INGENIERAHIDRULICAYAMBIENTAL,VOL.XXX,No.3,2009Dr.RamnPrezLeira,ProfesorTitular.CIH.Fac.Ing.Civil.CUJAE.Ing.CynthiaBermdezHuete,Recingraduado.CIH.Fac.Ing.Civil.CUJAE.Ing.AmhedLeandroValdsMacas,Recingraduado.CIH.Fac.Ing.Civil.CUJAE.Costos de operacin en los sistemas de riegomecanizado de pivote centralResumen / Abstract INTRODUCCINExisten actualmente en el mundo ms de 10 millonesde hectreas regadas con la tecnologa del pivote central.En Cuba se introducen los primeros pivotes "Fregat" (detraccin hidrulica) en 1977, procedentes de la antiguaURSS, y muy pronto fueuna tcnica aceptada por losproductores y generalizada en todo el pas.Ya enla dcadade 1990se introdujeronen elpasotros modelos de mquinas dotadas de motores elctri-cos las cuales resultaban ms eficientes. La velocidad deestas mquinas supera aproximadamente tres veces alas de accionamiento hidrulico, adems de ser ms lige-ras, ocasionar menos prdidas de agua y presentar me-nor frecuencia de roturas. Por estas y otras diversas ra-zones en la dcada de los 90 se comenz a llevar a cabounproyectosustitucindeestasmquinasdeaccionamiento hidrulicos por las nuevas mquinas dota-das de motores elctricos, aeste proyecto se le llamElectrificaciny el desarrollo del mismo en los ltimoscinco aosha contribuido notablemente al incremento dela eficiencia de operacin de estos sistemas de riego. Alculminar el ao 2006 el rea bajo riego con esta tcnicaascenda a 20 250.52 ha.La correcta seleccin de la longitud y el tipo de emisora colocar en una mquina de pivote central pudiera contri-buir a hacer ms eficiente la operacin de esta tcnica deriego. Basado en esta hiptesis se realiza el presente tra-bajo con los siguientes objetivos: Disear hidrulicamente seis variantes de mquinasde pivote de diferentes longitudes para el riego de los cul-tivos papa y maz. Determinar los costos de operacin (costo energti-co,costodelagua,costodemantenimiento,costodemano de obra) para las todas las variantes definidas, equi-padas con emisores "Spray " y"Rotator".Importantes inversiones ha realizado el pas recientemen-te para elevar el nivel tecnolgico del riego. Las mquinasde pivote central sustentan un peso importante dentro deesas inversiones.Sin embargo,siguen siendo insuficien-tes los estudios y la informacin relacionada con los cos-tos de operacin de estos sistemas de riego. Con el objetivode analizar el comportamiento de los costos de operacinenlas mquinasde pivotecentralbajo diferentescondi-ciones de explotacin se realiza el presente trabajo. Luegodeunanlisisde variantes,losresultadosmuestranunatendencia a la disminucin de los costos de operacin enlamedidaqueaumentaelreavinculadaalsistemaderiegoyunareduccindelosmismosalutilizarmotoreselctricosparabombeoencomparacinconmotoresdecombustininterna.Palabras clave: costos, operacin, riego, pivote central, energa.Important investments have been realized in the country toenhancetechnologicallevelofirrigationpractice.Cen-tralpivotmachineshavebeengivenconsiderableimportanceinthe investments.Nevertheless,studiesandinformation are still insufficient regarding operation costsof these irrigation systems.Analyzing operation costs ofcentralpivotmachinesunderdifferentexploitationconditionsistheobjectiveofthepresentpaper.Afterathorough analysis of alternatives results show a tendencyto reduction of operation costswhen the area associatedto the irrigation system is increased.Also a reduction isobtained when electrical motors are employed instead ofthose of internal combustion.Keywords: cost, operation, irrigation, central pivot, energy.51Donde:CVa = Costo variable anual ($ ha-1 ao-1)Cae = Costo anual de energa consumida ($ ha-1 ao-1)Caw = Costo anual de agua ($ ha-1 ao-1)Cam = Costo anual de mantenimiento ($ ha-1 ao-1)Camo = Costo anual de mano de obra ($ ha-1 ao-1)4.1. Costo anual de la energa consumida.Para la obtencin del costo anual de bombeo se segui-r la siguiente metodologa.1. Clculo de la potencia demandada por la mquina(Pmq):Cs * torMotorreduc Potencia * Torres No.mqP =(3)Donde:Pmq = Potencia demandada por la mquina (kw)Cs=Coeficientedesimultaneidad(Cs=0.7,segnTarjuelo, 2007) (decimal)Para la Mquina de 250 m de longitud se colocaronmotorreductores de baja potencia (0.6 hp) en las dos pri-meras torres y de media potencia (0.75 hp) en las tresltimas torres. 36 rpm (0.6 hp). Vel. = 2,50 m/min 44 rpm (0.75 hp). Vel. = 3,05 m/minParalade350mdelongitudsecolocaronmotorreductores de baja potencia (0.6 hp) en las tres pri-meras torres y de alta potencia (1.2 hp) en las cuatro lti-mas torres. 36 rpm (0.6 hp). Vel. = 2,50 m/min 68 rpm (1.2 hp). Vel. = 4,72 m/minPara 450 m de longitud se colocaron motorreductoresde baja potencia (0.6 hp) en las cuatro primeras torres yde alta potencia (1.2 hp) en las cinco ltimas torres. 36 rpm (0.6 hp). Vel. = 2,50 m/min 68 rpm (1.2 hp). Vel. = 4,72 m/minClculo del consumo elctrico por riego (EE)T *EfmrrmqPEfm * Efb * 102tH * Q* 1.02 EE||.|

\|(((

+||.|

\|= (4)Donde:EE = Consumo elctrico por riego (kw-h)Q = Caudal a la entrada del pivote (L/s)Ht = Carga carga dinmica total (20 m)Efb = Eficiencia de la bomba (decimal), (70%)Efm = Eficiencia del motor (decimal), (90%) Realizar anlisis comparativos de las 12 variantesconformadas (dos fuentes de energa, tres longitudes depivote con dos tipos de emisores) para definir las mejorescondiciones de explotacin y de diseo de un pivote. MATERIALES Y MTODOSEl trabajo propuesto fue conducido en cuatro etapas,que fueron las siguientes:1) Estudio del rgimen de riego de proyecto.Para el clculo del rgimen de riego se utiliz la normaNC:48-46(1987),conlautilizacindelaevapotranspiracindereferenciaenlugardelaevapotranspiracin potencial, debido a la utilizacin delos coeficientesdel cultivo(Kc), segnplantea laFAO(2006).2) Diseo hidrulico del equipo de pivote central.El clculo se realiz para tres longitudes (250m, 350my 450m), con longitudes de tramo de 50 m entre torres. Eldiseo de la tubera porta emisores as como los requeri-mientos de potencia y consumos de energa para cadavariante de pivote fueron realizados segn las metodologaspropuestas por Tarjuelo (2007).3) Volumen bruto de agua.Realizado el balance hdrico de los cultivos, el consu-mo de energa y agua en los riegos pudo ser cuantificadopara el anlisis econmico. Para obtener el volumen brutoanual de agua utilizado para dar los riegos, de acuerdoconlas condicionesde funcionamientoy eficienciadelsistema de riego, fue utilizada la siguiente ecuacin (1):==ndi101000NR * H * 3600 * QVBa (1)Donde:VBai = Volumen bruto de agua consumida en el ao conlos riegos (m3)Q0 = Caudal a la entrada del pivote (L/s)H = Nmero de horas que demora la mquina en dar unavuelta para aplicar un riego (h)NR = Nmero de riegos necesarios para satisfacer lasnecesidades hdricas del cultivod = Decenas4) Clculo de los costos variables.Los costos variables dependen de la operacin del sis-tema. En el clculo de los costos variables anuales deriego, se incluyen los costos de energa, costos de man-tenimiento,loscostosdemanodeobrayelcostodelagua (2). amo am aw ae aC C C C CV + + + =(2)Costos de operacin en los sistemas de riego mecanizado de Pivote Central5253RamnPrezLeira,CynthiaBermdezHueteyAmhedLeandroValdsMacasPmq = Potencia demandada por la mquina (kw)Efmrr = Eficiencia del motoreductor (Efmrr = 0.85)T = Tiempo en que demora la mquina en dar un riego (h)El nmero de horas de funcionamiento al ao (H) se hacalculado para los dos cultivos en anlisis teniendo encuenta el tiempo en que demora la mquina en pasar porun punto para entregar la norma requerida por el cultivo enel rgimen de riego de proyecto y el nmero de riegosnecesarios para cada profundidad radical.Para la obtencin de la energa elctrica consumidapor el sistema motobomba y la mquina de riego durantesu traslacin se realiz una fragmentacin de las horasque demora la mquina en dar un riego para aplicar unanorma determinada.Al concebir las horas de trabajo de la mquina de 15h/da y tratando de no realizar el riego durante el "HorarioPico" (5:00PM hasta las 9:00PM) se empezar a regar apartir de las 10:00PM hasta las 6:00AM que esto equivalea unas 8 horas de trabajo y despus desde las 6:00AMhasta la 1:00PM que seran las 7 horas restantes paracompletar la jornada de trabajo de la mquina, esta frag-mentacin se puede observar en la tabla I.Tabla I. Fragmentacin de las horas de riego en horas - da yhoras - madrugada.kw-h, Consumo Madrugada (10 PM - 6 AM), $ 0.035/kw-hsegn la Resolucin 311 del Ministerio de Finanzas y Pre-cios.Para el caso del motor de combustin interna (Disel)se determin mediante el producto del tiempo en el aopara aplicar el volumen bruto anual de agua para el riegopor el consumo horario de diesel presentado por el motordel conjunto motobomba.==121 mes H * 0.00125 *sC * P Cd (6)Donde:Cd = Consumo de diesel (L-ao-1)P = Potencia del motor (KW)H = Horas de funcionamiento mensual (h)Cs = Consumo especfico del motor diesel (g KW-1 h-1)0.00125 = |Resultado de la utilizacin del peso especficodel Diesel, en este caso (0.80 g*cm-3) para llevar a uni-dad de volumen (L) el producto del consumo energtico yel consumo especfico del motor diesel.4.2. Costo anual del agua.Para analizar el valor del agua de riego se multiplico laecuacin 2.20 por la tarifa de $ 9.30 al ao por cada L/s decapacidad instalada en uso (aprobado por la ResolucinP-6-2000 del MFP) para el riego y abasto animal con aguasubterrnea.Al considerar que la tarifa vigente en la Resolucin P-6-2000 del MFP el cobro del agua se realiza por capaci-dad instalada al ao y en la misma no hay una valoracinreal del consumo del agua, se decidi realizar el anlisisde este costo suponiendo dos tarifas no reglamentadascon el objetivo de obtener los resultados ms lgicos parael anlisis: $ 0.01/m3 y $ 0.05/m3.4.3. Costo anual de mantenimiento.El costo de mantenimiento corresponde al costo anualnecesario para mantener el bien capital en condiciones deuso, vara en funcin delnmero de horas anuales deoperacin en dependencia de la recomendacindel fabri-cante.100PS * TCmam= (5)Donde:Cam = Costo anual de mantenimiento ($ ao-1)Tm = Tasa anual de mantenimiento. Tabla II (Para el cl-culo se tom el valor medio)PS = Precio de adquisicin e instalacin del equipamientode riego ($)Cultivo t (h/riego)*t Da (h)t Madrugada(h)Papa33.1041.7148.4414.017.7121.019.1024.027.44Maz42.6185.91103.5818.6137.9147.5824.048.056.0 Tiempo en que demora el pivote en dar un riegopara la norma a entregar.Con el valor del consumo elctrico por riego de la m-quina se calcula el costo de la energa elctrica multipli-cando el resultado de la ecuacin (4) por las tarifas elc-tricas correspondientes a cada horario establecido de rie-go.Elctrica Tarifa * EE Cae=(5)Donde:Cae = Costo anual de energa elctrica consumida ($)EE = Consumo elctrico por traslacin de la mquina(kw-h)Tarifa Elctrica = Consumo Da (6 AM - 5 PM), $ 0.063/54Costos de operacin en los sistemas de riego mecanizado de Pivote CentralTabla II. Vida til y tasas de mantenimiento expresadas en porcenta-jedelvalorinicial(%Vi)delosprincipalescomponentesdeunsistema de riego de pivote central.HI = Horas de trabajo necesarias por hectreas y por rie-gos realizados(h ha-1 riego-1)S = Salario por horas ($ 1.4323 horas-1) RESULTADOS Y DISCUSINDeterminacin del rgimen de riego de proyecto para elao de riego analizado. A partir de la metodologa expuesta en la NC: 48-46,(1987), citado en el captulo anterior se calcul el rgimende riego para los dos cultivos que componen el ao deriego (papa y maz). Un resumen de los resultados paralos cultivos de la papa y el maz se puede apreciar en latabla III.Como se aprecia la norma total neta de ambos cultivosson de 3222y 1535 m3/ha respectivamente, para un totalde 20 riego en el cultivo de la papa y 8 para el del maz.Tabla III- Resultado del rgimen de riego de proyecto para el ao deriego.Componente del sistemade riego.Vida til(aos)Tm*(% Vi)AspersoresFijos7-10 5.0-8.0BombaCentrfuga16-25 3.0-5.0Estacin de Bombeo(estructura)20-40 0.5-1.5Motor Disel 10-20 5.0-8.0Motor Elctrico 20-25 1.5-2.5Tuberade acero galvanizado superficial10-20 1.0-2.0El precio de adquisicin e instalacin del equipamientode riego (Mquina de riego, equipo de fertirrigacin, equi-po motobomba, cabezal de engrane, transmisin, pizarraelctrica) se adquiri a travs de la base de dato de laEmpresa Nacional Proyectos Agrcolas (ENPA).Para poder establecer comparaciones se ha calculadoel costo anual de mantenimiento (Cam, en $ ha-1 ao-1)por unidad de superficie.4.4 Costo anual de mano de obra.En el clculo del (Camo); se considera el salario mediomensual pagado al trabajador rural, el nmero de horas detrabajo necesarios por hectreas y por riegos realizadossegn la expresin (6).{ }==aHI * S C1 regados dasamo(6)Donde:Camo = Costo anual de mano de obra ($ ha-1 ao-1)En la tabla IV se refleja el diseo del ramal de riegopara las tres longitudes de mquinas en anlisis, coinci-diendo con Tarjuelo (2007) que expresa que para longitu-des menores de 300 m se utiliza dimetros de 4 pulga-das, y para los laterales de gran longitudes se empleatuberas de 8 pulgadas en un primer tramo y 6en unsegundo tramo, estos tramos deben ir al 50% de la longi-tud total.Tabla IV- Diseo de la tubera telescpica.(pulgadas)Longitud(m)250 m 4 250350 m64250100450 m862502000 0 1 3 4 8 299 1535 MazAgo Jul. Jun. May. Abr.5 7 6 2 20 180 3222 PapaMar. Feb. Ene. Dic.Distribucin de los riegos. No. Total de riegoNorma parcial neta (m3/ha)Norma Total neta (m3/ha)Cultivo0 0 1 3 4 8 299 1535 MazAgo Jul. Jun. May. Abr.5 7 6 2 20 180 3222 PapaMar. Feb. Ene. Dic.Distribucin de los riegos. No. Total de riegoNorma parcial neta (m3/ha)Norma Total neta (m3/ha)Cultivo* Tasa de Mantenimiento. Fuente: Zocoler, (2003).55RamnPrezLeira,CynthiaBermdezHueteyAmhedLeandroValdsMacasLas caractersticas mecnicas (potencia de los moto-res de accionamientos de cada torre) de las mquinasinfluyen en el tiempo mximo que demorarn en dar lanorma mnima. Mientras que para el tiempo mnimoquepuede tardar la mquina en dar una vuelta completa setiene en cuenta la pluviosidadmxima para que no ocurraescurrimiento.Diseo hidrulico de las seis variantes de pivote consi-deradas.En la tabla V se ofrece un resumen de los principalesparmetros hidrulicos para cada una de las variantes de250 m 350 m 450 mS R S R S RCaudal(l/s) 23.20 45.48 75.18Presin (m) 31.24 33.24 31.95 33.95 35.07 37.07Potencia requerida(kw)18.32 19.03 36.40 37.80 63.78 66.10diseo. Como se puede observar el caudaldepende de lalongitud del pivote y no depende del tipo de emisor que seutilice. A diferencia de ello la presin se incrementa con lautilizacin de emisores "Rotator" ya que estos dispositi-vos requieren de una mayor presin de trabajo para sufuncionamiento. Tambin se puede apreciar que el incre-mento de la potencia requerida se produce en una magni-tud superior al incremento de la presin para diferenteslongitudes de pivote.Tabla V- Parmetros hidrulicos para las tres longitudes de mquina(250 m, 350 m y 450 m) y los dos emisores en anlisis: Spray (S) yRotator (R).Anlisis de los resultados del Costo de Energa.Las tablas VI y VII muestran los resultados de costode energa diurno y nocturno para los cultivos de papa ymaz respectivamente. Los rangos de costo por consu-mo de energa para el cultivo de la papa varan de 43.29 a46.60 $/ha y para el cultivo del maz de 20.22 a 21.68 $/ha. Esta diferencia entre el cultivo de la papa y el maz esdebido a las horas totales de trabajo de la mquina endependencia al nmero de riego correspondiente a cadacultivo.Los resultados que se muestran en la tabla VIII resu-men los costos de energa asociados al bombeo y al mo-vimiento de traslacin de la mquina para las diferentesvariantes analizadas con consumo elctrico y disel. Sepuede apreciar un ligero incremento en los costos totalespara las variantes con dispositivos "Rotator". Este incre-mento est en el orden de 3.36 % superior al consumo deenerga que se produce al empleo de dispositivo "Spray".El rango de costo total para los dispositivos "Spray" esten el orden de 63.52 a 66.03 $/ha y para el "Rotator" de65.76 a 68.27 $/ha, con lo que se evidencia un ligero in-cremento de estos costos asociadas a la longitud de lasmquina. Dadas las bajas tarifas segn la legislacin vi-gente para el cobro de la energa elctrica resulta despro-porcionado el peso que tiene este costo dentro de los cos-tos de operacin anuales. Esto provoca que en Cuba esteindicador sea poco valorado por los productores dentro delos costos variables.Tambin resulta evidente el incremento del costo al uti-lizar energa diesel en comparacin con la elctrica.Tabla VI- Resultados de los costos de energa para el cultivo de laPapa.250 m 350 m 450 mSpray Rotator Spray Rotator Spray RotatorTarifaelctrica(Diurna) $ 0.063/kw-h488.87 505.97 967.60 1001.12 1649.04 1704.45(Nocturna) $ 0.035/kw-h361.00 373.63 714.51 739.26 1217.71 1258.62Total horas (h)867.06 867.06 867.06Consumo de energa (kw-h)*7759.85 8031.31 15358.73 15890.79 26175.28 27054.80Consumo de energa (kw-h)**10314.23 10675.04 20414.50 21121.69 34791.62 35960.65Costo Total(pesos)849.87 879.60 1682.11 1740.38 2866.75 2963.07(pesos/ha)43.29 44.81 43.73 45.24 45.08 46.60Incremento de los Costos Totales del Rotator vs Spray (%) 3.3 3.3 3.356Costos de operacin en los sistemas de riego mecanizado de Pivote Central* Consumo de Energa en el Da. ** Consumo de Ener-ga en la Madrugada.TablaVII-ResultadosdeloscostosdeenergaparaelcultivodelMaz.250 m 350 m 450 mSpray Rotator Spray Rotator Spray RotatorTarifa elctrica (Diurna) $ 0.063/kw-h233.87 242.26 466.83 483.27 784.84 812.00(Nocturna) $ 0.035/kw-h163.13 168.98 325.63 337.10 547.45 566.40Total horas(h)531.75 531.75 531.75Consumodeenerga(kw-h)* 3712.27 3845.35 7410.04 7670.87 12457.77 12888.95Consumodeenerga(kw-h)**4661.00 4828.09 9303.80 9631.30 15641.57 16182.94Costo Total (pesos)397.01 411.24 792.47 820.36 1332.29 1378.41(pesos/ha)20.22 20.95 20.60 21.32 20.95 21.68Incrementode los CostosTotales del Rotatorvs Spray(%)3.5 3.4 3.4* Consumo de Energa en el Da. ** Consumo de Ener-ga en la Madrugada.Tabla VIII- Resultados de los costos de energa para el ao de riego(bombeo elctrico).250 m 350 m 450 mSpray Rotator Spray Rotator Spray RotatorCosto Total Anual (pesos)1246.88 1290.84 2474.57 2560.74 4199.044341.48(pesos/ha) 63.52 65.76 64.32 66.56 66.03 68.27I ncremento de los Costos Totales del Rotator vs Spray (%)3.4 3.4 3.3(bombeo con Disel).250 m 350 m 450 mSpray Rotator Spray Rotator Spray RotatorCosto Total Anual(pesos) 5281.12 5489.33 10922.87 11285.20 18921.87 19599.86(pesos/ha) 269.03 279.64 283.93 293.35 297.56 308.22Incremento de los Costos Totales del Rotator vs Spray (%)3.8 3.2 3.557RamnPrezLeira,CynthiaBermdezHueteyAmhedLeandroValdsMacasResulta evidente que al comparar los costos totalespor hectrea con las dos fuentes de energa empleadaspara el bombeo (elctrica y diesel) se consigue un ahorroen los costos del 22.8 % como promedio.De ah que resulte evidentela conveniencia de em-plear la energa elctrica en la explotacin de los pivotes.Anlisis de los resultados del Costo del Agua.En las tablas IX y X se aprecian los resultados de laaplicacin de las tres tarifas para los dos cultivos y longi-tudes de pivote en anlisis, mostrndose en la tabla XIlos costos totales de agua de todo el ao de riego.Como se pudo observar el consumo total de agua parael cultivo de la papa fue de 3690.33 m3/ha. Este valorresultanotablementeinferioralresultadoobtenidoporDuarte (2008) en similar estudio efectuado para el cultivode la papa regado por un pivote elctrico en la provinciade Ciego de vila donde obtuvo un consumo total de 5831.7m3/ha. Sin embargo el resultado de este estudio concuer-da con Blanco y Pia (2005) donde determinaron que losconsumos reales de agua para ocho mquinas de pivoteque regaban en la provincia La Habana oscilaron entre2943 y los 3923 m3/ha durante todo el ciclo del cultivo.Para el cultivo del maz el consumo total de agua parael nmero de riego necesario comprendido dentro del pe-rodo vegetativo es de 1751.44 a 1751.74 m3/ha.Tabla IX- Resultados de los costos de agua para el cultivo de la Papa.250 m 350 m 450 mTarifa agua Spray Rotator Spray Rotator Spray RotatorCosto Agua$ 9.30/ao 215.76 422.96 699.17$ 0.01/m3 724.17 1419.62 2346.68$ 0.05/m33620.84 7098.10 11733.40Volumen total (m3) 72416.85 141961.99 234668.06Costo Total(pesos)724.17 1419.62 2346.68(m3/ha) 3689.09 3690.20 3690.33(pesos/ha) 36.89 36.90 36.90Tabla X- Resultados de los costos de agua para el cultivo del Maz.250 m 350 m 450 mTarifaagua Spray Rotator Spray Rotator Spray RotatorCosto Agua$ 9.30/ao 215.76 422.96 699.17$ 0.01/m3 343.81 673.83 1113.93$ 0.05/m3 1719.04 3369.17 5569.66Volumen total (m3) 34380.83 67383.36 111393.12Costo Total(pesos) 343.81 673.83 1113.93(m3/ha) 1751.443 1751.582 1751.740(pesos/ha) 17.51 17.52 17.52Tabla XI- Resultados de los costos de agua para el ao de riego.250 m 350 m 450 mSpray Rotator Spray Rotator Spray RotatorConsumoTotal Anual(pesos) 1067.98 2093.45 3460.61(m3/ha) 5440.53 5441.78 5442.07(pesos/ha) 54.42 54.42 54.4258Costos de operacin en los sistemas de riego mecanizado de Pivote CentralSe puede apreciar que el costo del agua por hectreacon respecto a las longitudes de las mquinas analizadascomo unvalor constante. Esto sedebe a quepara unmismo hidromdulo se mantiene el caudal instalado di-rectamente proporcional al rea bajo riego.Anlisis de los resultados del Costo de Mantenimiento.En la tabla XII se pueden apreciar los costos de man-tenimiento para cada componente del sistema de riego.Estos resultados se obtuvieron a partir del producto delos costos de inversin y la tasa de mantenimiento asig-250 m 350 m 450 mElemento Spray Rotator Spray Rotator Spray RotatorPivote 1446.77 1446.77 1902.941902.942292.192292.19Bomba389.23 389.23 511.81 511.81 697.74 697.74Motor 36.39 36.39 47.25 47.25 101.09 101.09Modulo aspersin 107.64 259.83 151.74 366.27 194.54 469.58Pizarra 24.89 24.89 29.24 29.24 39.53 39.53Caseta 125.05 125.05 125.05 125.05 125.05 125.05TOTAL 2129.96 2282.15 2768.022982.553450.153725.19nadas a cada uno de los componentes. Teniendo en cuentaque los costos de inversin por hectrea disminuyen amedida que la longitud de la mquina es mayor, coinci-diendo con Tarjuelo (2007), se obtiene como resultado quelos costos de mantenimiento sean tambin altos a medi-da que la longitud de la mquina sea menor, tal y como semuestra en la tabla XIII donde se aprecia adems la ten-dencia a la disminucintanto para el incremento de lalongitud como para el tipo de emisor que se emplee.Tabla XII- Costo de Mantenimiento de cada componente del sistemade riego para las diferentes longitudesLoscostosporconceptodeMantenimientodelospivotes oscilaron en el rango de 54.26 a 116.26 $/ha (Ta-bla XIII), mostrndose un incremento del costo cuando seemplea"Rotator" en comparacin con el "Spray" varian-do en un 7.6 % como promedio. Esto se debe al elevadoprecio de adquisicin de dicho emisor en el mercado (27.63Euros cada unidad). Tabla XIII- Resultados de los costos de mantenimiento para los dostipos de emisores empleados.250 m 350 m 450 mSpray Rotator Spray Rotator Spray RotatorInversininicial64417.16 67460.94 82185.51 88838.38 106748.51 112249.31CostoTotal Anual (pesos) 2129.96 2282.15 2768.02 2982.55 3450.15 3725.19(pesos/ha) 108.51 116.26 71.95 77.53 54.26 58.58Incremento de los Costos Totales del Rotator vs Spray (%)7.1 7.7 8.0Anlisis de los resultados del Costo de Mano de Obra.El costo de mano de obra depende del nmero de ho-ras de trabajo total de la mquina en todo el ao de riego,y este a su vez del rgimen de riego de cada cultivo (ta-blas XIV y XV).El resumen de los costos totales se observa en la ta-bla XVI donde los mismos estuvieron en el rango de 102.06y 31.51 pesos/ha.Tabla XIV- Resultados de los costos de mano de obra para el cultivode la Papa.250 m 350 m 450 mSpray Rotator Spray Rotator Spray RotatorTarifa horaria $ 1.43230/h 1241.89 1241.89 1241.89Total horas (h) 867.06 867.06 867.06SalarioTotal(pesos) 1241.89 1241.89 1241.89(pesos/ha) 63.26 32.28 19.5359RamnPrezLeira,CynthiaBermdezHueteyAmhedLeandroValdsMacasTabla XV- Resultados de los costos de mano de obra para el cultivo de Maz.250 m 350 m 450 mSpray Rotator Spray Rotator Spray RotatorTarifa horaria $ 1.43230/h 761.63 761.63 761.63Total horas (h) 531.75 531.75 531.75Salario Total(pesos) 761.63 761.63 761.63(pesos/ha) 38.80 19.80 11.98Tabla XVI- Resultados de los costos de mano de obra para el ao de riego.250 m 350 m 450 mSpray Rotator Spray Rotator Spray RotatorCosto Total Anual(pesos) 2003.52 2003.52 2003.52(pesos/ha) 102.06 52.08 31.51Anlisis de los costos totales de operacin.En la tabla XVII se aprecia que el costo por hectreadisminuye a media que aumenta la longitud de la mqui-na. El uso de un emisor determinado solo influye en elcosto de energa debido solamente al ligero aumento depresin requerida por cada uno de ellos y en el costo demantenimiento del "Rotator" que es un 7.1 % superior queel dispositivo "Spray" debido al alto costo de adquisicinde los componentes del emisor por la complejidad tcnicadel mismo. Tabla XVII- Relacin de costos variables totales para las diferenteslongitudes de pivote y emisores de riego analizados.250 m 350 m 450 mSpray Rotator Spray Rotator Spray RotatorCosto de Energa 1246.88 1290.84 2474.57 2560.74 4199.04 4341.48Costo de Agua 1067.98 1067.98 2093.45 2093.45 3460.61 3460.61Costo de Mantenimiento 2129.96 2287.58 2768.02 3020.85 3450.15 3737.45Costo de Mano de Obra 2003.52 2003.52 2003.52 2003.52 2003.52 2003.52Total 6448.33 6649.91 9339.56 9678.56 13113.32 13543.06$/ha 328.49 338.76 242.78 251.59 206.22 212.97Figura 1 Tendencia de los costos total de operacin conrespecto a la longitud de la Mquina.60Costos de operacin en los sistemas de riego mecanizado de Pivote CentralRecibido:Octubredel2009Aprobado:Noviembredel2009En la figura 1 se observa que el comportamiento de loscostos de operacin disminuye al aumentar el rea deriego.Si se comparan los tantos por ciento obtenidos decada indicador, con los valores obtenidos en un estudiosimilar anterior realizado por Alves, (2005) para el cultivode la caa de azcar en Brasil se tienen los siguientesresultados (tabla XVIII).Ntese la gran diferencia existente en comparacin alestudio de Alves, (2005), entre los valores de costo deenerga, costo de mantenimiento y costo de mano de obralos cuales difieren en 39.95, 9.03 y 28.09 % respectiva-mente; mientras hay cierta similitud en los valores de costode aguaque difierenen menosdel 5%. Esnecesariocomentar que lagran diferencia existente en los costosde energa se debe a que en el pas la energa elctricaperteneciente a la agricultura se encuentra subsidiada porel estado.Tabla XVIII- Comparacin de diferentes casos de estudio.Costonerga(%)Costo Agua (%)Costo Mantenimiento (%)CostoManode Obra (%)lves, P. (2005) 59.32 13.47 24.7 2.5Caso de estudio en Cuba (2008) 19.37 16.31 33.73 30.59Diferencia - 39.95 +2.84 +9.03 +28.09 CONCLUSIONES1. El diseo hidrulico de las 6 variantes de pivote quese realizaron para este estudio (3 longitudes con 2 tiposde emisores) permiti conocer que el incremento de pre-sin y potencia requerida en la estacin de bombeo estu-vo ms influenciado por el aumento de la longitud del pi-vote que por el tipo de emisor. Por otra parte el caudalpermanece exclusivamente condicionado a la longitud delpivote. Tambin fue evidente que el incremento de la po-tencia requerida se produce en una magnitud superior alincremento de la presin para diferentes longitudes de pi-vote.2. Dadas las bajas tarifas segn la legislacin vigentepara el cobro de la energa elctrica resulta desproporcio-nado el peso que tienen estos costos dentro de los cos-tos de operacin anuales. Esto provoca que, a diferenciadel peso que tiene el consumo de energa dentro de loscostosvariables delriego(45 al70%)en Cubaestosindicadores sean poco valorados por los productores den-tro de los costos variables.3. El resultado de los costos anuales de operacin pro-medio que se obtuvo para las diferentes longitudes depivote analizadas estuvo en el rango de (209.60 a 333.63pesos/ha), manifestndose una tendencia decreciente deeste indicador en la medida que se incrementa la longituddel pivote y con ello el rea de riego.4. El peso que cada costo individual tiene dentro de loscostos variables anuales se sucede en el siguiente orden:Costo de mantenimiento (33.73 %), Costo de mano deobra (30.59 %), Costo de energa (19.37 %), Costo deagua (16.31 %).5. De las tres longitudes analizadas se puede concluirque la longitud de la mquina que garantiza una operacinms eficiente es la de 450 m con un costo de operacintotal de 209.60 $/ha.6. Se pudo determinar que los costos variables anua-les se incrementan al utilizar emisores tipo "Rotator" enun 3.36 % con respecto a iguales condiciones de riegopero con emisores tipo "Spray". Esto sugiere realizar unanlisis ms profundo para determinar el posible incre-mento de la uniformidad de riego y con ello de los rendi-mientos asociados al uso decada tipo de emisor paradefinir el ms recomendable a emplear desde el punto devista econmico.7. Resulta evidente que al comparar los costos totalespor hectrea con las dos fuentes de energa empleadaspara el bombeo (elctrica y diesel) se consigue un ahorroenloscostosdel22.8%comopromedio.Deahqueresulte evidente la conveniencia de emplear la energaelctrica en la explotacin de los pivotes. REFERENCIAS1. Blanco, C. J.; Pia, G. N. Estudio sobre la calidad y elrgimen de riego de explotacin de los pivotes en laE.C.V "Miguel Sonera Ros" durante el cultivo de lapapa. Tesis presentada en opcin al ttulo de IngenieroHidrulico. Ciudad de la Habana.2005.2. FAO. Series Riego y Drenaje (56). Gua para la determi-nacindelasnecesidadeshdricasdeloscultivos,Roma. 2006.3. Ministerio de Finanzas y Precios. Resolucin P-6. Ciu-dad de la Habana. 2000.4. Norma Cubana 48 - 46. Rgimen de riego de proyecto:Mtodo de clculo. 1987.5. Rey G., R y De la Oz. I.Manual del rgimen deriegopara los principales cultivos de Cuba. 1979.6. Tarjuelo, J. M. El riego por aspersin y su tecnologa.Editorial Mundi-Prensa. 3ra Edicin, 200-491, 2007.7.Zocoler,J.L.Anliseeconmicadesistemasdeirrigao. In: MIRANDA, J.H.; PIRES, R.C.M. Irrigao.Jaboticabal: Funep, (Srie Engenharia Agrcola, 2) 653-703, 2003.