EL RIEGO

EL RIEGO

I.CONCEPTORiego, es la aportacindeaguaa la tierra por distintos mtodos para facilitar el desarrollo de las plantas. Se practica en todas aquellas partes del mundo donde las precipitaciones no suministran suficiente humedad al suelo o bien donde se quieren implantar cultivos de regado. En las zonas secas, el riego debe emplearse desde el momento en que se siembra el cultivo. En regiones de pluviosidad irregular, se usa en los periodos secos para asegurar las cosechas y aumentar el rendimiento de stas. Esta tcnica ha aumentado notablemente la extensin de tierras cultivables y la produccin de alimentos en todo el mundo.

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El riego, tambin se define como la aplicacin artificial de agua al suelo, para reponer en ste la falta de humedad, producto de una precipitacin insuficiente que no compensa la evapotranspiracin de los cultivos.

El objetivo del riego tirar como OBJETIVO abastecer de agua al suelo, en la poca, cantidad y con el mtodo ms apropiado; con el propsito de satisfacer el dficit de humedad en el suelo, crear las condiciones optimas para el normal desarrollo de los cultivos y obtener mximos rendimientos.

II.IMPORTANCIA DEL RIEGO EN LA PRODUCCIN AGROPECUARIAEl clima es el nico factor de la produccin que no ha podido ser controlado por el hombre, pero el riego permite corregir en gran medida al clima, eleva la eficiencia de los fertilizantes y adems permite la utilizacin de variedades de gran capacidad de produccin. Adems permite la obtencin de ms cosechas por ao en una misma parcela.El riego es una prctica muy antigua que se origin alrededor de los aos 5000 A.C en Egipto, Mxico, Irn, Espaa, Per, China, Inglaterra y Sur de Estados Unidos. De sta manera las tcnicas de riego tienen una amplia trayectoria, pero es importante rescatar que, nicamente la tcnicas desarrolladas en los ltimos 50 aos han establecido criterios y procedimientos para racionalizar la prctica de reposicin de agua al suelo, mediante un adecuado acondicionamiento de las tierras, manejo del suelo y agua y el empleo de equipos que permitan lograr altas eficiencias de aplicacin y distribucin de agua.

III. RELACION SUELO AGUA PLANTA3.1.El Agua

La vida est ntimamente asociada al agua, muy especialmente en su estado lquido y su importancia para los seres vivos es consecuencia de sus propiedades fsicas y qumicas exclusivas.La disposicin espacial de los tres tomos que constituyen su molcula, con la consiguiente polaridad de sus cargas elctricas, facilitan mucho la disolucin en agua de otras sustancias. El agua es un medio excepcional de reaccin en el que las molculas de otras sustancias pueden moverse, chocar entre s y reaccionar qumicamente

Su alto calor especfico (energa calorfica requerida para elevar la temperatura de una sustancia en un valor determinado). Le confiere una considerable estabilidad trmica, propiedad que transmite a los sistemas complejos de los que forma parte, tales como clulas y rganos de los seres vivos, contribuyendo a su regulacin trmica.Su elevado calor latente de vaporizacin (energa necesaria para separar molculas desde una fase lquida y moverlas hacia una fase gaseosa, a temperatura constante). Buena parte de la energa recibida por un sistema que contenga agua se emplea en su evaporacin, y no se traduce en un aumento de la temperatura. Para el agua a 25 C, este valor es el ms alto conocido (10.5 kJ mol-1) para un lquido.

Elevada cohesin y tensin superficial. La gran cohesin existente entre las molculas de agua es debida a la presencia de los puentes de hidrgeno. La interaccin entre las molculas de agua y una superficie (pared celular, por ejemplo) se denomina adhesin. Se ponen de manifiesto en los fenmenos de capilaridad e interaccin con superficies slidas.

El agua es un disolvente para muchas sustancias tales como sales inorgnicas, azcares y aniones orgnicos y constituye un medio en el cual tienen lugar todas las reacciones bioqumicas. El agua, en su forma lquida, permite la difusin y el flujo masivo de solutos y, por esta razn, es esencial para el transporte y distribucin de nutrientes y metabolitos en toda la planta. Tambin es importante el agua en las vacuolas de las clulas vegetales, ya que ejerce presin sobre el protoplasma y pared celular, manteniendo as la turgencia en hojas, races y otros rganos de la planta. El agua, que es el componente mayoritario en la planta ( 80-90% del peso fresco en plantas herbceas y ms del 50% de las partes leosas) afecta, directa o indirectamente, a la mayora de los procesos fisiolgicos Una planta necesita mucha ms agua que un animal de peso comparable. En un animal, la mayor parte del agua se retiene en su cuerpo y continuamente se recicla. En cambio, ms del 90% del agua que entra por el sistema de races se desprende al aire en forma de vapor de agua. Esta prdida de agua en forma de vapor recibe el nombre de transpiracin.La transpiracin es una consecuencia necesaria al estar los estomas abiertos para que la planta capte el dixido de carbono necesario para la fotosntesis, aunque el precio que paga la planta es alto. Por ejemplo, una sola planta de maz necesita entre 160-200 litros de agua para crecer desde la semilla hasta que se cosecha, y 1 ha de terreno sembrada con maz consume casi 5 millones de litros de agua por estacin. El eclogo ingls H. L. Harper describe la planta terrestre como una mecha que conecta el agua del suelo con la atmsfera.Los cultivos utilizan alrededor de 300 Kg de agua / Kilogramo de materia seca producida.De toda el agua absorvida slo el 1% queda retenida en los tejidos de las plantas, sta fraccin es muy importante, una pequea variacin puede ser la diferencia entre una planta raqutica y una planta vigorosa; una produccin baja y una produccin abundante.3.2.La Evapotranspiracin

La TRANSPIRACIN, es la prdida de agua desde el cuerpo de la planta

La EVAPORACION, es la prdida de agua desde el suelo hmedo o agua lquida depositada sobre la planta; estas prdidas de agua provienen de fuera de la planta.El proceso de prdida de agua por EVAPORACION y TRANSPIRACIN se denomina EVAPOTRANSPIRACIN (Prdida de vapor de agua desde un campo cultivado)

3.3.Absorcin Del Agua Por Las PlantasLa absorcin de agua consiste en su desplazamiento desde el suelo hasta la raz, y es la primera etapa del flujo hdrico en sistema continuo suelo-planta-atmsfera. Se acepta, que el movimiento del agua desde el suelo al aire, a travs de toda la planta, se puede explicar sobre la base de la existencia de gradientes de potencial hdrico a lo largo de la va. Se producir de modo espontneo si ( en la raz es menor que ( suelo.La atmsfera de los espacios intercelulares del parnquima lagunar del mesfilo foliar (en las hojas) est saturada de vapor de agua, mientras que el aire exterior rara vez lo est, por lo que el vapor de agua se mueve desde el interior de la hoja al exterior siguiendo un gradiente de potencial hdrico. Este proceso, denominado transpiracin, es la fuerza motriz ms importante para el movimiento del agua a travs de la plantaLas plantas para compensar las perdidas de agua debido a la transpiracin, absorben el agua desde el suelo.

El estatus de energa comnmente se expresa en trminos de potencial de agua. El Potencial del agua puede ser interpretado como la habilidad almacenada para hacer un trabajo por unidad de volumen de agua.

En el sistema suelo-planta el movimiento del agua es positivo: El agua se mueve de un sitio donde el potencial es alto hacia donde es bajo. Mientras mas abrupta es la cada del potencial, mayor ser el movimiento del agua

Otro factor que afecta la tasa de movimiento del agua es conocido como CONDUCTANCIA, la cual se ve afectada por: la densidad de races, tamao de los poros, volumen del suelo y contenido de agua en el suelo.

Una densidad de races mayor, aumenta la conductancia

El secado del suelo hace decrecer la conductancia

Ciertos patgenos pueden hacer decrecer la conductancia por el bloqueo del xilema

Para incrementar la absorcin de agua, las plantas deben incrementar la gradiente del potencial. A travs de la transpiracin las plantas pierden agua en las hojas, y de sta manera logran incrementar la gradiente del potencial del suelo a la raz y de la raz a las hojas, y como resultado se aumenta la absorcin.3.3.1.Trayectoria del agua en la razEl sistema radical sirve para sujetar la planta al suelo y, sobre todo, para encontrar las grandes cantidades de agua que la planta requiere.El agua entra en la mayora de las plantas por las races, especialmente por los pelos radicales, situados unos milmetros por encima de la caliptra. Estos pelos, largos y delgados poseen una elevada relacin superficie/volumen y, pueden introducirse a travs de los poros del suelo de muy pequeo dimetro. Los pelos absorbentes incrementan de esta manera la superficie de contacto entre la raz y el sueloDesde los pelos radicales, el agua se mueve a travs de la corteza, la endodermis (la capa ms interna de la corteza) y el periciclo, hasta penetrar en el xilema primario. Este movimiento estar causado por la diferencia de ( entre la corteza de la raz y el xilema de su cilindro vascular, y el camino seguido estar determinado por las resistencias que los caminos alternativos pongan a su paso. Hay que distinguir dos caminos alternativos : el simplasto (conjunto de protoplastos interconectados mediante plasmodesmos) y el apoplasto (conjunto de paredes celulares y espacios intercelulares)En general, se considera que el apoplasto formado principalmente por celulosa y otras sustancias hidrfilas, presenta una menor resistencia al paso de agua que el simplasto, en el que abundan lpidos, sustancias hidrfobas, orgnulos y partculas que aumentan la viscosidad del medio. El camino que siguen el agua y los solutos. en la planta puede ser apoplstico o simplstico, o una combinacin de ambos. Pero se piensa que el agua discurre en la raz mayoritariamente por el apoplasto mojando paredes y espacios intercelulares

IV. EL AGUA EN EL SUELO

El suelo es un sistema poroso formado de infinidad de partculas slidas de diferentes tamaos y composicin qumica.

Los espacios que dejan estas partculas estn ocupados en parte por aire y en parte por aguaEn el (suelo (Potencial hdrico del suelo) el componente que ms influye es el (m debido a las fuerzas de adsorcin que aparecen en las superficies de contacto entre las partculas del suelo y el agua capilarAgua gravitacional: agua que se infiltra por gravedad a las capas profundas.Agua capilar: agua que permanece retenida por las partculas del suelo. Es la que permanece disponible para ser absorbida por las races, aunque tambin puede evaporarseCuando un suelo saturado de agua ha perdido su fraccin de agua gravitacional pero conserva toda el agua capilar se dice que se encuentra en Capacidad de Campo. La capacidad de campo tambin se define como la mxima cantidad de agua que el suelo puede retener en contra de las fuerzas de la gravedad.Punto de Marchitamiento Permanente (PMP): Cantidad de agua capilar que ya no puede ser absorbida por las races. Cuando el suelo llega a ste punto las plantas pierden turgencia y ya no se reponen.El suelo Como Almacn de Agua

Mediante el riego se persigue restituir al suelo la cantidad de agua consumida y darle as al cultivo adecuadas condiciones de humedad, a fin de maximizar la produccin. El suelo almacena el agua entre sus puntos de Capacidad de campo (CC) y Marchites Permanente.

El almacenamiento de agua en el suelo y su racional distribucin en la zona de races es muy importante para el manejo de los cultivos. El contenido de humedad del suelo se puede expresar de diferentes maneras:4.1.1. Contenido de humedad en base a masa ( masa)

masa = ( masa del agua / masa del suelo seco ) * 100

4.1.2. Contenido de humedad en base a volumen ( volumen) volumen = (Volumen del agua / Volumen total del suelo) * 100

El contenido de humedad expresado en volumen, tambin se puede determinar mediante la siguiente relacin. volumen = masa(%) * Da

4.1.3. Contenido de humedad expresado en lmina de aguaLam = masa (%) * Da * ProfDONDELam = Contenido de humedad en lmina (mm)

Prof = Profundidad del suelo donde se quiere evaluar la humedad

masa = Contenido de humedad expresado en maso (%)

Da = Densidad aparenteEl contenido de humedad que tenga un suelo en determinado momento no es un indicador suficiente para expresar su respectivo estado de disponibilidad para las plantas; es por ello que el contenido de humedad para ser usado en el riego se debe definir en base a trminos energticos.La cantidad de agua disponible en el suelo que puede ser utilizada por las plantas est comprendida entre el rango de humedad a capacidad de campo (CC, 0,33 bares) y el punto de marchites permanente (PMP 15 bares). Si se mantuviere el contenido de humedad del suelo en niveles mayores que capacidad de campo, se corre el riego que la falta de aire en el suelo sea un factor limitante para el desarrollo de las plantas. Mientras que a niveles cercanos al Punto de Marchites Permanente se producirn daos irreversibles al cultivo. La lmina de agua aprovechable en un suelo se clcula con la siguiente ecuacin:LAA = (CC PMP) * Da * Pr

DONDE:

LAA = Lmina de agua aprovechable (mm)

CC = Capacidad de Campo

PMP = Punto de Marchites Permanente

Da = Densidad aparente

Pr = Profundidad radicular o profundidad del suelo (mm)

Clasificacin del agua Contenida en el Suelo

El agua contenida en el suelo se clasifica fsica y Biolgicamente de la siguiente manera:4.2.1 Clasificacin Fsica

a) Agua Libre o de percolacin

Agua por encima de capacidad de campo

Agua retenida entre 0,1 y 0,3 Atm de presin

Agua indeseable o removida por el drenaje

Se mueve por las fuerzas de la gravedad

Los nutrientes son lavados por el agua

b) Agua de Capilaridad

Agua contenida entre capacidad de campo y el coeficiente higroscpico

Retenida entre una presin de 0,3 y 31 Atm

No toda esta agua est disponible para las plantas

Funciona como solucin del suelo

c) Agua higroscpica

Agua retenida al coeficiente higroscpico

La tensin vara entre 31 y 10 000 Atm

Es retenida por los coloides del suelo

Casi su totalidad no es lquida

Se mueve en forma de vapor

4.2.2 Clasificacin Biolgica

a) Agua superflua

Es el agua que se encuentra sobre la capacidad de campo no es til para las plantas. Por lo tanto mientras mayor es el agua de saturacin, mayores perjuicios causa a los cultivos, ya sea por reduccin del oxigeno de la atmsfera del suelo o porque existe el arrastre de nutrientes hacia capas ms profundas del mismo.b) Agua asimilable

Se encuentra entre la capacidad de campo y el coeficiente de marchites, siendo ste ultimo relativo, ya que depende del cultivo que se tenga en un momento dado.c) Agua no asimilable

Es el agua que se encuentra adherida al suelo por debajo del punto de marchites permanente. En esta humedad se incluye el agua higroscpica y parte del agua capilar. Esta humedad no es asimilable por las plantas.Potencial del Agua en el Suelo

El agua en estado lquido es un fluido, cuyas molculas se hallan en constante movimiento. La movilidad de estas molculas depender de su energa libre, es decir de la fraccin de la energa total que puede transformarse en trabajo. La magnitud ms empleada para expresar y medir su estado de energa libre es el potencial hdrico ((). El ( se mide en atmsferas, bares, pascales y megapascales, siendo 0,987 atm = 1 bar = 0,1 Mpa. A una masa de agua pura, libre, sin interacciones con otros cuerpos, y a presin normal, le corresponde un ( igual a 0.El ( est fundamentalmente determinado por la presin y por la actividad del agua. Esta ltima depende, a su vez, del efecto osmtico, presencia de solutos, y del efecto matricial, interaccin con matrices slidas o coloidalesEl ( se puede expresar en funcin de sus componentes: = (p + (o + (mEl (p, potencial de presin, es nulo a presin atmosfrica, positivo para sobre presiones por encima de la atmosfrica, y negativo en condiciones de tensin o vaco.El (o, potencial osmtico, representa la disminucin de la capacidad de desplazamiento del agua debido a la presencia de solutos. A medida que la concentracin de soluto (es decir, el nmero de partculas de soluto por unidad de volumen de la disolucin) aumenta, el (o se hace ms negativo. Sin la presencia de otros factores que alteren el potencial hdrico, las molculas de agua de las disoluciones se movern desde lugares con poca concentracin de solutos a lugares con mayor concentracin de soluto. El (o se considera 0 para el agua pura.El (m, potencial matricial, representa el grado de retencin del agua, debido a las interacciones con matrices slidas o coloidales, puede valer cero, si no hay interacciones, o ser negativo.Movimientos de Agua en el Suelo

El concepto de potencial hdrico es de gran utilidad puesto que permite predecir cmo se mover el agua bajo diversas condiciones.El agua se mueve de forma espontnea desde una zona de potencial hdrico grande a una zona con el potencial menor, independientemente de la causa que provoque esta diferencia (Figura 12.2). Un ejemplo sencillo es el agua que baja por una pendiente en respuesta a la gravedad. El agua arriba de la pendiente tiene ms energa potencial que debajo de la pendiente. La presin es otra forma de potencial hdrico. Si llenamos un cuentagotas con agua y apretamos el gotero, el agua saldr. En las disoluciones, el potencial hdrico est afectado por la concentracin de las partculas en disolucin (solutos). Si aumenta la concentracin de soluto, el potencial hdrico disminuye. Inversamente, cuando la disolucin disminuye de concentracin, el potencial hdrico aumenta.

Los tres factores que normalmente determinan el potencial hdrico son (a) la gravedad, (b) la presin, y (c) la concentracin de solutos en una disolucin. El agua se mueve desde la regin con mayor potencial hdrico a la regin con menor potencial hdrico, sea cual sea la causa de esta diferencia de potencial.

Cuando dos masas de agua tienen diferente potencial hdrico, habr una tendencia del agua a desplazarse espontneamente desde el lugar con mayor potencial hacia el lugar con menor potencial. Si en el camino no hay barreras este desplazamiento se realizar sin aporte externo de energa.

Es decir, los movimientos o flujos de agua, se producirn de manera espontnea a favor de gradiente de potencial hdrico, desde los lugares de mayor ( a los lugares de menor (.El flujo de agua ser directamente proporcional a la diferencia de potencial hdrico pero tambin depender de las resistencias que encuentre en su recorrido, ante varios caminos posibles, el flujo se dirigir mayoritariamente a travs de las zonas de menor resistenciaBalance de Agua en la PlantaBalance de Agua en el SueloMedida de la Humedad del Suelo

V.NECESIDADES DE AGUA PARA LOS CULTIVOSLa cantidad de agua para riego adicional a las precipitaciones, requerida para producir un deseado rendimiento y calidad de producto y mantener un adecuado balance de las sales en la zona de races se conoce con el nombre de requerimientos de agua.Estos requerimientos de riego deben determinarse:

Para un calendario de riego en un terreno

Para planificacin de proyectos de riego

Los requerimientos de agua para el riego estn en funcin de la cantidad y distribucin de las precipitaciones.

ZONAPRECIPITACINRIEGO

Zonas aridas< 250 mmEl riego es necesario para el desarrollo ptimo de los cultivos

Zonas semiridas375 500 mmAlgunos cultivos pueden crecer sin riego

Zonas semihmedas500 750 mmSe caracterizan por perodos cortos de sequa. El riego puede ser necesario en el ciclo de cultivo

Zonas Hmedas< 750 mmLa precipitacin excede la evapotranspiracin durante la mayor parte del ao, aunque tambien hay perodos cortos de sequa.

V. PARMETROS DE RIEGODatos Informativos

En los regados clsicos, normalmente con agua procedente de ros y canales se establecen unos turnos de riego, los cuales suelen ser adaptados al tipo de cultivo y suelos. Con el riego tecnificado el viejo concepto de turnos de riego desaparece, al menos en la concepcin anterior; ya que el regar tcnicamente implica que se debe mantener el suelo con un contenido de humedad lo mas cercano a capacidad de campo.Por lo tanto no todo consiste en regar por regar. Con las tcnicas de riego actuales, los clculos pueden ser ms tiles; pero es importante no confundir la bondad de las tcnicas de riego con la rutina o costumbres antiguas de aplicacin de agua a los cultivos.

Entre los factores importantes que se debe conocer para un adecuado clculo del riego tenemos:

DATOS DEL CLIMA

Temperatura

Luz

Vientos

Evaporacin

Fuentes de agua

DATOS DEL SUELO

ProfundidadPermeabilidad

Textura

Estructura

Ph

Salinidad

Capacidad de Campo (CC)

Marchites Permanente (PMP)

Densidad aparenteDATOS DEL CULTIVO

PRACTICAS AGRICOLAS

Necesidades de Agua en los Cultivos

La determinacin de las necesidades de agua de los cultivos es el paso previo para establecer los volmenes de agua que ser necesario aportar con el riego.La cantidad de agua que las plantas transpiran es mucho mayor que la retienen ( la que usan para crecimiento y fotosntesis). La transpiracin puede considerarse, por tanto, como el consumo de agua de la planta. Adems debemos de considerar que hay prdidas de agua por evaporacin del agua desde la superficie del suelo.

La cantidad de agua que suponen ambos procesos, transpiracin y evaporacin, suele considerarse de forma conjunta simplemente por que es muy difcil calcularla por separado. Por lo tanto se considera que las necesidades de agua de los cultivos estn representados por la suma de la evaporacin directa desde el suelo ms la transpiracin de las plantas que es lo que comnmente se conoce como evapotranspiracin (ETP). La evapotranspiracin suele expresarse en mm de altura de agua evapotranspirada en cada da (mm/da) y es una cantidad que variar segn el clima y el cultivo. Aunque en realidad existe una interaccin entre ambos, puede admitirse la simplificacin de considerarlos por separado y por lo tanto la evapotranspiracin se calcula como:

EVAPOTRANSPIRACIN DE REFERENCIA.

Para poder calcular la evapotranspiracin (ETr) se parte de un sistema ideado para este fin, consistente en medir el consumo de agua de una parcela de unas medidas concretas sembrada de hierba, con una altura de unos 10-15 cm, sin falta de agua y en pleno crecimiento, donde se ha colocado un instrumento de medida. Al dato obtenido se le llama evapotranspiracin de referencia (ETr). Como el cultivo es siempre el mismo, ser mayor o menor segn sean las condiciones del clima (radiacin solar, temperatura, humedad, viento, etc.) y del entorno (no es lo mismo calcular la ETr dentro de un invernadero o en el exterior). El clculo emprico de la evapotranspiracin de referencia es difcil y para obtenerla normalmente recurrimos a las entidades pblicas, centros de investigacin, etc.

COEFICIENTE DE CULTIVO.

El coeficiente de cultivo (Kc) describe las variaciones de la cantidad de agua que las plantas extraen del suelo a medida que se van desarrollando, desde la siembra hasta la recoleccin.

En los cultivos anuales normalmente se diferencian 4 etapas o fases de cultivo:

FASE INICIAL (F 1): Desde la siembra hasta un 10% de la cobertura del suelo aproximadamente.

FASE DE DESARROLLO (F 2): Desde el 10% de cobertura y durante el crecimiento activo de la planta. FASE MEDIA ( F 3): Entre floracin y fructificacin, correspondiente en la mayora de los casos al 70-80% de cobertura mxima de cada cultivo. FASE DE MADURACIN (F 4): Desde madurez hasta recoleccin.Como se observa en la figura anterior, Kc comienza siendo pequeo y aumenta a medida que la planta cubre mas el suelo. Los valores mximos de Kc se alcanzan en la floracin, se mantienen durante la fase media y finalmente decrece durante la fase de maduracin. Lo mejor es disponer de valores de Kc para cada cultivo obtenidos en la zona y para distintas fechas de siembras, pero en ausencia de esta informacin se pueden usar valores orientativos de Kc para varios cultivos herbceos y hortcolas como los siguientes, en los que se observa que an siendo diferentes para cada cultivo, presentan valores bastante prximos a ellos.

Para los cultivos leosos, permanentes, los coeficientes de cultivo suelen venir expresados por meses y usualmente en funcin del grado de cobertura del suelo (que indica el porcentaje de superficie de suelo que ocupa la masa arbrea).

En caso de que exista algn cultivo implantado entre las filas de los rboles, los coeficientes de cultivo aumentaran debido al consumo que tal cultivo implica. Ocurrira lo mismo si existieran malas hierbas.

Ejemplo:Si la ETr en la provincia de El Oro es de 5 mm/da en el mes de Mayo, se deseara saber cual es la ET diaria del cultivo de maz situado en las proximidades de El Oro, que se encuentra en fase media.

Utilizando las tablas se obtiene un Kc de 1,15 en la fase media. As pues la ET diaria ser:

ET=ETr x Kc = 5mm/da x 1,15 =5,75 mm/daCapacidad de Campo

Punto de Marchites Permanente

Lmina de Agua Aprovechable

Las plantas pueden extraer el agua del suelo desde el lmite superior o Capacidad de Campo (CC) hasta el lmite inferior o Punto de Marchites Permanente (PMP), ste intervalo se conoce como Intervalo de Humedad Disponible ( tambin conocido como agua ti o, agua aprovechable). En la prctica, la mayor cantidad que el suelo puede almacenar y poner a disposicin de las plantas es en torno al 70% de la cantidad de agua representada por el agua aprovechable.

Saturacin: Cuando todos los poros estn llenos de aire.

Lmite superior (LS): Es un nivel de humedad que se consigue dejando drenar el agua del suelo saturado. Este contenido de agua es la mayor cantidad de agua que el suelo puede llegar a almacenar sin drenar. Tambin se conoce como capacidad de campo (CC).

Lmite inferior (LI): Si el suelo no recibe un nuevo aporte, la evaporacin de agua desde el suelo y la extraccin por parte de las races hacen que el agua almacenada disminuya hasta llegar a este nivel en el que las races no pueden extraer mas cantidad. Aunque el suelo an contiene cierta cantidad de agua, las plantas no pueden utilizarla. Se conoce tambin como punto de marchites o punto de marchitamiento permanente.

Suelo seco: Situacin en que los poros del suelo estn totalmente llenos de aire.La Lmina de Agua Aprovechable se calcula a travs de la siguiente ecuacin:

LAA = (CC PMP) * Da * Pr

DONDE:

LAA = Lmina de agua aprovechable (mm)

CC = Capacidad de Campo

PMP = Punto de Marchites Permanente

Da = Densidad aparente

Pr = Profundidad radicular o profundidad del suelo (mm)

Para poder programar los riegos de forma eficaz, es necesario conocer el nivel de humedad o cantidad de agua que tiene el suelo y los valores tanto de lmite superior (CC) como inferior (PMP).

NOTA: La experiencia nos dice que en las zonas secas, el agua limita con frecuencia los rendimientos y que siempre que no haya alguna accin negativa de otros factores de la produccin vegetal, a medida que aumenta el rgimen de humedad lo hacen tambin los rendimientos.

El incremento de rendimientos suele ser mas acusado en los cultivos de regado. Estos cultivos suelen dar sus mximos rendimientos cuando se mantiene el suelo en un rgimen de humedad constante por encima del 80% del agua utilizable. Si se supera la capacidad de campo, se producen descensos importantes de los rendimientos, lo que justifica la necesidad de drenaje.

En los cultivos de secano se ofrecen los mximos rendimientos en condiciones de humedad de suelo algo menores: a partir del 60% del agua til habitualmente. Mayor contenido de agua no ofrece, a veces, incrementos significativos de rendimientos, ya que estas especies no estn adaptadas a la utilizacin de grandes volmenes de agua.

VI. MTODOS DE RIEGOVII. AFORO DE CAUDALES7.1.GENERALIDADES Gran parte de los problemas de la administracin del agua radica en la deficiencia de controles del caudal en los sistemas de riego.

La Hidrometra se encarga de medir, registrar, calcular y analizar los volmenes de agua que circulan en una seccin transversal de un ro, canal o tubera; pertenecientes a un pequeo o gran sistema de riego en funcionamiento.7.2. CONCEPTO Y DEFINICIONES. En forma clsica, se define la hidrometra como la parte de la hidrologa que tiene por objeto medir el volumen de agua que pasa por unidad de tiempo dentro de una seccin transversal de flujo.

La hidrometra aparte de medir el agua, comprende tambin el planear, ejecutar y procesar la informacin que se registra de un sistema de riego, sistema de una cuenca hidrogrfica, sistema urbano de distribucin de agua. En el contexto del ingeniero agrcola, la hidrometra tiene dos propsitos generales.a. Conocer el volumen de agua disponible en la fuente (hidrometra a nivel de fuente natural). b. Conocer el grado de eficiencia de la distribucin (hidrometra de operacin.

7.2.1Sistema Hidromtrico.

Es el conjunto de pasos, actividades y procedimientos tendientes a conocer (medir, registrar, calcular y analizar) los volmenes de agua que circulan en cauces y canales de un sistema de riego, con el fin de programar, corregir, mejorar la distribucin del agua. El sistema hidromtrico tiene como soporte fsico una red hidromtrica.

7.2.2Red Hidromtrica.

Es el conjunto de puntos de medicin del agua estratgicamente ubicados en un sistema de riego, de tal forma que constituya una red que permita interrelacionar la informacin obtenida.

7.2.3.Puntos de Control.

Son los puntos donde se registran los caudales que pasan por la seccin.

Los puntos de control son de gran variedad de tipos, como: estaciones hidromtricas en el ro, la presa de almacenamiento, las compuertas de la estructura de captacin o de toma, las obras de toma del canal principal, las cadas, vertedero, medidor Parshall, etc.

7.2.4.Registro.

Es la coleccin de todos los datos que nos permiten cuantificar el caudal que pasa por la seccin de un determinado punto de control.

El registro de caudales y volmenes de riego se ejecuta de acuerdo a las necesidades de informacin requeridas para la gestin del sistema. Los registros se efectan en el momento de realizar el aforo o mediciones en miras o reglas, dependiendo del mtodo de aforo.

Dependiendo de la ubicacin del punto de control, los registros obtenidos son:

a) Registro de los caudales en ros de la cuenca hidrogrfica. b) Registro de salidas de agua de los reservorios. c) Registro de caudales captados y que entran al sistema de riego. d) Registro de distribucin de caudales de agua en canales del sistema de riego. e) Registro de caudales entregados para el riego en parcela.

7.2.5.Reporte.

Es el resultado del procesamiento de un conjunto de datos obtenidos, en el cual normalmente una secuencia de caudales medidos se convierte en un volumen por perodo mayor ( m3/da, m3/mes, etc.. )7.3. IMPORTANCIA

La funcin principal de la hidrometra es proveer de datos oportunos y veraces que una vez procesados proporcionen informacin adecuada para lograr una mayor eficiencia en la programacin, ejecucin y evaluacin del manejo del agua en un sistema de riego.

El uso de una informacin ordenada nos permite:

a. Dotar de informacin para el ajuste del pronstico de la disponibilidad de agua. Mediante el anlisis estadstico de los registros histricos de caudales de la fuente (ro, aguas subterrneas, etc.), nos es posible conocer los volmenes probables de agua que podemos disponer durante los meses de duracin de la campaa agrcola. Esta informacin es de suma importancia para la elaboracin del balance hdrico, planificacin de siembras y el plan de distribucin del agua de riego. b. Monitorear la ejecucin de la distribucin. La hidrometra proporciona los resultados que nos permiten conocer la cantidad, calidad y la oportunidad de los riegos; estableciendo si los caudales establecidos en el plan de distribucin son los realmente entregados y sobre esta base decidir la modificacin del plan de distribucin, en caso sea necesario. c. Adems de los anteriormente la hidrometra nos sirve para determinar la eficiencia en el sistema de riego y eventualmente como informacin de apoyo para la solucin de conflictos. 7.4.MEDICIN DE AGUA.

La medicin del caudal o gasto de agua que pasa por la seccin transversal de un conducto (ro, riachuelo, canal, tubera) de agua, se conoce como aforo o medicin de caudales. Este caudal depende directamente del rea de la seccin transversal a la corriente y de la velocidad media del agua.

La frmula que representa este concepto es la siguiente:

Q = A x V (1)

Donde:

Q = Caudal o Gasto.

A = rea de la seccin transversal.

V = Velocidad media del agua en el punto.7.4.1.Mtodos de Medicin

Los mtodos de aforo ms utilizados son:

1. Velocidad y seccin

2. Estructuras Hidrulicas

3. Mtodo volumtrico

4. Mtodo qumico

5. Mtodo combinado. Calibracin de compuertas

7.4.1.1Velocidad y seccin.

Los mtodos de aforo basados con este mtodo son los ms empleados; se requiere medir el rea de la seccin transversal del flujo de agua y la velocidad media de este flujo.

Q = A x v

Donde:

Q es el caudal del agua.

A es rea de la seccin transversal del flujo de agua.

v es la velocidad media del agua.

Generalmente el caudal Q se expresa en litros por segundo (L / s) o en metros cbicos por segundo m3/s.

En la ecuacin si Q el caudal se expresa en m3/s, A se expresa en m2 y v en m / s, V se expresa en m3 y T que es el tiempo en seg.

Es fcil convertir m3/s a L / s, sabiendo que un m3 equivale a 1,000 litros.

L / s, se puede expresar tambin como LPS (litros por segundo).

El problema principal es medir la velocidad media en los canales o causes ya que la velocidad vara en los diferentes puntos al interior de una masa de agua.

Los mtodos mas conocidos de aforos de agua son los siguientes:

a. Mtodo del correntmetro.

b. Mtodo del Flotador.

c. Mtodo usando dispositivos especiales tales como: vertederos y canaletas (parshall, trapezoidal, sin cuello, orificio, etc.).

Para la medicin del agua existen varios mtodos, siendo los mas utilizados el mtodo del correntmetro y el mtodo del flotador.

7.4.1.1.1.Mtodo del Correntmetro.

En este mtodo la velocidad del agua se mide por medio de un instrumento llamado correntmetro que mide la velocidad en un punto dado de la masa de agua.

Existen varios tipos de correntmetros, siendo los mas empleados los de hlice de los cuales hay de varios tamaos; cuando ms grandes sean los caudales o ms altas sean las velocidades, mayor debe ser el tamao del aparato.

Cada correntmetro debe tener un certificado de calibracin en el que figura la formula para calcular la velocidad sabiendo l numero de vueltas o revoluciones de la hlice por segundo. Estos correntmetros se calibran en laboratorios de hidrulica: una formula de calibracin es la siguiente

v = a n + b

Donde:

V es la velocidad del agua, en m / s

n es l numero de vueltas de la hlice por segundo.

a es el paso real de la hlice en metros.

b es la llamada velocidad de frotamiento en m / s

Como el Correntmetro mide la velocidad en un punto, para obtener la velocidad media de un curso de agua se deben en ciertos casos, medir la velocidad en dos, tres o ms puntos, a diversas profundidades a lo largo de una vertical y a partir de la superficie del agua.

Las profundidades en las cuales se mide las velocidades con el correntmetro en funcin de la altura del tirante de agua d.

Tirante de agua ( d )Profundidad de lectura del Correntometro

Cmcm

< 15d / 2

15 < d < 450,6 d

> 450,2 d y 0.8 d o

0.2 d, 0.6 d y 0.8 d

Conocidas las profundidades se calcula el rea de la seccin transversal, la que se utilizara para l calculo del caudal

Donde:

V velocidad determinada con el correntmetro

A rea de la seccin transversal

Q = v x A

En el formato 1 se registran los datos de campo, y en el Anexo se muestra un ejemplo del procedimiento de clculo.

7.4.1.1.2.Mtodo Del Flotador

El mtodo del flotador se utiliza cuando no se tiene equipos de medicin y para este fin se tiene que conocer el rea de la seccin y la velocidad del agua, para medir la velocidad se utiliza un flotador con el se mide la velocidad del agua de la superficie, pudiendo utilizarse como flotador cualquier cuerpo pequeo que flote: como un corcho, un pedacito de madera, una botellita lastrada, Este mtodo se emplea en los siguientes casos:

a) A falta de correntmetro. b) Excesiva velocidad del agua que dificulta el uso del correnmetro. c) Presencia frecuente de cuerpos extraos en el curso del agua, que dificulta el uso del correntmetro. d) Cuando peligra la vida del que efecta el aforo. e) Cuando peligra la integridad del correntmetro.

l calculo consiste en

Q = A x v

v = e / t

v = la velocidad en m / s

e = espacio recorrido en m del flotador

t = tiempo en segundos del recorrido e por el flotador

A= rea de la seccin transversal

Q = Caudal

7.4.1.2.Estructuras hidromtricas.

Para la medicin de caudales tambin se utilizan algunas estructuras intencionalmente construidas, llamadas medidores. Las estructuras que actualmente se usan se basan en los dispositivos hidrulicos son: Orificio, vertedero y seccin crtica.

Orificio.

La ecuacin general del orificio es

Q=CA (2gh)1/2Q = Caudal

C = Coeficiente.

A = rea

G = gravedad

h = tirante de agua

Vertedero:

Pueden ser de descarga libre o ahogada, de cresta delgada o ancha

La ecuacin general de los vertederos es:

Q = K L HNdonde:

Q = Caudal,

K, N = coeficiente;

L = Longitud de cresta

H = tirante de agua

El Aforo con vertedero. Es otro mtodo de medicin de caudal, til en chorrillos pequeos, donde no es posible introducir el molinete hidromtrico. El caudal es funcin de la altura de la lmina de agua sobre el vertedero, tomada antes de la depresin del nivel producida por la cada del agua.

Seccin Crtica:

Es el paso de una seccin estrecha hacia una ms amplia provocando un cambio del rgimen, donde es posible establecer la relacin tirante-gasto.

La ecuacin general utilizada es:

Q = K b HNDonde

Q = caudal

K, N = coeficientes;

B = ancho de garganta;

H = tirante.

7.4.1.3.Mtodo Volumtrico.

Se emplea por lo general para caudales muy pequeos y se requiere de un recipiente para colectar el agua. El caudal resulta de dividir el volumen de agua que se recoge en el recipiente entre el tiempo que transcurre en colectar dicho volumen.

Q = V / T

Q Caudal m3 /s

V Volumen en m3

T Tiempo en segundos

7.4.1.3.Mtodo Qumico.

Consiste en incorporacin a la corriente de cierta sustancia qumica durante un tiempo dado; tomando muestras aguas abajo donde se estime que la sustancia se haya disuelto uniformemente, para determinar la cantidad de sustancia contenida por unidad de volumen.

7.4.1.4.Calibracin de Compuertas.

La compuerta es un orificio en donde se establecen para determinadas condiciones hidrulicas los valores de caudal, con respecto a una abertura medida en el vstago de la compuerta.

Este principio es utilizado dentro de la operacin normal de una compuerta; para la construccin de una curva caracterstica, que nos permita determinar tomando como referencia la carga hidrulica sobre la plantilla de la estructura, cual es el gasto en litros por segundo que discurre por el orificio.

Sin embargo, al cambiar las condiciones hidrulicas del canal del cual estn derivando, dan lugar a la variacin de las curvas establecidas, razn por la cual es necesario establecer una secuencia de aforos para conocer cual es el grado de modificacin de la curva utilizada.

Seccin de Medicin

El lugar donde se va ha efectuar la medicin se conoce como la seccin transversal del curso de agua y donde se va medir la velocidad del agua, esta debe estar emplazada en un tramo del cauce o canal donde el flujo de agua tenga las siguientes caractersticas:

a) Los filetes lquidos son paralelos entre s b) Las velocidades son suficientes para una buena utilizacin del correntmetro, en caso de utilice este instrumento. c) Las velocidades son constantes, para una misma altura del tirante de agua.

La primera caracterstica exige a su vez:

1. Un tramo recto de cauce, que sus mrgenes sean rectas y paralelas.

2. Un lecho estable, y

3. Una seccin transversal de flujo relativamente constante a lo largo del tramo recto.

Calibracin de la Seccin

Tanto el rea de la seccin como la velocidad del agua pueden variar con los cambios de altura en el nivel del agua, si hacemos esto en una seccin adecuada, esta relacin es generalmente fija, circunstancia que podemos aprovechar para que, una vez conocida esta relacin entre nivel del agua, seccin transversal y velocidad, puedan obtenerse y registrarse los caudales mediante una escala de alturas, que indica la variacin del caudal.

Cuando una seccin esta calibrada significa que se conoce la variacin de la altura del nivel del agua y el caudal, para el caso de medidores y vertederos existen las formulas en funcin a la altura y en los casos de los ros y canales se tienen las curvas de calibracin llamadas ( h Q.), en el grafico No 2 tenemos la relacin de altura y caudal

VIII. CLASIFICACIN DE LOS SISTEMAS DE RIEGO POR GRAVEDAD7.4. COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO POR GRAVEDAD

7.4.1. Captacin

7.4.2. Bocatoma, tajamar o pozo

7.4.3. Conduccin en , tierra, hormign o tubera

7.4.4. Almacenamiento

7.4.5. Mantenimiento de la acequiasIX. CLASIFICACIN DE LOS SISTEMAS DE RIEGO A PRESIN