego

  • Tiempo de infiltración (Ti)

  • Ti = LB / Vip (hr)

    Donde: Ti, tiempo de infiltración (hr); LB, lámina bruta (mm); Vip, velocidad de infiltración promedio (mm/hr).

    Ti = 16.9 / 8 = 2.11 hr

    La lamina bruta utilizada corresponde a la lámina del primer riego del mes de Octubre ya que su valor es el máximo alcanzado durante la temporada de riego. Se utilizó este valor de tal manera que las dimensiones de l surco sean capaces de resistir el caudal máximo a aplicar. Con respecto a la velocidad de infiltración, su valor fue obtenido según la textura del suelo considerada como franco-arcillosa para el caso del predio (SALGADO, 2000)*.

  • Tiempo de llenado del surco (Tll)

  • Corresponde a un cuarto del tiempo de infiltración, calculado por medio de la curva de infiltración característica para este suelo, en relación con el riego que presenta una mayor lamina a aplicar.

    Tll = Ti (hr) / 4 (hr)

    Tll = 2.11 / 4 = 0.53 hr

  • Tiempo total de riego (Tt)

  • Tt = Ti (hrs) + Tll (hrs) (hrs)

    Tt = 2.11 + 0.53 = 2.64 hrs

  • Caudal máximo no erosivo (Qmne)

  • El caudal máximo no erosivo corresponde al máximo caudal que se puede aplicar a los riegos por surcos con pendiente para evitar una excesiva erosión con los consiguientes embancamientos en las acequias de desagüe. Su valor puede ser determinado a partir de ensayos de campo o bien empíricamente a través de la fórmula de Criddle, la cual entrega el valor en función de la pendiente longitudinal de los surcos, pero presenta como restricción que sólo puede ser utilizada con pendientes mayores a 0,2 % y menores a 1,2 % (ISRAELSEN, 1965).

    Qmne = 0,75 / S (L/s)

    Donde: Qmne, caudal máximo no erosivo (L/s); S, pendiente (%).

    Qmne = 0,75 / 0,7 = 1.1 l/s

    La pendiente utilizada corresponde a la orientación O - E, cuyo valor es de 0,7 %.

  • Diseño de los surcos

  • Para determinar el diseño de los surcos, se deben tener ciertas consideraciones, como por ejemplo su forma, sus dimensiones, la distancia a la cual se encuentran separados y también el número de surcos por sector de riego. En el predio Los Algarrobos, la forma de los surcos es semicircular, obteniéndose un mayor radio hidráulico, y así una mayor unidad de sección de escurrimiento por cada unidad de perímetro de dicha de sección. Las dimensiones de los surcos utilizados en el riego del tomate, se asumirán los siguientes valores: 30 cm de ancho, 20 cm de profundidad, 15 cm de altura de agua, y 5 cm de rebalse. La distancia entre surcos es de 60 cm, lo que es determinado por la distancia de plantación del tomate y su profundidad efectiva, para tal efecto se prefiere trabajar con un arado surqueador con tractor, obteniéndose surcos de profundidad uniforme, rectos y paralelos entre sí.

    Para el cultivo del tomate regado por surcos se destino una superficie de 1.44 hectáreas, regada en 2 paños de riego de 60 m (valor que considera 2 acequias cabecera y 2 acequias que reciben el caudal de desagüe del paño) por 120 m, por lo tanto el número de surcos se calcula de la siguiente manera:

    Número de surcos = ancho del paño de riego (m) / espaciamiento entre surcos (m)

    Número de surcos = 100 / 0,6 = 200 surcos

  • Perímetro de mojado (Pm)

  • Pm =  * r (cm)

    Donde; Pm, longitud de la sección del surco que está en contacto con el agua (cm); r, radio del surco (cm).

    Pm = 3,14 * 15 = 47,12 cm

  • Area de escurrimiento (Ae)

  • Ae =  * r2 / 2 (cm2)

    Ae = 3,14 * 225 / 2 = 353,25 cm2

  • Velocidad de avance en el surco (Va)

  • Va = Qmne(cm3/s) / Ae (cm2) (cm/s)

    Va = 1100 / 353,25 = 3.11 cm/s

  • Largo máximo de los surcos (Lmáx).

  • Lmáx = Va(cm/s) * Tll(s) (cm)

    Lmáx = 3.11 * 2088 = 6493.68 cm = 64.94 m

  • Corrección de los datos

  • Largo real del surco

  • El paño de riego presenta un largo de 120 metros. El largo máximo de los surcos es de 64.9, por lo que sera necesario dividir en 2 sectores de riego de 60 m de largo cada uno.

    Pero debido a los efectos de acequias cabecera y de desagüe se debe destinar un metro, por lo que el largo real de los surcos, será de 59 m.

  • Tiempo de llenado real (Tllr)

  • Tllr = Lr (cm) / Va (cm/s) (s)

    Tllr = 5.900 / 3.11 = 1897.1 s = 0.53 hr

  • Tiempo de infiltración real (Tir)

  • Tir = Tllr (hr) * 4 (hr)

    Tir = 0.53 * 4 = 2.12 hr

  • Tiempo total real de riego (Ttr)

  • Ttr = Tir (hr) + Tllr (hr) (hr)

    Ttr = 2.12 + 0.53 = 2.65 hr

  • Área de infiltración real del surco (Air)

  • Air = Lr (cm) * Pm (cm) (cm2)

    Air = 5.900 * 47,12 = 278.008 cm2

  • Cálculo de caudales

  • Caudal infiltrado (Qi)

  • Qi = (vip (cm/hr) * Air (cm2)) / 3.600.000 (l/s)

    Qi = (0,8 * 278.008) / 3.600.000 = 0.062 l/s

  • Caudal reducido (Qr)

  • Qr = Qi (l/s) * 1,3 (L/s)

    Qr = 0,056 * 1.3 = 0.08 (L/s)

  • Dimensionamiento de acequias

  • Acequia cabecera

  • Para determinar el número de surcos en funcionamiento del sistema, es necesario hacer una estimación del numero de sifones móviles que es capaz de controlar un operario a la vez, de acuerdo a su nivel de instrucción y destreza en el manejo de dicha actividad. Se considera que un operario es capaz de controlar eficientemente entre 20-28 surcos (SALGADO, 2000)*. Se destinan dos operarios para el riego del tomate, manteniéndose de esta manera 200 surcos en funcionamiento. De acuerdo a esto, la superficie de 1.44 hectáreas esta dividida en 2 subsectores.

  • Tirante hidráulico (Rc)

  • Rc = ((Qac * n * 3,175) / (3,1415 * Y0, 5))0,375 (cm)

    Donde: Rc, altura de agua de acequia cabecera (m); Qac, caudal requerido para los surcos (m3/ s); n, coeficiente de Manning (n = 0,025, dado por las características de terreno limpio y sin vegetación) (SALGADO, 2000)*; Y, pendiente del terreno (tanto por uno)

    Qac = Qmne * n° de surcos en operación (m3/s)

    Qac = 1.1 (l/s) * 200 surcos = 220 l/s = 0,22 m3/s

    Rc = ((0,22 * 0,025 * 3,175)/ (3,1415 * 0,0070,5))0,375 = 0,36 m = 36 cm

  • Diámetro mínimo de la acequia cabecera (Dc)

  • Dc = 2 * Rc (cm)

    Dc = 2 * 36 cm = 72 cm

  • Rebalse (Re)

  • Re = 0,2 * Rc (cm)

    Re = 0,2 * 36 = 7.2 cm

  • Altura de la acequia cabecera (At)

  • At = Rc (cm) + Re (cm) (cm)

    At = 25 + 5 = 30 cm

  • Acequia de desagüe

  • Tirante hidráulico (Rd)

  • Rd = ((Qad * n *3,175) / (3,1415 * Y0,5))0,375 (cm)

    Donde: Qad, caudal de agua de desagüe de los surcos.

    Qad = (Qr (l/s) - Qi (l/s)) * n° de surcos en operación

    Qad = (0,08 - 0,062) * 200 = 3.6 l/s = 0,0036 m3/s

    Rd = ((0,0036 * 0,025 * 3,175) / (3,1415 * 0,0070,5))0,375 = 0,0773 m = 7.73 cm

  • Diámetro mínimo de la acequia de desagüe (Dd)

  • Dd = 2 * Rd (cm)

    Dd = 2 * 7.73 = 15.46 cm

  • Rebalse (Re)

  • Re = 0,2 * Rd (cm)

    Re = 0,2 * 7.73 = 1,546 cm

  • Altura total de la acequia de desagüe (At)

  • At = Rd (cm) + Re (cm) (cm)

    At = 7.73 + 1,546 = 9.276 cm

    Las dimensiones de la acequia de desagüe fueron modificadas para permitir adecuarse a las condiciones que presenta la maquinaria a utilizar y considerando que generalmente no todo el caudal reducido se infiltra, asumiendo un valor correspondiente a 30% menos que la acequia cabecera.

  • MANEJOS GENERALES DEL RIEGO SUPERFICIAL

  • Manejos de mantención

  • La estructura del marco partidor requiere de una revisión periódica del estado del material que lo constituye; debe cuidarse que el cuchillo metálico se encuentre en óptimas condiciones para su eficiente captación de las acciones que le corresponden al predio, evitando que se acumulen desperdicios provenientes del canal.

    Es necesario considerar una limpieza anual del tranque acumulador, la que es realizada en el mes de menor frecuencia de riego ya que es necesario desocupar el tranque para dicha labor, verificando el estado del revestimiento CAVE, considerando la posibilidad de la reparación en caso de que éste presente roturas.

    La limpieza de las acequias debe realizarse periódicamente, sobre todo en lo que se refiere a las malezas que circundan el lugar, las que contaminan con sus semillas e impiden el normal flujo del agua, por lo que se hace necesario un control químico y mecánico de ellas. Debe verificarse el estado de la infraestructura tanto de acequias como de surcos, de modo de mantener el coeficiente de rugosidad inicial de Manning (en este caso considerado para tierras en buen estado), constante en el tiempo, evitándose modificaciones producidas por el desarrollo de vegetación no deseada, lo cual afecta a las formas y dimensiones iniciales de las acequias, influyendo finalmente en una perdida de uniformidad en los sistemas de conducción.

    Debe considerarse una revisión periódica del estado de los sifones, detectando posibles obstrucciones, trizaduras o cualquier desperfecto que afecte su normal funcionamiento. Además, es importante mantener la limpieza de las trampas de maleza para evitar posibles taponamientos (Anexo 32).

  • Manejos operacionales

  • La superficie de apio regada por surco, compuesta de un sector de riego, alimentado por una acequia cabecera, diseñada de tal manera que permita abastecer 56 sifones a la vez; para ello se requiere de un número de 2 operarios que manejan simultáneamente 28 sifones cada uno. De acuerdo a la distancia entre los surcos necesaria para el apio, se tienen 142 surcos de 99 m de largo, en una superficie de hectárea.

    De acuerdo al calendario de riego la operación del sistema comienza con la apertura de la compuerta de salida del tranque, llegando el flujo de agua hasta la acequia cabecera. El caudal necesario de acuerdo a la demanda hídrica mensual se maneja regulando la abertura de la compuerta que conduce el agua hacia una acequia distribuidora que llevará el flujo hacia la acequia cabecera.

    El sector se encuentra dividido en tres subsectores A, B y C (ver plano anexo), cada uno de ellos de 56 surcos. A los 34 metros de la acequia cabecera se coloca una poncha que impide el paso del agua hacia el sector B. En cada surco se encuentran los sifones que aportan el Qmne para que una vez que el agua haya llegado hasta el final del surco sean colocados tapones que regulen el diámetro del sifón permitiendo la entrega del Qr, los que estarán en funcionamiento durante el tiempo de riego necesario.

    Una vez finalizado el riego para el subsector A se procede a realizar el traslado de los sifones al subsector B. Se retira la poncha trasladándose 34 metros sobre la acequia cabecera hacia el final del subsector B, repitiéndose el manejo de sifones anteriormente señalado. Una vez finalizado el tiempo de riego para el subsector B, se procede a regar el subsector C, luego se retira la poncha de manera de desaguar el agua sobrante.

    Una vez regada la totalidad de la superficie, se cierra la compuerta del tranque.

    Constantemente se deben verificar tanto el tiempo de riego, como el caudal entregado a los surcos por medio de un aforador portátil manejado por el operario. A modo de prevención, se coloca una trampa de maleza al final de la acequia distribuidora que conduce a la acequia cabecera (Anexo 32).

    18. PLANILLAS DE COSTOS

  • Planilla de costos de obras mayores

  • Marco Partidor

    Valor en $

    Valor en U.F.

    Diseño Ingeneril

    Mano de obra y materiales

    506.533

    476.315

    33,86

    31,84

    TOTAL

    982.848

    65,7

    FUENTE: Fernando Herrera. Ing. Civil. Pontificia Universidad Católica de Chile. Octubre, 1999.

    Tranque

    Valor en $

    Valor en U.F.

    Movimiento de tierras

    Revestimiento (CAVE)

    22.459.775

    1.929.492

    1501,36

    128,98

    TOTAL

    24.389.267

    1630,34

    FUENTE: Iván Tironi. Constructor Civil. Octubre, 1999.

    Desarenador

    Valor en $

    Valor en U.F.

    Diseño, mano de obra y materiales

    385.958,196

    25,80

    FUENTE: Jaime Domínguez. Ing. Civil Hidráulico. Universidad de Chile. Octubre, 1999.

    Pozo Profundo

    Unidad

    Cantidad

    Valor Unitario $

    Valor Total $

    Valor UF

    Instalación De Faenas

    Gl.

    1

    510.919

    510.919

    34,15

    Perforación

    Ml.

    40

    57.407

    2.296.280

    153,50

    Cañería De Acero De 12"

    Ml.

    27

    37.175

    1.003.725

    67,10

    Criba A.C.P. De 12"

    Ml.

    14

    48.327

    676.578

    45,23

    Ranuración De Cañería De 12"

    Ml.

    0

    11.153

    -

    -

    Filtro Anular

    Ml.

    38

    12.892

    489.896

    32,75

    Sello Sanitario

    Ml.

    3

    15.471

    46.413

    3,10

    Desarrollo

    Hrs.

    24

    27.469

    659.256

    44,07

    Equipo De Pruebas

    Gl.

    1

    868.013

    868.013

    58,02

    Horas De Prueba

    Hrs.

    24

    25.638

    615.312

    41,13

    Informe Final Y Plano

    Gl.

    1

    51.275

    51.275

    3,43

    TOTALES

    7.217.667

    482,48

    FUENTE: Cobo Ingeniería. Octubre, 1999.

    Aforador

    Cantidad

    Valor Unit. $

    Valor total $

    Valor en U.F.

    Aforador fijo

    Aforador portátil

    1

    2

    20.645

    362.770,785

    41.288,6

    24,25

    2,76

    TOTAL

    404.059,34

    27,01

    FUENTE: Eduardo Salgado. Ing. Agr. M.S. Ph. D. Universidad Católica de Valparaíso. Octubre, 1999.

    COSTO TOTAL OBRAS MAYORES

    33.379.849

    2.231,33

  • Planilla de costo de riego superficial

  • Nivelación

    Unidad

    Cantidad

    Valor total $

    Valor total U.F.

    Estudio topográfico

    ha

    1

    111.299,6

    7,44

    Alarife

    al día

    1

    3.739,9

    0,25

    Mov. de tierra

    m3

    274

    136.730,9

    9,14

    TOTAL

    251.770,4

    16,83

    FUENTE: Agroalmar. Octubre, 1999.

    Construcción de acequias y surcos

    Unidad

    Cantidad

    Valor unit. $

    Valor total $

    Valor total U.F.

    Acequia dist.

    m

    240

    276

    66.240

    4,43

    Acequia cabecera

    m

    100

    215,42

    21.542

    1,44

    Acequia de desagüe

    m

    100

    215,42

    21.542

    1.44

    Surcos

    hr

    7,2

    7.688

    55.351

    3,70

    TOTAL

    164.675

    11,01

    FUENTE: Distribuidora Curotto. Octubre, 1999.

    Ponchas

    Cantidad

    Valor unit. $

    Valor total $

    Valor total U.F.

    3

    500

    1.500

    0,10

    FUENTE: Guillermo Vallespir. Ing Agr. Universidad Católica de Valparaíso. Octubre, 1999.

    Sifones

    Cantidad

    Valor unit. $

    Valor total $

    Valor total U.F.

    Diámetro 40 mm

    60

    1.474

    88.412

    5,91

    Tapón

    120

    283

    33.959

    2,27

    TOTAL

    1.757

    122.371

    8,18

    FUENTE: Agroalmar. Octubre, 1999.

    COSTO TOTAL RIEGO POR SURCOS

    540.342

    36,12

  • Consideraciones

  • Todos los valores que se presentan incluyen I.V.A, cuando corresponda agregarlo. El valor de la U.F. utilizado en los presupuestos es de $14.959,62 y corresponde a la U.F. del día 13 de Octubre de 1999.

    El costo del diseño del sistema de riego por surcos, no ha sido incluido dentro del costo total de éste, puesto que se presentara en conjunto con el costo del diseño del sistema de riego presurizado, en el avance n° 3, y que corresponde a los honorarios de los profesionales que participaron en esta labor.

    En la construcción de surcos y acequias se incluyen los costos de maquinaria y mano de obra necesarias para su construcción. Además, se consideró que la velocidad de trabajo del tractor es de 2 km/hr (2.000 m/hr), por lo tanto se trabajan 14.400 metros lineales en 7,2 horas.

  • LITERATURA CITADA

  • BOS, M., REPLAGE, J. y CLEMMENS, A. 1986. Aforadores de caudal para canales abiertos. Holanda, Wageningen. ILRI. 293 p.

    FAJARDO, M. y FAJARDO, P. 1989. Manual de autoinstrucción para obras de riego y drenaje. Santiago, FAO. 341 p.

    GONZÁLEZ, J., HERNANDEZ, J., PEREZ, A. y RODRIGO, J. 1992. Riego Localizado. Madrid, Ediciones Mundi-Prensa. 405 p.

    GUROVICH, L. 1985. Fundamentos y diseño de sistemas de riego. San José, IICA. 433 p.

    ISRAELSEN, O. y HANSEN, V. 1965. Principios y aplicaciones del riego. Madrid, Reverté. 383 p.

    KRAATZ, D. y MAHAJAN, I. 1976. Pequeñas obras hidráulicas. Roma, FAO. 377 p.

    MATAS, J. 1995. Nuevas tecnologías para aumentar la eficiencia del riego superficial. Tesis Ing. Agr. Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Agronomía. 92 p.

    SOCIEDAD QUIMICA Y MINERA DE CHILE. 1993. Agenda del Salitre. Santiago, Editorial Universitaria. 1056 p.

    ZIMMERMAN, J. 1970. El riego. México, Editorial Continental. 604 p.

    * SALGADO, E. 2000. Apuntes de Relación suelo, agua, planta. Universidad Católica de Valparaíso. Facultad de Agronomía.

    * SALGADO, E. Ing. Agr.. M.S.. Ph. D. 2000. Universidad Católica de Valparaíso. Facultad de Agronomía. Comunicación personal.

    * SALGADO, E. Ing. Agr.. M.S.. Ph. D. 1999. Universidad Católica de Valparaíso. Facultad de Agronomía. Comunicación personal.

    * SALGADO, E. Ing. Agr.. M.S.. Ph. D. 1999. Universidad Católica de Valparaíso. Facultad de Agronomía. Comunicación personal.

    23

    15

    42