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Guía para la Elaboración de Expedientes Técnicos de Riego Tecnificado por Gravedad

PSI - Componente B: Riego Tecnificado

MINISTERIO DE

AGRICULTURA

CONCURSOS PUBLICOS DE RIEGO TECNIFICADO

Lima, Enero de 2007

“Desarrollando la Cultura del Uso Eficiente del Agua”

1 La información de la presente Guía resume el contenido de las “Bases y Anexos” de los

Concurso Públicos de Riego Tecnificado por Gravedad

COMPONENTE B: RIEGO TECNIFICADO

GUIA PARA LA ELABORACIÓN DE EXPEDIENTES TÉCNICOS DE RIEGO

TECNIFICADO POR GRAVEDAD1


PSI - Componente B: Riego Tecnificado 2

INSTRUCCIONES PARA

UTILIZAR LA GUIA



INSTRUCCIONES PARA UTILIZAR LA GUIA

La presente guía contiene los capítulos necesarios para elaborar un expediente técnico de riego tecnificado por gravedad, según los términos de referencia de los Concursos de Riego Tecnificado por Gravedad del Programa Subsectorial de Irrigaciones (PSI). Los proyectistas encargados de la elaboración de los expedientes técnicos deberán seguir el siguiente procedimiento: -Familiarizarse con el contenido mínimo (índice) del expediente, siguiendo los capítulos que aparecen ordenadamente. -Revisar cada capítulo, verificando que se cuente con la información requerida. -Avanzar en orden, desde el primero hasta el último capítulo, “rellenando” los contenidos indicados. -Si no se cuenta con información de algún capítulo, pasar al siguiente y después revisar los pendientes. -Se recomienda trabajar directamente sobre la versión digital de la guía. La guía incluye “Cuadros” y “Figuras” que se tendrán que incluir en el expediente técnico. Además, se incluyen “Recuadros de Ayuda”, los cuales no tendrán que incluirse en el expediente técnico porque son solo de consulta. Muchas de las figuras, cuadros y planos consignados en la guía no necesariamente corresponden al mismo proyecto, por lo que deberán ser tomados solo como referencia. Todos los cuadros y figuras incluidos en el expediente técnico tendrán que estar debidamente numerados y titulados, citándose la fuente. Además, se deberán consignar comentarios explicativos para cada cuadro y figura incluidos en el expediente. Al final de la guía se presenta el Anexo Complementario: Materiales de Ayuda para el Diseño, el cual no tendrá que incluirse en el expediente técnico.



DESARROLLO DE LA GUIA



DESARROLLO DE LA GUIA

El expediente técnico deberá incluir un índice debidamente numerado, similar al que se presenta a continuación.

INDICE RESUMEN EJECUTIVO 1. ASPECTOS GENERALES 8 1.1. Introducción 8

1.1.1. Antecedentes 1.1.2. Problema central y alternativa de solución ganadora 1.1.3. Datos de los Beneficiarios y participación de las entidades involucradas 1.1.4. Objetivos y metas

1.2. Características generales 9 1.2.1. Ubicación 1.2.2. Suelos 1.2.3. Topografía 1.2.4. Agua 1.2.5. Clima 1.2.6. Fuente de energía 1.2.7. Infraestructura de riego que sirve al proyecto y dotación de agua 1.2.8. Cultivos

1.3. Justificación del proyecto 13

2. CONCEPCIÓN DEL PROYECTO 13 2.1. Concepción del proyecto 13 2.2. Esquema hidráulico del sistema de riego 13 3. DISEÑO AGRONÓMICO 15 3.1. Nivelación final del terreno 15 3.2. Sectorización 15 3.3. Aspectos relacionados con el tipo de suelos 16 3.3.1. Caudal máximo no erosivo 3.3.2. Longitud máxima de surcos 3.3.3. Capacidad de retención del suelo 3.4. Turnos de riego 21 3.4.1. Necesidad de riego de diseño 3.4.2. Tiempo de riego 3.4.3. Intervalo de riego 3.5. Cuadro de diseño agronómico 22 4. DISEÑO HIDRAULICO 24 4.1. Diseño del sistema de aplicación 24 4.1.1. Tuberías multicompuertas 4.1.2. Otros métodos de aplicación 4.1.3. Arcos de riego, cámaras de carga o similares 4.2. Diseño del sistema de conducción y distribución 27 4.2.1. Sistemas a presión 4.2.2. Sistemas a gravedad 4.3. Requerimiento de carga 28



4.4. Diseño de sistemas de bombeo 29 4.2.1. Diseño hidráulico 4.2.2. Costos de operación y mantenimiento 4.5. Parámetros de diseño 31 5. DESCRIPCIÓN DE COMPONENTES DEL SISTEMA DE RIEGO 32 5.1. Sectores de riego y tuberías multicompuertas 32 5.2. Arcos de riego, cámaras de carga o similares 32 5.3. Red de distribución de PVC 32 5.4. Toma principal 33 5.4.1. Componentes de la toma 5.4.2. Sistema de fertilización 5.4.3. Sistema de control 5.5. Unidad de bombeo 33 5.6. Obras complementarias 33 5.6.1. Obras civiles -Reservorios -Estructuras de ingreso y salida -Desarenadores y afines -Rebose, desagüe, y otros -Cámaras de carga -Cámaras rompe presión -Caseta para unidad de bombeo -Caja de seguridad para válvulas -Zanjas -Dados de anclaje 5.6.2. Obras de electrificación 6. PLAN DE CAPACITACION EN OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 35 6.1. Metodología del Plan de Capacitación 35 6.2. Cronograma de actividades del Plan de Capacitación 36 6.3. Presupuesto del Plan de Capacitación 36 7. PRESUPUESTO Y FINANCIAMIENTO 37 7.1. Presupuesto 37 7.1.1. Presupuesto resumen 7.1.2. Presupuesto desagregado 7.2. Financiamiento 40 7.2.1. Aporte por entidades 7.2.2. Aporte detallado por beneficiarios 8. ESTRATEGIA Y CRONOGRAMA DE IMPLEMENTACION 40 8.1. Estrategia de implementación 40 8.2. Cronograma de implementación 41



ANEXOS Anexo 1. Modelo de carta de presentación Anexo 2. Análisis de laboratorio y dotación de agua -Análisis de suelos -Análisis de aguas -Dotación de agua Anexo 3. Planos de diseño -Diseño de nivelación fina del terreno -Diseño hidráulico del sistema de riego -Perfiles longitudinales y cortes -Detalles del sistema de riego -Reservorio y obras conexas -Otras obras civiles Anexo 4. Presupuesto desagregado y planilla de metrados Anexo 5. Catálogos de equipos de riego Anexo 6. Cotizaciones de equipos de riego Anexo 7. Modelo de Cartel de Obra Anexo 8. Plan de Negocios

-Desarrollo del Plan de Negocios -Sustentación del Plan de Negocios

Anexo 9. Sustentación del Aporte Propio de los beneficiarios



RESUMEN EJECUTIVO En una o dos páginas se deberán remarcar los puntos mas importantes del proyecto, incluyendo los aspectos generales (nombre del proyecto, objetivos, área, número de beneficiarios, etc.), técnicos (concepción del proyecto y principales componentes del sistema de riego, parámetros de diseño y operación, diseño hidráulico, etc.) y económicos (inversión, financiamiento, etc.), respetando el orden en el que aparecen los temas en el índice propuesto. 1. ASPECTOS GENERALES

1.1. Introducción

1.1.1. Antecedentes Se deberá indicar el nombre completo del estudio a nivel de Perfil, señalando el mes y año de su aprobación (viabilidad técnica y según el SNIP). Además, mencionar que el Perfil se basó en diagnósticos de campo, indicando los aspectos mas importantes de los mismos, es decir, un breve resumen del trabajo previo del PERAT, las metodologías de extensión, entre otros.

1.1.2. Problema central y alternativa de solución ganadora Mencionar el problema central encontrado en el Perfil, así como las alternativas de solución planteadas y la alternativa seleccionada; comentar brevemente los puntos anteriores. En el Expediente Técnico solo se analizará la “alternativa seleccionada“ o la “situación con proyecto” del Perfil. Señalar que el Expediente Técnico es el estudio definitivo de la “alternativa seleccionada” del Perfil y que representa el desarrollo detallado de la ingeniería del proyecto a nivel constructivo planteada en el Perfil.

1.1.3. Datos de los Beneficiarios y participación de Entidades involucradas Se presentará un cuadro con los principales datos de los beneficiarios:

Cuadro 1. Lista de beneficiarios del proyecto N° Nombre completo Área

beneficiada (ha)

DNI

01 Alfonso Demetrio Torres García 4.36 09538877 02 Juan Teodosio Calla Pascual 5.16 03874412 03 Alicia Berta García Nolascos 8.12 06879325 04 Isabel Cecilia Postigos Suárez 8.35 09539989 05 Cesar Demóstenes Bustamante Ribeirao* 6.55 35874556 06 Rigoberto Damián Palo Chiscos 4.20 03587775 07 Jorge Jesús Reyna Cevallos 5.13 09887568 Total 41.87

*Representante del grupo Fuente. Elaboración propia

El orden establecido en el cuadro de beneficiarios deberá respetarse en todo el Expediente Técnico. Describir las opiniones, propuestas de participación y acuerdos de las entidades involucradas (Gobiernos Regionales y Locales, ONGs, empresas privadas, etc.) respecto a la ejecución y sostenibilidad del proyecto y su relación con los beneficiarios.



1.1.4. Objetivos y metas Describir el objetivo central del proyecto, el cual deberá reflejar los cambios esperados con la ejecución del mismo. Describir el/los objetivo(s) específico(s) del proyecto, relacionados con el área a instar, el método de riego, el tipo de cultivo, etc. Presentar un listado con las metas del proyecto, similar al siguiente ejemplo:

-Sistema de riego por multicompuertas para 36 ha: -01 reservorio de 5,000 m3 revestido con geomembrana de 500 micras -01 red de distribución de tuberías de PVC C2.5, de 315, 250 y 200 mm -02 cámaras rompe presión -25 arcos de riego de 6” -01 equipo de multicompuertas móviles para la mitad del área (18 ha) -36 ha de nivelación fina con equipo láser

-Capacitación en operación y mantenimiento del sistema de riego -10 eventos de capacitación a cargo del contratista

1.2. Características generales

1.2.1. Ubicación Presentar un listado con la ubicación política (región, provincia, distrito, caserío, etc.) y otro listado con la ubicación dentro del Distrito de Riego (Valle, Junta de Usuarios, Comisión de Regantes, Comité de Regantes, Bloque de Riego, etc.). Además, describir las vías de acceso al proyecto, tiempo de recorrido desde la carretera principal, etc. Se presentará un mapa de ubicación en escala 1:25,000 o similar (ver Figura 1), que se insertará máximo en papel formato A4, en el que se identifique claramente la ubicación de los predios del grupo de beneficiarios. 1.2.2. Suelos Describir los resultados de los análisis de suelos, los mismos que podrán ser Análisis de Fertilidad también conocido como Análisis de Rutina (pH, CE, CaCO3, N, P y K) o Análisis de Caracterización (incluye lo mismo que el Análisis de Fertilidad, mas materia orgánica, textura, capacidad de intercambio catiónico y cationes cambiables), indicando los niveles de salinidad expresados en dS/m (dS/m = mS/cm = mmho/cm), la naturaleza del pH, el contenido de materia orgánica, la presencia de nutrientes, la textura y su capacidad de retención estimada, entre otros. El número de muestras de suelo estará en función al área del proyecto, considerando en promedio una (01) muestra por cada seis (06) hectáreas de terreno. Los resultados de los análisis se adjuntarán en el Anexo 2 del Expediente Técnico. Se podrán utilizar estudios de suelos recientes siempre que se refieran a la zona del proyecto y hayan sido elaborados por instituciones o profesionales competentes. Como dato complementario, se sugiere incluir la clasificación de suelos con fines de riego correspondiente al proyecto, la cual se puede obtener de los estudios realizados por el INRENA (u ONERN) en los diferentes valles del país. 1.2.3. Topografía Se deberá describir la topografía del terreno, destacando las características mas importantes como: pendientes longitudinal y transversal, depresiones, quebradas, cerros y otros accidentes; además de todos los detalles existentes en el terreno como caminos, linderos, líneas eléctricas, construcciones y otros que puedan condicionar el diseño del sistema de riego. Se requerirán curvas a nivel cada 20 cm,



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lo cual implica una alta densidad de puntos por hectárea, sobretodo en terrenos planos. Como se verá mas adelante, si el proyecto incluye la nivelación fina del terreno, el plano topográfico original tendrá que modificarse según el planteamiento de nivelación; el diseño hidráulico se hará sobre el plano de nivelación. 1.2.4. Agua Se consignarán de preferencia dos (02) análisis de aguas: uno para la época de avenidas y uno para la época de estiaje, debiendo ser elaborados por instituciones competentes. El análisis requerido es Análisis de Aguas Estándar, también conocido como Análisis de Aguas Completo o Análisis de Aguas de Rutina, el mismo que incluye: aniones, cationes, pH, CE, RAS y aptitud del agua para el riego. Los resultados se incluirán en el Anexo 2. Para el riesgo de obturación de goteros según la calidad del agua, se tomará como referencia a Bucks y Nakayama, y para la calidad del agua de riego se tomará como referencia a Ayres y Westcot (consultar el Anexo N°04, acápite 2.1.4. de las “Bases y Anexos” del Concurso Público de Riego Tecnificado). Además, se describirán la(s) fuente(s) de agua de la(s) que se abastecerá el proyecto (superficial, subterránea, filtraciones, etc.). 1.2.5. Clima Incluir datos climáticos mensuales de estaciones meteorológicas cercanas al proyecto, para un periodo mínimo de 10 años, incluyendo las siguientes variables: temperatura media máxima (°C), temperatura media mínima (°C), humedad relativa (%), horas de sol (h) y velocidad de viento (m/s). Además, el proyecto ganará valor agregado si se adjuntan datos de evaporación tanque tipo “A”, señalando el tipo de cobertura (verde o seca) sobre el que está instalado y a que distancia del mismo cambia el tipo de cobertura. 1.2.6. Fuente de energía Indicar el tipo de energía requerido para el funcionamiento del sistema de riego: energía potencial (desnivel topográfico), energía eléctrica, energía con motores a combustión, etc. En el caso de energía eléctrica, consignar el costo de la misma (S/. por kw-h) en horas normales y horas punta y según se trate de energía monofásico, trifásica, etc.; información que se podrá recabar de los proveedores de energía locales. En caso de usar motores a gasolina o petróleo, especificar el rendimiento (gal/h) y costo (S/./gal) de los mismos. 1.2.7. Infraestructura de riego que sirve al proyecto y dotación de agua Describir la infraestructura de riego que sirve al grupo y a los predios, especificando la clasificación de los canales (canal de derivación, canal lateral de primer orden, de segundo orden, u otra nomenclatura empleada), el estado de conservación de los mismos, el sistema de distribución, control y regulación, entre otros. En el caso de aguas subterráneas, consignar la curva de rendimiento del pozo, definir el tipo de pozo (tubular o a tajo abierto) y su edad, el estado de los equipos, el perfil litológico si lo hubiera, etc. Incluir un esquema hidráulico de la infraestructura similar al que se presenta en la Figura 2.



Figura 2. Esquema hidráulico de la infraestructura de riego que sirve al predio

Fuente. A definir por el proyectista

Por otro lado, se deberán consignar datos de la dotación de agua en cabecera del proyecto, la misma que debe coincidir con la oferta de agua propuesta en el Perfil. Esta información se encuentra disponible en la respectiva Comisión de Regantes, por lo que se recomienda establecer las coordinaciones necesarias y pedir el apoyo del Programa de Entrenamiento en Servicio (PES) de la Junta de Usuarios a la que corresponde el proyecto. Se empleará el siguiente formato mensualizado:

Cuadro 2. Dotación de agua en cabecera de proyecto a lo largo del año Área del proyecto: …. ha E F M A M J J A S O N D Caudal (l/s) (m3/h) Intervalo o frecuencia de riego (días) Tiempo o duración del riego (horas) Módulo ofertado (m3) (m3/ha/día)

Fuente. Comisión de Regantes correspondiente La información del cuadro anterior deberá ser firmada y sellada por la Comisión de Regantes, Junta de Usuarios y ATDR y adjuntarla en el Anexo 2. La dotación de agua es un dato muy importante para el diseño porque establece los máximos caudales en estiaje y avenidas y los intervalos y duraciones de riego, los cuales inciden directamente en el diseño hidráulico de tuberías, en la determinación de volúmenes de diseño de reservorios, etc. 1.2.8. Cédula de cultivos Presentar las cédulas de cultivos con y sin proyecto con sus respectas extensiones. Los cultivos seleccionados deberán ser de preferencia de alto valor (principalmente de manejo intensivo, agroindustriales y de exportación). Se deberán explicar los aspectos agronómicos mas importantes como: variedades seleccionadas, espaciamiento entre hileras y plantas, densidad de siembra, edad del cultivo, etc. Si se producen cambios en la cédula de cultivo, es importante explicar las estrategias que se van a seguir para asegurar que este cambio sea exitoso, así como el tiempo que tomara la implementación.



Cuadro 3. Cédula de cultivos sin y con proyecto

Fuente. Elaboración propia

1.3. Justificación del proyecto Como parte de la justificación del proyecto, se emplearán los siguientes indicadores para las situaciones “sin proyecto” (actual) y “con proyecto”, que servirán como línea base para el seguimiento de los proyectos de tecnificación de riego que serán implementados:

Cuadro 4. Indicadores económicos básicos

Indicador Unidad Variación Campaña Campaña Total Campaña Campaña Totalprincipal rotacion principal rotacion

CultivoCosto de producción US$/haRendimiento Kg/haPrecio en chacra US$/kgUtilidad bruta US$/haUtilidad neta US$/haEficiencia de aplicación %

Situación "sin proyecto" Situación "sin proyecto"

Fuente. A definir por el proyectista

2. CONCEPCIÓN DEL PROYECTO 2.1. Concepción del proyecto En este capítulo se deberá establecer el planteamiento del proyecto, incluyendo: -Cédula de cultivos actual, proyectada, rotación de cultivos y posibles ampliaciones. -Principales componentes del sistema de riego: reservorios, pozos, motores, bombas, cámaras de carga, cámaras rompe presión, red de tuberías, arcos de riego, tuberías multicompuertas, etc. -Operación del sistema, con tuberías multicompuertas fijas, móviles, en espera, etc. -Otros aspectos que puedan condicionar el diseño del sistema de riego, por ejemplo: topografía muy accidentada, reducida pendiente del terreno, conducción por canales, tuberías o mixta, limitado número de horas disponibles de riego, manejo de “surcos largos” para optimizar el uso de maquinaria agrícola, costo de energía, etc. Dicho planteamiento deberá haberse generado a partir de los acuerdos tomados por el grupo concursante y el consultor del proyecto. 2.2. Esquema hidráulico del sistema de riego Se deberá presentar un esquema hidráulico, con la disposición de los principales componentes del sistema de riego (fuente de agua, reservorios, sistema de bombeo, cámaras de carga, cámaras rompe presión, red de distribución, sectores de riego, etc.), el mismo que proporcionará una orientación general del proyecto y que reflejará la parte física explicada en la concepción del proyecto. A continuación se presenta un ejemplo:

Cultivo Cultivo de Cultivo Cultivo deprincipal rotación principal rotación

Cultivo 1 Cultivo 2 Cultivo 1 Cultivo 2Area 1 Area 2 Area 1 Area 2.......... .......... .......... .................... .......... .......... ..........Cultivo n Cultivo n Cultivo n Cultivo nArea n Area n Area n Area nArea total Area total Area total Area total

Cédula sin proyecto Cédula con proyecto



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26.00

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25.00

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24.00

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23.00

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Sub Lateral Nº8.1

Sub Lateral Nº8.2

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Lindero

Aeropuerto

Km. 16 + 613Compuerta

L E Y E N D A

Red Principal de Conduccion

Tuberia Multicompuertas

Sifon

Valvula Hidraulica

Red Secundaria de Conduccion

26.00 Curvas de Nivel

Limite de Sector de Riego

Area que no entra al Proyecto

Estacion de Bombeo

Camara de Carga

Canal de Derivacion

Puerto El Cura Sifon de C

anal

Cota: 24.25

Cota: 21.05

Cota: 30.00

Cota: 23.20

Cota: 23.40

Cota: 22.00

Cota: 22.55

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Canal Lateral 8

FIGURA 3. ESQUEMA HIDRAULICO DEL SISTEMA DE RIEGO



3. DISEÑO AGRONÓMICO Aunque el diseño de un sistema de riego tecnificado por gravedad es un proceso iterativo en el que se analizan varios puntos a la vez, se ha establecido una secuencia de diseño para facilitar el mismo. 3.1. Nivelación fina del terreno Uno de los aspectos mas importantes del diseño de un sistema de riego tecnificado por gravedad es la definición de la pendiente de diseño de los surcos, la misma que debe conducir un caudal no erosivo a máxima eficiencia. Para ello se debe realizar una nivelación fina del terreno, sobre terreno previamente preparado, por ejemplo, con arado, grada y rufa o lampón. Los costos de nivelación fina de los proyectos presentados serán co-financiados por el Estado, pero los costos de la preparación del terreno previa deberán ser cubiertos por los beneficiarios (y se deben incluir dentro de los costos de producción). Como parte del expediente técnico se tendrá que presentar un plano de nivelación que será entregado al contratista para ejecutar la nivelación en campo. Se conocen varios métodos de nivelación: método del centroide, método de los cortes, etc.; en todos ellos, la pendiente de diseño tiene que ser tal que comprometa el menor costo por movimiento de tierras, consiguiendo optimizar el balance corte - relleno del terreno. En el Anexo Complementario: Materiales de Ayuda para el Diseño, se presenta un resumen de algunas metodologías de nivelación de terrenos agrícolas. Los volúmenes de movimiento de tierras obtenidos tendrán que reflejarse en el presupuesto del proyecto, en unidades de S/./m3 o S/./ha. En el caso de proyectos de mejoramiento de plantaciones perennes existentes (por ejemplo frutales, espárrago, etc.) no se incluirá la partida nivelación fina del terreno, salvo que se quisiera instalar una plantación nueva. 3.2. Sectorización A diferencia del riego presurizado, en riego por gravedad no se maneja el concepto de precipitación horaria (también conocido como intensidad de aplicación o capacidad de riego); así, sectores de riego con la misma área no necesariamente arrojan el mismo caudal. En el siguiente cuadro se presenta un ejemplo para surcos cada 1.5 m y un caudal de 1.2 l/s por surco: Para el ejemplo, como el Sector 1 arroja el doble de caudal que el Sector 2, el riego se completa en la mitad del tiempo. Varios sectores de riego podrían regarse a la vez conformando turnos de riego. Para que un turno funcione correctamente, los tiempos de riego de todos los sectores tendrán que ser muy parecidos, y esto se consigue con sectores de similares áreas y formas. Una manera de conseguir que sectores con diferente forma y la misma área arrojen el mismo

Recuadro de Ayuda 1. Caudal por sectores

Área (ha)

Largo (m)

Ancho (m)

N° surcos Caudal sector (l/s)

Sector 1 1.0 100.0 100.0 67.0 80.0 Sector 2 1.0 200.0 50.0 33.0 40.0



caudal es regulando el caudal de los surcos independientemente para cada sector (con tuberías multicompuertas, abriendo o cerrando las compuertas). Sin embargo, el manejo del riego se simplifica si todos los sectores tienen el mismo caudal de surcos. De otro lado, para facilitar la distribución de agua debe procurarse que los caudales de los diversos turnos de riego sean similares, cuidando que los mismos no excedan el caudal entregado por la Comisión de Regantes. Otro factor a considerar en la sectorización es la longitud de surcos, pero esto se desarrollará mas adelante. 3.3. Aspectos relacionados con el tipo de suelos La textura de los suelos es un factor importante a considerar en el diseño, pues tiene relación con los caudales erosivos en los surcos, con la capacidad de retención, etc. 3.3.1. Caudal máximo no erosivo El caudal no erosivo de los surcos está en función de la pendiente y el tipo de suelos. Se puede usar como referencia la siguiente relación: El caudal máximo no erosivo de diseño tendrá que definirse claramente en el expediente técnico. Si la topografía del terreno es muy desuniforme se podrán definir zonas de pendiente similar, las cuales tendrán que ser diseñadas independientemente. 3.3.2. Longitud máxima de surcos La máxima longitud permisible de los surcos depende de la pendiente del terreno, la textura del suelo, el caudal del surco y la lámina aplicada. Las relaciones entre las mencionadas variables son complejas y las fórmulas disponibles son empíricas y difíciles de aplicar. En consecuencia, se sugiere definir las máximas longitudes de forma práctica, tomando como respaldo el siguiente cuadro referencial:

Recuadro de Ayuda 2. Caudal máximo no erosivo

Donde: Qmne: caudal máximo no erosivo de surcos (l/s) C : constante (ver tabla) S : pendiente del terreno (%) a : constante (ver tabla)

C a Muy fina 0.892 0.937 Fina 0.998 0.550 Media 0.613 0.733 Gruesa 0.644 0.704 Muy gruesa 0.665 0.548

Fuente. Olarte, W. 1987. Manual de riego por gravedad

Qmne = C / Sa



Además del cuadro anterior, se tendrán que considerar las funciones de infiltración y avance que son las que determinan el tiempo de riego para completar una determinada lámina de agua. Lo ideal sería contar con pruebas de campo, sin embargo, ante la dificultad de realizar las mismas (sobretodo la prueba de avance), se tendrán que emplear criterios prácticos como la “regla del cuarto” que indica que el tiempo de avance (Ta) representa una cuarta parte y el tiempo de infiltración (Ti) tres cuartas partes del tiempo de riego total (Tr). Es decir:

Tr = Ta + Ti Ti = 3*Ta En el Anexo Complementario: Materiales de Ayuda para el Diseño, se presenta un ejemplo de campo en el que para una pendiente de 1% y una lámina de 100 mm, dependiendo del caudal del surco, se necesitan entre 30 y 40 minutos para llegar al final de los 100 m de longitud del surco. De acuerdo a la regla del cuarto, el tiempo de riego total seria unas cuatro veces mayor, es decir entre 2 horas y 2 horas 40 minutos. Una de las ventajas de los sistemas de riego tecnificado por gravedad es la posibilidad de aplicar el llamado “riego por pulsos” (“caudal discontinuo”, “riego intermitente” o “surge flow”), con el cual se regulan los caudales de avance e infiltración consiguiendo notables mejoras en la distribución del agua y la eficiencia de aplicación. En ese sentido, se recomienda proyectar las estructuras, equipos y accesorios que faciliten dicho manejo. En el Anexo Complementario: Materiales de Ayuda para el Diseño se presenta información relacionada con el “riego por pulsos”. 3.3.3. Capacidad de retención del suelo Según el tipo y acomodo de las partículas, cada suelo tiene una capacidad de retención de agua particular en punto de marchites y en capacidad de campo, la cual se determina muestreando el terreno y analizando en el laboratorio. La capacidad de retención del suelo se calcula con la siguiente fórmula:

Recuadro de Ayuda 3. Longitud máxima de surcos requerida

Arena Limo Arcilla Lámina Aplicada

Pendiente (%)

Caudal máximo

(l/s) 75 150 50 100 150 50 75 100 0.05 0.1 0.2 0.3 0.5 1.0 1.5 2.0

3.00 3.00 2.50 2.00 1.20 0.60 0.50 0.30

300 340 370 400 400 280 250 220

400 440 470 500 500 400 340 270

120 180 220 280 280 250 220 180

270 340 370 400 370 300 280 250

400 440 470 500 470 370 340 300

60 90 120 150 120 90 80 60

90 120 190 220 190 150 120 90

150 190 250 280 250 220 190 150

Fuente. Kay, M. 1993 Surface Irrigation. Systems and practice



Aunque sería conveniente contar con los mencionados análisis de laboratorio, para efectos de diseño se podrán emplear los siguientes datos referenciales:

Para poder comparar, en el Recuadro de Ayuda 5, se presentan mas datos de contenido de humedad a capacidad de campo, humedad en punto de marchites y densidad aparente, según tipos de suelos. Se consignarán los datos seleccionados para el expediente técnico, teniendo cuidado que guarden relación con el tipo de suelo definido en los análisis de suelos del Anexo 2.

Recuadro de Ayuda 4. Lámina de agua máxima aprovechable

Donde: Lm : lámina máxima aprovechable (mm) CC : contenido de agua en peso en capacidad de campo (% en peso) PM : contenido de agua en punto de marchites permanente (% en peso) DA : densidad aparente (gr/cm3) A : agotamiento permisible (%) Hr : profundidad radicular efectiva (cm)

Lm = (CC-PM)*DA*A*Hr*10

Recuadro de Ayuda 5. Agua disponible según el tipo de suelos

Agua disponible Velocidad de Infiltración

Básica

Volumen Poroso Total

Peso Específico Aparente

Pea

Capacidad de

Campo Hcc

Punto de Marchitez

Permanente HPm

% del volumen

Capa de 1 metro

Textura del Suelo

(mm/h) (P%) (g/cm3) (%w) (%w) (%v) (m3/ha/m) Arenosa 50

(25-250) 38

(32-42) 1.65

(1.55-1.80) 9

(6-12) 4

(2-6) 8

(6-10) 800

(700-1000) Franco-Arenosa

25 (23-76)

43 (40-47)

1.50 (1.40-1.60)

14 (10-18)

6 (4-8)

12 (9-15)

1200 (500-1500)

Franca 24 (6-20)

46 (43-49)

1.42 (1.34-1.50)

22 (18-26)

10 (8-12)

17 (14-20)

1700 (1400-1900)

Franco-arcilloso

8.5 (2.5-15)

49 (47-51)

1.35 (1.30-1.40)

27 (23-31)

13 (11-15)

19 (16-22)

1900 (1700-2200)

Arcilloso-Arenosa

4 (3-5)

51 (49-53)

1.30 (1.25-1.35)

31 (27-35)

15 (13-17)

21 (18-23)

2100 (1800-2300)

Arcillosa 0.5 (0.1-1)

53 (51-55)

1.25 (1.20-1.30)

35 (31-39)

17 (15-19)

23 (20-25)

2300 (2000-2500)

Fuente. Avidan, A. 1996. El Régimen de Riego de los Cultivos



El agotamiento permisible depende de la sensibilidad de los cultivos al estrés hídrico, y será definido por el proyectista en función a información y experiencia de campo, aunque en el Recuadro de Ayuda 6 se presentan datos referenciales para diferentes cultivos, en función al consumo de agua promedio.

Recuadro de Ayuda 6. Capacidad de campo, punto de marchites y

densidad aparente según tipos de suelo

a. Según Romano y Lauciani (1964)

Textura da (Tm/m3) Ar

F , Ar F

F , Li F , Ac

Ac Terr. Humif

1.65 1.50 1.35 1.30 1.20 1.10 0.9

b. Valores de capacidad de campo según Romano y Lauciani (1964)

Textura Cc (o/o)

Ar F , Ar

F F , Li F , Ac

Ac Terr. Humif

10 15 20 26 30 36 50

c. Valores de humedad equivalente y punto de marchitamiento según Milla y Turk (1951)

Textura He (o/o) Pm (o/o)

Ar F , Ar

F F , Li F , Ac

Ac Terr. Humif

2.6 6.9 9.2 12.7 18.4 24.4 45.9

1.8 4.2 5.2 6.3 10

14.3 29.6

Fuente. XI Curso Internacional de Ingeniería de Regadío

1982. Hidrología Agrícola. Madrid, España



La profundidad radicular efectiva es la parte de las raíces donde se concentra la mayor absorción de agua y nutrientes. Los proyectistas tendrán que recurrir a la experiencia práctica para definir este valor; como orientación, se presenta información referencial.

Recuadro de Ayuda 7. Agotamiento permisible de la humedad del suelo

ETo Cultivo Baja de 2 a 5 (mm/dia) Media a Alta de 6 a 10

(mm/día) Hortalizas Frutales Pastos Cereales Algodón Oleaginosas Caña de Azúcar Tabaco

30-40 40-50 50-70 60-70 60-70 60-70 60-70 60-70

15-25 20-35 30-45 40-55 40-55 40-55 40-55 40-55

Fuente. Avidan, A. 1996. El Régimen de Riego de los Cultivos

Recuadro de Ayuda 8. Profundidad radicular efectiva

Frutales Agrios Aguacate Albaricoque Almendro Cerezo Ciruelo Higuera Manzano Melocotón Nogal Palmera Dat. Peral Viñedo a parral Plantas Industriales Algodón Cacahuate Caña de azúcar Cáñamo Cártamo Lino Lúpulo Olivo Remolacha azu. Soya Tabaco Cereales y piensos Arroz Avena Cebada Centeno Haba Maíz Sorgo Trigo Veza

(dm) 6-9 6

9-13 9-15 9-14 9-13 12-18 9-13 6-12 18-20 14-18 9-13 9-17 (dm) 10-15 4-6 4-6 6-9

10-15 6-8

9-12 12-14 10-18

6 8-10 (dm) 3-4

8-10 8-10 9-10

6 9-15 12-18 8-10 6-7

Hortalizas Alcachofa Apio Berenjena Calabazas Cardo Cebolla Col Coliflor Espárragos Espinacas Fresa Guisante Judías verdes Lechuga Pepino Pimientos Puerros Rábanos Remolacha mesa Tomate Zanahoria Praderas y forrajes Alfalfa Pastizal de gramíneas y leg. Trébol rojo Varios Batatas Judías grano Melón Nabo Patatas Sandía

(dm) 10 3-6

6-10 6-10

6 2-3 4-6 4-6

10-15 4-6

4.5-6 6

2.5-5 2-3

6-10 4-5

2.5-3 2.5-3 6-10 10-12 6-10 (dm) 8-15 6-8

8-12 (dm) 9-12 6-10 7-10

6 2.5-6 10-15

Fuente. 1982. Hidrología Agrícola. XI Curso Internacional de Ing. de Regadío. Madrid España



3.4. Turnos de riego 3.4.1. Necesidad de riego de diseño La necesidad de riego se tomará del balance hídrico realizado en la etapa de Perfil. Esta proviene de analizar la evapotranspiración potencial, el coeficiente de cultivo, la precipitación efectiva y la eficiencia de aplicación. En el expediente técnico se consignarán la demanda máxima, mínima y promedio, pudiendo adjuntar los cuadros de balance hídrico del perfil técnico. 3.4.2. Tiempo de riego El tiempo o duración de riego por sector se obtiene comparando la necesidad de riego del sector con el caudal del mismo, para el número de días establecido en el intervalo de riegos.

En el expediente técnico se presentarán los tiempos de riego calculados, considerando que sean suficientes para infiltrar las láminas de riego a lo largo de todo el surco; se sugiere consultar el Recuadro de Ayuda 3 y el Anexo Complementario: Materiales de Ayuda para el Diseño. 3.4.3. Intervalo de riego Comparando la retención de humedad del suelo con la necesidad hídrica se obtiene el máximo intervalo de riego, el cual deberá tomarse en cuenta para evitar que la plantación sufra de estrés y caigan los rendimientos:

En el expediente técnico se tendrán que definir el intervalo de riego máximo permisible y el de diseño. El intervalo de riego obtenido tendrá que guardar relación con los propuestos por la Comisión de Regantes. Si, por ejemplo, el intervalo actual es de 15 días y se pretende sembrar alguna hortaliza de exportación, se adjuntará el pedido formal

Recuadro de Ayuda 9. Tiempo de riego

Donde: t : tiempo de riego (h) Nr: necesidad de riego diaria por hectárea (m3/ha/día) Qr: caudal de riego del sector (m3/h) T : intervalo o frecuencia de riego (días) As: área del sector (ha)

t = (Nr * T * As) / Qr

Recuadro de Ayuda 10. Intervalo de riego

Donde: T : intervalo de riego (días) Lr: lámina máxima aprovechable (mm) Nr: necesidad de riego (mm/día)

T = Lr / Nr



a la Comisión de Regantes para reducir el intervalo a máximo 7 días, manteniendo el volumen asignado (reduciendo el tiempo o caudal de riego a la mitad).

3.5. Cuadro de diseño agronómico Todos los conceptos y criterios relacionados con el diseño agronómico se resumirán en una hoja de cálculo, tanto para la situación de maxima demanda (que normalmente se presenta solo unas cuantas semanas al año) como para la situación de demanda promedio.

Cuadro 5a. Diseño agronómico en máxima demanda

Parámetros de diseño agronómico Intervalo de riego permisible

Cultivo Ají paprika Humedad en peso a capacidad de campo 20,50 (%)Necesidad de riego máxima 53,90 Humedad en peso a punto de marchitez 10,00 (%)Necesidad de riego mínima 14,00 Densidad aparente 1,40 g/ccNecesidad de riego promedio 28,82 Profundidad radicular efectiva 60,00 cmDistancia entre compuertas 1,50 Agotamiento permisible 40,00 (%)Pendiente promedio del terreno 1,25 Lamina a la profundidad radicular efectiva 35,28 (mm)Textura del suelo franco Necesidad de riego 5,39 (mm)Caudal maximo no erosivo por surco 0,52 Frecuencia de riego 6,55 (días)Caudal de diseño por surco 0,50Frecuencia de riego 6,00

Propietario Sector Turno Area Longitud Tiempo Observacionde riego de riego surco Longitud N° compu de riego

(ha) (m) (m) (l/s) (m3/h) (m3/ha/d) (m3/d) (h/d)Norma Chavarria de Burga 1,00 1,05 115,00 88,00 59,00 29,50 106,20 53,90 339,57 3,20Norma Chavarria de Burga 2,00 0,94 115,00 85,00 57,00 28,50 102,60 53,90 304,00 2,96

1,99 58,00 3,20

Maria Varas de Rodriguez 3,00 1,35 110,00 78,00 52,00 26,00 93,60 53,90 436,59 4,66 VergelMaria Varas de Rodriguez 4,00 1,19 110,00 78,00 52,00 26,00 93,60 53,90 384,85 4,11 Vergel

2,54 52,00 4,66

Jose Fernandez Paredes 5,00 1,10 130,00 79,00 53,00 26,50 95,40 53,90 355,74 3,73 AlfalfaLuz Sanchez Castro 6,00 0,76 100,00 80,00 53,00 26,50 95,40 53,90 245,78 2,58 AlfalfaLuz Sanchez Castro 7,00 0,72 90,00 80,00 53,00 26,50 95,40 53,90 232,85 2,44

2,58 79,50 3,73

Pedro Cholan Sanchez 8,00 2,04 150,00 137,00 91,00 45,50 163,80 53,90 659,74 4,03Hildebrando Vasquez Serrano 9,00 1,98 180,00 131,00 87,00 43,50 156,60 53,90 640,33 4,09

4,02 89,00 4,09

Hildebrando Vasquez Serrano 10,00 1,22 130,00 125,00 83,00 41,50 149,40 53,90 394,55 2,64Hildebrando Vasquez Serrano 11,00 1,00 130,00 87,00 58,00 29,00 104,40 53,90 323,40 3,10

2,22 70,50 3,10


2,00 59,00 3,21

Hildebrando Vasquez Serrano 14,00 1,00 130,00 91,00 61,00 30,50 109,80 53,90 323,40 2,95Alberto Galvez Arrascue 15,00 1,23 119,00 105,00 70,00 35,00 126,00 53,90 397,78 3,16

2,23 65,50 3,16

Alberto Galvez Arrascue 16,00 1,77 119,00 147,00 98,00 49,00 176,40 53,90 572,42 3,25Antenor Mujica Leon 17,00 1,09 172,00 90,00 60,00 30,00 108,00 53,90 352,51 3,26

2,86 79,00 3,26

Antenor Mujica Leon 18,00 1,36 172,00 195,00 130,00 65,00 234,00 53,90 439,82 1,881,36 65,00 1,88


Antenor Mujica Leon 20,00 1,50 170,00 91,00 61,00 30,50 109,80 53,90 485,10 4,42Antenor Mujica Leon 21,00 1,50 160,00 91,00 61,00 30,50 109,80 53,90 485,10 4,42

3,00 61,00 4,42


3,00 61,00 4,42

Angel Santa Cruz Cabanillas 24,00 1,72 150,00 122,00 81,00 40,50 145,80 53,90 556,25 3,82Angel Santa Cruz Cabanillas 25,00 1,38 160,00 118,00 79,00 39,50 142,20 53,90 446,29 3,14

3,10 80,00 3,82

Angel Santa Cruz Cabanillas 26,00 0,70 120,00 74,00 49,00 24,50 88,20 53,90 226,38 2,57 Caudal reducido, puede unirse0,70 24,50 2,57 con sectores 27 y 28

Jorge Velasquez Muñoz 27,00 1,60 172,00 86,00 57,00 28,50 102,60 53,90 517,44 5,04Jorge Velasquez Muñoz 28,00 1,50 180,00 84,00 56,00 28,00 100,80 53,90 485,10 4,81

3,10 56,50 5,04

Rogelio Hernandez 29,00 1,88 150,00 127,00 85,00 42,50 153,00 53,90 607,99 3,97Rogelio Hernandez 31,00 1,33 155,00 96,00 64,00 32,00 115,20 53,90 430,12 3,73

3,21 74,50 3,97


2,29 83,00 3,40

Telmo Salazar Morales 33,00 1,29 130,00 138,00 92,00 46,00 165,60 53,90 417,19 2,521,29 46,00 2,52


Telmo Salazar Morales 35,00 0,78 155,00 95,00 63,00 31,50 113,40 53,90 252,25 2,22Telmo Salazar Morales 36,00 1,63 100,00 150,00 100,00 50,00 180,00 53,90 527,14 2,93

2,41 81,50 2,93

Telmo Salazar Morales 37,00 1,11 100,00 104,00 69,00 34,50 124,20 53,90 358,97 2,89 Caudal reducido, puede unirse1,11 34,50 2,89 con sector 33

47,85 4.000,0 2.667,0 70,84 horas2,95 dias

I

Caudal Necesidadde riego

Tuberia multicomp

II

IV

III

VIII

VII

VI

V

XII

XI

X

IX

XXI

XX

XIX

XVIII

XVII

XVI

XV

XIV

XIII




Cuadro 5b. Diseño agronómico en demanda promedio Parámetros de diseño agronómico Intervalo de riego permisible

Cultivo Ají paprika Humedad en peso a capacidad de campo 20,50 (%)Necesidad de riego máxima 53,90 Humedad en peso a punto de marchitez 10,00 (%)Necesidad de riego mínima 14,00 Densidad aparente 1,40 g/ccNecesidad de riego promedio 28,82 Profundidad radicular efectiva 60,00 cmDistancia entre compuertas 1,50 Agotamiento permisible 40,00 (%)Pendiente promedio del terreno 1,25 Lamina a la profundidad radicular efectiva 35,28 (mm)Textura del suelo franco Necesidad de riego 5,39 (mm)Caudal maximo no erosivo por surco 0,52 Frecuencia de riego 6,55 (días)Caudal de diseño por surco 0,50Frecuencia de riego 6,00

Propietario Sector Turno Area Longitud Tiempo Observacionde riego de riego surco Longitud N° compu de riego

(ha) (m) (m) (l/s) (m3/h) (m3/ha/d) (m3/d) (h/d)Norma Chavarria de Burga 1,00 1,05 115,00 88,00 59,00 29,50 106,20 28,82 181,57 1,71Norma Chavarria de Burga 2,00 0,94 115,00 85,00 57,00 28,50 102,60 28,82 162,54 1,58

1,99 58,00 1,71

Maria Varas de Rodriguez 3,00 0,97 110,00 78,00 52,00 26,00 93,60 28,82 167,73 1,79 VergelMaria Varas de Rodriguez 4,00 1,19 110,00 78,00 52,00 26,00 93,60 28,82 205,77 2,20 Vergel

2,16 52,00 2,20

Jose Fernandez Paredes 5,00 0,88 130,00 79,00 53,00 26,50 95,40 28,82 152,17 1,60 AlfalfaLuz Sanchez Castro 6,00 0,76 100,00 80,00 53,00 26,50 95,40 28,82 131,42 1,38 AlfalfaLuz Sanchez Castro 7,00 0,72 90,00 80,00 53,00 26,50 95,40 28,82 124,50 1,31

2,36 79,50 1,60

Pedro Cholan Sanchez 8,00 2,04 150,00 137,00 91,00 45,50 163,80 28,82 352,76 2,15Hildebrando Vasquez Serrano 9,00 1,98 180,00 131,00 87,00 43,50 156,60 28,82 342,38 2,19

4,02 89,00 2,19


2,22 70,50 1,66


2,00 59,00 1,72

Hildebrando Vasquez Serrano 14,00 1,00 130,00 91,00 61,00 30,50 109,80 28,82 172,92 1,57Alberto Galvez Arrascue 15,00 1,23 119,00 105,00 70,00 35,00 126,00 28,82 212,69 1,69

2,23 65,50 1,69

Alberto Galvez Arrascue 16,00 1,77 119,00 147,00 98,00 49,00 176,40 28,82 306,07 1,74Antenor Mujica Leon 17,00 1,09 172,00 90,00 60,00 30,00 108,00 28,82 188,48 1,75

2,86 79,00 1,75




3,00 61,00 2,36


3,00 61,00 2,36

Angel Santa Cruz Cabanillas 24,00 1,72 150,00 122,00 81,00 40,50 145,80 28,82 297,42 2,04Angel Santa Cruz Cabanillas 25,00 1,38 160,00 118,00 79,00 39,50 142,20 28,82 238,63 1,68

3,10 80,00 2,04

Angel Santa Cruz Cabanillas 26,00 0,70 120,00 74,00 49,00 24,50 88,20 28,82 121,04 1,37 Caudal reducido, puede unirse0,70 24,50 1,37 con sectores 27 y 28

Jorge Velasquez Muñoz 27,00 1,60 172,00 86,00 57,00 28,50 102,60 28,82 276,67 2,70Jorge Velasquez Muñoz 28,00 1,50 180,00 84,00 56,00 28,00 100,80 28,82 259,38 2,57

3,10 56,50 2,70


3,21 74,50 2,12


3,35 83,00 2,06



Telmo Salazar Morales 35,00 0,78 155,00 95,00 63,00 31,50 113,40 28,82 134,88 1,19Telmo Salazar Morales 36,00 1,63 100,00 150,00 100,00 50,00 180,00 28,82 281,86 1,57

2,41 81,50 1,57

Telmo Salazar Morales 37,00 1,11 100,00 104,00 69,00 34,50 124,20 28,82 191,94 1,55 Caudal reducido, puede unirse1,11 34,50 1,55 con sector 33

48,27 4.000,0 2.667,0 37,39 horas1,56 dias

XVIII

XIX

XX

XXI

XV

XVI

XVII

XI

XII

XIII

XIV

VII

VIII

IX

X

IV

V

VI

de riego

I

II

III

Tuberia multicomp Caudal Necesidad


De acuerdo a los ejemplos presentados, en máxima demanda se regaría bajo un esquema “tres días si”, “tres días no”, mientras que para demanda promedio se regaría un día y medio cada seis días. Los resultados obtenidos tendrán que explicarse, relacionando el intervalo de riego máximo permisible con el de diseño, los tiempos de riego con la longitud de los surcos y su capacidad para avanzar e infiltrar, los caudales por turno de riego con los caudales entregados por la Comisión de Regantes, entre otros. Se dedicará suficiente espacio a ésta parte del expediente, considerando que es la base para el diseño hidráulico del sistema de riego.



4. DISEÑO HIDRAULICO El diseño hidráulico de un sistema de riego tecnificado por gravedad se debe centrar en conseguir suficiente carga hidráulica a nivel de surcos, como para que los mismos arrojen un caudal muy similar y se pueda conseguir una buena eficiencia de aplicación. Para ello, se tendrá que analizar la distribución de presiones hacia aguas arriba de los surcos, pasando por cámaras de carga o arcos de riego, conducción y distribución por canales o tuberías y obras de cabecera como reservorios, cámaras de carga y otros. 4.1. Diseño del sistema de aplicación El sistema de aplicación esta compuesto por tuberías multicompuertas, sifones, tubos rectos u otros y por arcos de riego (válvulas), cámaras de carga o similares, los cuales deben garantizar caudales muy similares en todos los surcos, para ello, tienen que ser diseñados con criterios hidráulicos. 4.1.1. Tuberías multicompuertas El caudal que sale por cada ventana o compuerta de las tuberías multicompuertas depende de la carga y de la abertura de la misma. Los rangos normales son de 1 a 2 l/s, aunque también se puede operar a menos de 1 l/s y hasta unos 4 o 5 l/s; siempre cuidando que no se produzca erosión en los surcos. Las tuberías multicompuertas deben trabajar a sección completa (presurizadas), de ahí la importancia del diseño y las posteriores regulaciones de campo. En el cuadro siguiente se indican valores para ventanas en operación hasta ¼ de abertura, aunque en la práctica se pueden regular a menos de ¼ de abertura. Como la tubería multicompuertas tiene salidas equidistantes, se hará un análisis similar al de una tubería portalaterales de riego presurizado, es decir, se calcularán las pérdidas de carga por fricción según Hazen-Williams y se considerará el Factor “F” de Christiansen para salidas equidistantes. Además, se evaluará la pendiente la cual podría ayudar a compensar las pérdidas de carga por fricción.

Recuadro de Ayuda 11. Caudal de ventanas de tuberías multicompuertas



El material mas comúnmente utilizado en las tuberías multicompuertas es el PVC, cuyo coeficiente de rugosidad es 150.

A continuación se presenta un ejemplo de pérdidas de carga en tuberías multicompuertas que tendrá que ser incluido en el expediente técnico, según el caso particular.

Recuadro de Ayuda 12. Fórmula de Hazen-Williams para pérdidas por fricción Donde,

Hf: pérdidas de carga por fricción (mca)

Q : caudal (m3/h) C : coeficiente de rugosidad D : diámetro interior (mm) L : longitud (m)

Hf = 1.131x109x(Q/C)1.852xD-4.871xL

Recuadro de Ayuda 13. Factor “F”de Christiansen para tuberías con

salidas equidistantes.

Numero de salidas

(n)

Factor de Corrección

F(s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

35 y más

1.000 0.639 0.534 0.485 0.457 0.438 0.425 0.416 0.408 0.402 0.397 0.393 0.390 0.387 0.385 0.382 0.381 0.379 0.377 0.376 0.375 0.374 0.373 0.372 0.371 0.370 0.369 0.368 0.368 0.367 0.365

Fuente. CINADCO. 1988. Apuntes de Hidráulica



Cuadro 6. Pérdidas de carga en tubería multicompuertas

Fuente. Elaboración propia En este caso las válvulas se han ubicado a la mitad de las cabeceras, es decir, dividen a las multicompuertas en dos partes iguales porque no hay pendiente en sentido de la cabecera. En terrenos con pendiente, las válvulas o cámaras de carga tendrán que moverse en dirección de los extremos para compensar las pérdidas de carga. El rango de presiones del ejemplo es aceptable aunque en la práctica se tendrán que regular todas las compuertas hasta obtener el mismo caudal, cercano al de diseño). En el ejemplo se han incluido solo tres sectores de riego pero en el expediente técnico se presentará el análisis de todos los sectores de riego. 4.1.2. Otros métodos de aplicación -Tubos rectos Son dispositivo de derivación de agua de la acequia regadora a los surcos, consistentes en tubos rectos de PVC que se colocan enterrados transversalmente al camellón de la acequia regadora a una altura conveniente de la rasante de esta, alineados y al mismo nivel. Para que este sistema funcione la acequia regadora debe tener pendiente cero.

El caudal depende de la carga sobre la clave del tubo y del diámetro del mismo:

Distancia entre compuertas 1.50 mCaudal de surcos 1.70 l/s

Sector Lado Longitud N° vent Caudal Caudal Diametro Rugos Hf ciego Factor F Hf real Desnivel Presión Presión Velocidadinterior Christiansen inicial final

(m) (m) (l/s) (m3/hr) (mm) (m) (m) (m) (m) (mca) (mca) (m/seg)13.00 Izquierdo 40.00 27.00 45.05 162.18 155 150 1.12 0.38 0.43 0.00 0.60 0.17 2.39

Derecho 40.00 27.00 45.05 162.18 155 150 1.12 0.40 0.45 0.00 0.60 0.15 2.3943.00 Izquierdo 30.00 20.00 34.00 122.40 155 150 0.50 0.42 0.21 0.00 0.60 0.39 1.80

Derecho 30.00 20.00 34.00 122.40 155 150 0.50 0.44 0.22 0.00 0.60 0.38 1.8049.00 Izquierdo 35.00 23.00 39.95 143.82 155 150 0.78 0.42 0.33 0.00 0.60 0.27 2.12

Derecho 35.00 23.00 39.95 143.82 155 150 0.78 0.44 0.35 0.00 0.60 0.25 2.12

Recuadro de Ayuda 14. Caudal en tubos rectos y sifones (l/s)

Carga Hidrostática (cm) Diámetro de Sifón

(cm) 5 10 15 20

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

0.05 0.19 0.43 0.75 1.17 1.68 2.29 2.99 3.78 4.67

0.07 0.26 0.59 1.06 1.65 2.38 3.24 4.23 5.35 8.09

0.08 0.32 0.73 1.29 2.02 2.91 3.96 5.18 8.55 8.09

0.09 0.37 0.84 1.49 2.33 3.36 4.58 5.98 7.56 9.34

Fuente. CEDES. Master en Ingeniería de Regadíos Cuadro 5. Diseño agronómico



-Sifones La diferencia de los sifones con los tubos rectos es que los sifones son tubos curvos móviles, que se emplean en cada riego y se guardan hasta el siguiente riego. La operación es mas complicada que con los tubos rectos porque tienen que “cebarse” cada vez que se utilizan, pero la ventaja es que no implican una instalación fija que dificulte la preparación del terreno y otras labores de campo; además, el sistema es mas barato porque pueden utilizarse los mismos sifones en el riego de diferentes campos

El cálculo del caudal por cada sifón se hace con la misma tabla empleada para los tubos rectos (Recuadro de Ayuda 14). 4.1.3. Arcos de riego, cámaras de carga o similares Los arcos de riego (válvulas) son preferibles a las cámaras de carga cuando la presión de entrada de los surcos es mayor a un metro y medio. Se deberá estimar las pérdidas de carga en las válvulas y accesorios del arco e incorporarlos al requerimiento de presión del sistema. En el caso de las cámaras de carga, las mismas tendrán una altura igual al requerimiento de presión de las multicompuertas, mas una altura adicional para evitar reboses; ésta última tendrá que calcularse considerando la cota de la fuente de agua. 4.2. Diseño del sistema de conducción y distribución La conducción y distribución de los sistemas de riego tecnificado por gravedad puede ser a presión, a gravedad, o con una combinación de ambos sistemas. Dicha red unirá la fuente de agua con los arcos de riego o cámaras de carga de los sectores de riego. La disposición de tuberías o canales en el plano deberá responder a criterios hidráulicos y económicos. Además, se respetarán los linderos y propiedades de terceros. 4.2.1. Sistemas a presión En el caso de sistemas a presión, la red de tuberías incluirá reducciones, codos, tees, válvulas de control, válvulas de aire y alivio, cada una de las cuales deberá tener una estructura de protección. Las pérdidas de carga primarias (por fricción) se calcularán para los sectores más críticos de todos los turnos de riego, según los tramos o secciones definidos en el plano de diseño, con la fórmula de Hazen-Williams. El rango recomendable de velocidades es de 0.5 a 2.0 m/s, aunque se podrán aceptar máximos de 2.5 m/s en casos especiales. Las velocidades se calcularán con la Ecuación de Continuidad. Para reducir costos, normalmente las redes de tuberías son de baja presión (hasta clase 2.5), aunque en ciertos casos especiales bien sustentados se podrían aceptar tuberías de clases mayores, con el consiguiente incremento del costo. Para las pérdidas de carga secundarias (por singularidades) se tienen dos opciones: cálculo detallado cuando se



trate de una instalación muy compleja, y definición de pérdidas como un porcentaje fijo de las pérdidas primarias (alrededor de 5%). En el Cuadro 7 se presenta un ejemplo, el cual tendrá que presentarse para todos los turnos de riego. 4.2.2. Sistemas a gravedad En caso que la pendiente del terreno sea tan reducida que la diferencia de altura entre la toma de agua y las tuberías multicompuertas no cubra las pérdidas de carga, se podrá hacer la conducción principal y algunas de las distribuciones con canales abiertos. Estos canales deberían estar impermeabilizados con concreto, mampostería, etc.; u operar como canales entubados, los cuales se calcularán con la Fórmula de Manning, la cual se facilita con el software Hcanales. En estos casos, tendrá que asegurarse la presión necesaria para las tuberías multicompuertas, empleando cámaras de carga, secciones entubadas o estructuras similares. Los sistemas a gravedad son más económicos que los sistemas a presión pero requieren bastante cuidado en el cálculo de los niveles. En ciertos casos se tendrán que levantar los bordos de las acequias para conseguir la carga requerida en las multicompuertas. 4.3. Requerimiento de carga La carga requerida para operar un sistema de riego por multicompuertas está dada por la suma de la presión requerida por las multicompuertas críticas (las mas alejadas o las de mayor altitud dentro del sector de riego), más las pérdidas de carga en la conducción y distribución, mas las perdidas producidas en válvulas y accesorios. Dentro de lo posible se buscará que dicha carga sea proporcionada por la diferencia topográfica entre la fuente de agua y las tuberías multicompuertas, tal como se aprecia en el ejemplo del Cuadro 7.

Cuadro 7. Cálculos hidráulicos de tuberías y requerimiento de carga

(l/s) (m3/hr) (mm) (mm) (m) (m/seg) (mca) (mca) (mca) (mca) (mca) (mca) (m) (m) (m) (mca)

24,00 CC-B 63,60 228,96 315-C2.5 307,20 150,00 775,00 0,86 1,47 0,07 1,54 29,0024,00 B-F 63,60 228,96 315-C2.5 307,20 150,00 295,00 0,86 0,56 0,03 0,5924,00 F-H 63,60 228,96 315-C2.5 307,20 150,00 170,00 0,86 0,32 0,02 0,3424,00 H-V21 63,60 228,96 315-C2.5 307,20 150,00 525,00 0,86 0,99 0,05 1,0424,00 V21-V22 31,80 114,48 250-C2.5 243,80 150,00 160,00 0,68 0,26 0,01 0,2724,00 V22-V24 31,80 114,48 250-C2.5 243,80 150,00 157,00 0,68 0,25 0,01 0,27 0,50 1,00 5,55 20,00 9,00 3,45

2.082,00 4,05XI 20,00 CC-B 77,00 277,20 315-C2.5 307,20 150,00 775,00 1,04 2,09 0,10 2,20 29,00

20,00 B-H 77,00 277,20 315-C2.5 307,20 150,00 465,00 1,04 1,25 0,06 1,3220,00 H-K 77,00 277,20 315-C2.5 307,20 150,00 405,00 1,04 1,09 0,05 1,1520,00 K-V19 77,00 277,20 315-C2.5 307,20 150,00 190,00 1,04 0,51 0,03 0,5420,00 V19-V20 38,50 138,60 250-C2.5 243,80 150,00 109,00 0,82 0,25 0,01 0,26 0,50 0,50 6,46 22,00 7,00 0,54

1.944,00 5,46X 19,00 CC-B 77,00 277,20 315-C2.5 307,20 150,00 775,00 1,04 2,09 0,10 2,20 29,00

19,00 B-H 77,00 277,20 315-C2.5 307,20 150,00 465,00 1,04 1,25 0,06 1,3219,00 H-K 77,00 277,20 315-C2.5 307,20 150,00 405,00 1,04 1,09 0,05 1,1519,00 K-V19 38,50 138,60 315-C2.5 307,20 150,00 190,00 0,52 0,14 0,01 0,15 0,50 0,50 5,81 22,00 7,00 1,19

1.835,00 4,81

Presión sobrante

Caudal

Pérdida primaria

Pérdida secundaria

Pérdida total

Turno Sectores TramoDiametro nominal

Diametro interior

Rugosidad Longitud Velocidad

XIII

Cota inicial

Cota final DesnivelPérdida

en válvula 6"

Presión inicio

multicomp

Requerimiento presion


En el ejemplo apreciamos que en todos los casos la diferencia topográfica es suficiente para cubrir los requerimientos de presión. Si el desnivel no fuera suficiente para conseguir la presión de operación de las multicompuertas, en conducciones con tuberías se podrían incrementar diámetros, mientras que en conducciones con canales abiertos se podrían levantar o “encimar” los bordos de los canales; en el último caso se tendrían que adjuntar cálculos del remanso hacia aguas arriba. Finalmente, si no hubiera otra solución, se tendría que proyectar un sistema de bombeo.



4.4. Diseño de sistemas de bombeo 4.4.1. Cálculos hidráulicos En caso que la carga disponible (diferencia topográfica entre la fuente de agua y la tubería multicompuerta más alejada) no sea suficiente se tendrá que recurrir a un sistema de bombeo, cuya potencia se determina considerando el requerimiento de presión y el caudal de diseño de cada turno de riego. Para que los sistemas de bombeo operen correctamente, es aconsejable que las potencias estimadas en cada turno se ubiquen lo más cerca a las zonas de máxima eficiencia de la bomba, indicadas en las curvas de funcionamiento de los catálogos (los cuales se adjuntarán en el Anexo 05). La potencia se podrá calcular preliminarmente con la siguiente fórmula: El cálculo de potencia se realizará para cada uno de los turnos de riego, según el siguiente formato:

Cuadro 8. Requerimiento de potencia del sistema Turno de riego / sector crítico

Parámetro Unidad T I / 02 T II / 05 T III / 08 T IV / 14 T V / 16

Presión (mca) 37.46 39.20 39.53 38.54 39.05

Caudal (m3/h) 59.59 61.14 57.96 64.13 64.49

(HP) 11.02 11.84 11.38 12.21 12.44Potencia calculada * (kw) 8.22 8.83 8.49 9.11 9.28

*Eficiencia: 75% Fuente. Elaboración propia

Se tendrá que verificar que las potencias calculadas aparezcan en las curvas de rendimiento de los catálogos referenciales.

Recuadro de Ayuda 15. Cálculo de potencia de bombeo

Donde, Pot : potencia de la bomba (HP) P : presión (mca)

Q : caudal (m3/h) Ef : eficiencia de la bomba (%)

Pot = (PxQ)/(270*Ef)



Cuadro 9. Características de la bomba y el motor seleccionados Unidad Valor

Bomba*

Caudal (l/s)

(m3/h)

Presión (mca)

Eficiencia (%)

Potencia (HP)

Tipo

Marca

Modelo

Velocidad (RPM)

Eficiencia (%)

Diámetro impulsor (mm)

Diámetro de succión (mm)

Diámetro descarga (mm)

Motor

Tipo

Marca

Potencia

Otros


4.4.2. Costos de operación y mantenimiento

Si el sistema va a trabajar con energía eléctrica, calcular los costos mensuales de energía, según se indica en el siguiente cuadro:

Cuadro 10a. Gasto mensual de energía eléctrica Unidad Valor

Características del motor eléctrico

Potencia (HP)

(kw)

Costo mensual de energía

Tiempo de operación diaria (h/dia)

Tipo de energía

Costo unitario de energía (S/.kw-h)

Consumo mensual de energía (kw-h)

Costo mensual de energía (S/./mes)

Otros costos (S/./mes)

Costo total de operación y mantenimiento (S/./mes)

Fuente. Elaboración propia De acuerdo al cuadro anterior, también se estimarán otros gastos complementarios de operación y mantenimiento (por ejemplo, repuestos, mano de obra, etc.). Si el sistema va a trabajar con gasolina o petróleo, el gasto de combustible se calculará según se indica en el Cuadro 10b.



Cuadro 10b. Gasto mensual de combustible en motobombas Unidad Valor

Características del motor eléctrico

Potencia (HP)

(kw)

Costo mensual de energía

Tiempo de operación diaria (h/día)

Rendimiento del motor (gal/h)

Consumo de combustible (gal/día)

Consumo mensual de energía (gal/mes)

Costo unitario de combustible (S/./gal)

Costo mensual de combustible (S/./mes)

Otros costos (S/./mes)

Costo total de operación y mantenimiento (S/./mes)

Fuente. Elaboración propia En el caso de motores a combustión los gastos de mantenimiento podrían ser importantes sobretodo si el número de horas de operación diaria es alto. La selección del sistema de bombeo tendrá que considerar los costos de inversión y tiempo de vida útil de las tuberías, bombas y motores, y los costos de operación y mantenimiento calculados anteriormente. 4.5. Parámetros de diseño A manera de resumen, se presentará un cuadro con los principales parámetros de diseño y operación del sistema de riego, en función a el (los) cultivo (s) instalados (Cuadro 11)

Cuadro 11. Parámetros de diseño del sistema Parámetros de diseño Unidad Cultivo 1 Cultivo 2 Total Superficie ha 45.00 Cultivo Ají páprika Relieve predominante Uniforme Pendiente en dirección a la conducción principal 0.4% Fuente de agua Canal Herradura Reservorio No Distanciamiento entre plantas m 0.25 Distanciamiento entre hileras m 1.50 Número de hileras por surco 2.00 Densidad de siembra plantas/ha 66,666.00 Lámina de riego en máxima demanda mm/día 6.39 Lámina de riego promedio mm/día 4.03 Pendiente promedio de surcos % 0.20 Caudal máximo no erosivo de surcos l/s 1.39 Caudal de diseño de surcos l/s 0.80 Longitud promedio de surcos m 150.0 Longitud máxima de tubería multicompuertas m 70.00 Caudal máximo por tubería multicompuerta l/s 37.33 Distancia entre multicompuertas m 1.50 Número de turnos de riego 16.00 Número de sectores de riego 48.00 Intervalo de riego día 6.00 Tiempo de riego total en máxima demanda día 2.90 Tiempo de riego total en demanda promedio día 1.75 Caudal del sistema l/s 110.00 m3/h 396.00




5. DESCRIPCIÓN DE COMPONENTES DEL SISTEMA DE RIEGO SELECCIONADO En éste capítulo se describirán los componentes que forman parte del sistema de riego seleccionado indicando sus características técnicas, rangos de operación, materiales de construcción, etc., cada uno con su respectivo diseño a escala (Anexo 3) y catálogos de referencia (Anexo 5). El sistema de riego a diseñar deberá constar de los siguientes elementos. 5.1. Sectores de riego y tuberías multicompuertas En caso de emplear tuberías multicompuertas, se trabajará con clases 2.0 y 2.5, con protección contra los rayos ultravioleta (UV); se consignarán los siguientes datos: -Diámetro nominal y diámetro interior (mm) -Clase y espesor de pared -Distancia entre compuertas (cm) -Presión (mca) y caudal (l/h) de goteros

-Caudal de compuertas en función a la carga y el diámetro (l/s) En los sectores de riego del plano de diseño se especificarán los diámetros, clases y metrado de las tuberías multicompuertas. Los datos técnicos citados deberán tener sustento en los catálogos del Anexo 5. 5.2. Arcos de riego, cámaras de carga o similares En caso de emplear arcos de riego se deberá indicar el tipo de válvula (de compuerta, de mariposa, alfalfa, beta, etc.), el material de construcción, las presiones máximas y los rangos de operación (caudal y pérdidas de carga), los mismos que tendrán que ser sustentados con los catálogos del Anexo 5. Si se van a usar válvulas de aire u otros, se deberán anotar sus principales características y adjuntar catálogos. Se presentará un diseño del arco de riego en el Anexo 3. Si se usaran cámaras de carga, se especificará el material de construcción y el tipo de diseño, el mismo que se dibujará en los anexos con todos sus detalles constructivos. 5.3 Red de distribución de PVC Se deberá indicar los tipos de tuberías de PVC utilizadas, señalando la norma de fabricación y un cuadro que incluya diámetros nominales, exteriores, interiores, longitud total y longitud útil (referida al traslape entre tuberías debido a los embones o uniones) e cada tipo de tubería empleado. Estos datos deberán presentarse también en los catálogos del Anexo 5. Si el diseño de la red de distribución incluye válvulas de aire, válvulas reductoras de presión, válvulas de seccionamiento, válvulas de alivio u otras, estás deberán ser correctamente descritas indicando rangos de operación, presiones máximas de funcionamiento y otros detalles técnicos relevantes que también deberán aparecer en los catálogos.



5.4. Toma principal 5.4.1. Componentes de la toma principal Se deberán detallar los componentes de la toma principal como por ejemplo, compuertas de ingreso, salida y distribución, partidores, separadores de sólidos (“basureros”), cámaras de carga, aliviaderos, etc. Se deberán incluir medidores de caudal con todos sus accesorios de conexión, debidamente ubicados a la salida de la toma principal. Por otro lado, se sustentará la disposición de los componentes y los materiales proyectados en cada uno; el diseño de la toma con todos sus componentes se detallará en los planos del Anexo 3. 5.4.2. Sistema de fertilización Los sistemas de riego tecnificado por gravedad pueden incluir equipos de fertigación, desde los mas sencillos como tanques de disolución de fertilizantes operados manualmente, hasta equipos de inyección automáticos con dosificadores, medidores de caudal de inyección, etc. Se deberán presentar las características de operación de los equipos de fertigación seleccionados. 5.4.3. Sistema de control Los sistemas y equipos de control también tendrán que ser detallados: medidores de caudales (hidrómetros, caudalímetros, etc), manómetros, válvulas de aire, reguladoras de presión, sostenedoras de presión, válvulas de control, válvulas de alivio y otros. Para cada uno de ellos nos interesa conocer: -Pérdidas de carga para el caudal de diseño -Rango de operación -Otros datos de importancia Los datos consignados tendrán que aparecer en los catálogos del Anexo 5.

5.5. Unidad de bombeo La unidad de bombeo deberá estar instalada en una losa de concreto que soporte las vibraciones producidas por su funcionamiento, tendrá los elementos de conexión para asegurar el cebado de la misma y para permitir su retiro para efectuar eventuales reparaciones o mantenimientos, los mismos que aparecerán en los planos del Anexo 3. Los datos técnicos de la bomba deberán tener relación con el diseño realizado en el capitulo 4.4. Se adjuntará la curva de rendimiento de la bomba en el Anexo 5. Los motores seleccionados también tendrán que especificarse con suficiente detalle. 5.6. Obras complementarias 5.6.1. Obras civiles Las obras civiles a tomar en cuenta son: -Reservorios y obras conexas (captación, desarenador, aliviaderos, canal de limpieza, conexión de tubos de succión y desagüe al reservorio, etc) -Caseta para equipos de bombeo -Caja de seguridad para válvulas



-Cámaras rompe presión, cámaras de carga, etc. -Zanjas -Dados de anclaje -Otras Cada obra civil contará con su respectivo plano de diseño a nivel constructivo, cuyos componentes aparecerán en el presupuesto desagregado. En caso de plantear reservorios, su capacidad deberá cubrir como mínimo el 100% del intervalo de riego asignado por la mita, asumiendo que en el estudio a nivel de perfil se haya demostrado que el agua ofertada es suficiente para cubrir la máxima demanda de la cédula de cultivos (balance hídrico positivo). Además del volumen útil, tendrán que calcularse el borde libre (20 a 40 cm según el caso) y el fondo o basurero (variable según las condiciones de diseño). Por último, para prevenir posibles retrasos en la dotación de agua se empleará un factor de seguridad, que incluyendo el borde libre y el basurero debe aproximarse al 50% del volumen de reserva requerido. Por ejemplo: -Necesidad de riego : 6 mm/día = 60 m3/ha/día -Superficie irrigada : 12 ha -Demanda diaria : 720 m3/día -Intervalo de riego : 10 días (dato correspondiente a los turnos de riego) -Volumen requerido : 7,200 m3

-Factor de seguridad : 50% (incluye borde libre, basurero y adicional por posible atraso en la dotación de agua)

-Volumen de diseño : 10,800 m3 Los cálculos del reservorio deben tener correspondencia con la dotación de agua de los turnos de riego, es decir, los caudales entregados deben ser suficientes para abastecer los volúmenes de diseño (según lo presentado en el Cuadro 2). Los reservorios son estructuras que encarecen significativamente los proyectos, en consecuencia, su uso se justificará con cédulas sensibles a déficit hídricos (por ejemplo, hortalizas) o en zonas en las que la “mita de agua” llega después de muchos días. De otro lado, se sugiere que los beneficiarios del proyecto asuman ciertos costos como el movimiento de tierras, ya que de otro modo, el costo total del proyecto podría superar el tope de los US$ 2,500.00 por hectárea. Las características y especificaciones técnicas para la construcción y equipamiento del reservorio se indican en el Anexo N°5 (Especificaciones Técnicas) de las “Bases y Anexos” del Concurso Público de Riego Tecnificado. 5.6.2. Obras de electrificación Las obras de electrificación incluirán líneas eléctricas de alta y baja tensión, postes, bipostes, aisladores, transformadores, medidores, accesorios, tableros de arranque y otras obras destinadas a la impulsión del agua de riego. La inversión máxima en el equipamiento para la obtención de energía deberá ser menor a US$ 300.00. Se incluirán esquemas de diseño de todos los elementos necesarios, bien detallados en el presupuesto desagregado.



NOTA: Garantías de Servicios y Repuestos

Este punto se refiere a la garantía que deberá ofrecer el proveedor por los defectos de fabricación y el plazo de validez de la misma. El proveedor de los equipos deberá indicar la garantía que ofrece por los defectos de fabricación y el plazo de validez de la misma, como mínimo 12 meses. Indicará la garantía de suministro de repuesto para los bienes ofertados y el compromiso de realizar el servicio de mantenimiento respectivo, por el período de vida útil para los equipos, siendo el tiempo mínimo requerido de 5 años. Así mismo, para el caso de tuberías de PVC y mangueras de PE, deberán acreditar que sus productos aprueban las especificaciones técnicas señaladas en el Anexo Nº 05 de las “Bases y Anexos” del Concurso Público de Riego Tecnificado. Los proveedores podrán obviar este requisito en los proyectos, si es que los acreditan directamente ante el PSI, la cual abrirá el registro correspondiente. Los proveedores deberán entregar a los grupos de agricultores beneficiarios del Concurso Público, un “Manual de Operación y Mantenimiento” del sistema instalado, así como certificar que han efectuado el entrenamiento y capacitación en el manejo del mismo. NOTA: Otras responsabilidades del proveedor Si algún componente del sistema es aportado por el grupo peticionario, tales como motor, bomba, etc.; será de responsabilidad del proveedor encargado del diseño comprobar su estado operativo y verificar que cumplan las especificaciones técnicas requeridas, antes del inicio del proyecto y adjuntado la certificación en el expediente técnico. Si en el proyecto se incluye un reservorio a cargo del grupo peticionario, éste debe estar construido o en construcción al momento de la presentación del proyecto. Si el reservorio no está construido, el proveedor lo incluirá en el proyecto y será responsable de su ejecución e implementación. Si se incluye en el proyecto la instalación de energía eléctrica, el proveedor seleccionado asumirá la responsabilidad por la ejecución e instalación de la misma.

6. PLAN DE CAPACITACION EN OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO El Expediente Técnico deberá incluir la metodología, cronograma de actividades y presupuesto de la capacitación brindada por el contratista. 6.1. Metodología del Plan de Capacitación Indicar la metodología que el contratista empleará en su Plan de Capacitación, detallando la combinación de técnicas a emplear (charlas técnicas, reparaciones de fallas, visitas parcela por parcela, visitas grupales, etc), debiendo primar las clases prácticas y participativas. Se tendrá que definir el número de horas de entrenamiento por mes, la frecuencia de las actividades, entre otras características. Se deberán incluir como mínimo los siguientes temas, los cuales tendrán que ser debidamente desarrollados: -Componentes del Sistema de Riego

-Operación



-Puesta en marcha del sistema de riego -Apertura y cierre de válvulas de campo -Lecturas de equipos de medición y control -Regulación de caudales de operación en las tuberías multicompuertas -Tiempos de avance, recesión, infiltración, etc. -Reparación de fallas mas comunes -Operación de equipos de fertigación

-Otros temas relacionados -Mantenimiento -Limpieza de filtros -Limpieza de redes de distribución y tuberías multicompuertas -Limpieza de reservorios -Mantenimiento de motores de combustión -Otros temas relacionados 6.2. Cronograma de actividades del Plan de Capacitación El Programa de Capacitación deberá comprender la primera campaña, desde que se instala el sistema de riego. Se deberá consignar un listado de las actividades y su duración, así como su disposición en el tiempo, empleando un Diagrama de Gantt. Antes de instalar el sistema de riego y como primera actividad, el contratista deberá entregar un “Manual de Operación y Mantenimiento” que contenga el detalle de las actividades a desarrollar durante la primera campaña.

Cuadro 12. Cronograma de actividades del Plan de Capacitación Actividad Mes 1 Mes 2 Mes... Mes n Actividad 1

...... Actividad n


6.3. Presupuesto del Plan de Capacitación Se deberá adjuntar un presupuesto detallado del Plan de Capacitación a todo costo, tomando como referencia el siguiente modelo:

Cuadro 13. Presupuesto de Capacitación en Operación y Mantenimiento Actividad Costo (S/.) 1 Actividad 1 Costo 1 2 Actividad 2 Costo 2 ... ...... ... n Actividad n Costo n Total Costo total

Fuente. Elaboración propia El costo de cada actividad deberá cubrir todos los gastos necesarios desde movilidad y viáticos hasta materiales y honorarios profesionales. Los costos de capacitación no deberán exceder el 5% del costo total del proyecto, debiendo sustentarse detalladamente la modalidad de ejecución, los temas a tratarse, la frecuencia en que será dada dicha capacitación y la duración de cada tema.



7. PRESUPUESTO Y FINANCIAMIENTO 7.1. Presupuesto El presupuesto deberá incluir todos los elementos, accesorios y materiales que forman parte del proyecto y se deberá desglosar en sus diferentes componentes, tanto para el caso de proyectos que incluyan gastos referidos a la adquisición de equipos y componentes de riego tecnificado, unidades de bombeo e instalación y montaje de los equipos, obras civiles. Los costos de la infraestructura de riego complementaria y las obras civiles deben presentarse con el mayor nivel de detalle posible. No se aceptarán montos de precios unitarios ni valores totales de las cotizaciones que se ubiquen abiertamente fuera de lo que normalmente se encuentra en el mercado para las condiciones y características de cada obra. Será motivo de rechazo de los proyectos si existieren errores en los cálculos que deben efectuarse para determinar los valores de cada una de las partidas que conforman el presupuesto total de las obras. Las ofertas se presentarán en dólares americanos (US$) El costo por hectárea no podrá ser igual o mayor a 2,500.00 US$/ha, el beneficio por agricultor no podrá superar los US$ 6,000.00 y el costo máximo por proyecto deberá ser menor a US$ 250,000.00. El aporte del PSI será de hasta 80% de la inversión para beneficiarios con áreas menores a 10 ha y de hasta 60% de la inversión para beneficiarios con áreas mayores a 10 ha. Los proyectos deberán contar con un componente de capacitación para los beneficiarios, tanto sobre la operación y mantenimiento de la infraestructura de riego como al manejo eficiente del agua. Este componente será cofinanciado por los beneficiarios y el Estado. Deberán presentarse plantillas de metrados de cada componente del presupuesto con sus cálculos y gráficos respectivos en el Anexo 4, incluyendo un listado con las piezas según los ítem que forman parte del proyecto, señalando la unidad de medida (unidad, metro, rollo, etc.) y cantidad, según las especificaciones técnicas requeridas. 7.1.1. Presupuesto resumen El presupuesto resumen del proyecto deberá incluir como mínimo las partidas Elementos de Riego Tecnificado por Gravedad, Inversiones en Obras Civiles, Inversiones en Obtención de Energía y Gastos Diversos, tal como se indica en el modelo del siguiente cuadro, el mismo que también aparece en el Anexo Nº 4.2 de las “Bases y Anexos” del Concurso Público de Riego Tecnificado.



Cuadro 14. Presupuesto Resumido

ITEM VALOR (US$)

1,0 24.393,851,1 2.807,181,2 15.755,681,3 3.625,111,4 172,601,5 2.033,28

2,0 89.562,062,1 61.230,812,2 28.331,252,3 0,002,4 0,00

3,0 0,00

4,0 4.621,854,1 2.941,184,2 1.680,674,3 0,00

COSTO DIRECTO 118.577,76IGV 19% 22.529,77COSTO TOTAL DEL PROYECTO (S/.) 141.107,53

(US$) 43.417,70COSTO TOTAL POR HECTAREA (S/./ha) 5.496,98

(US$/ha) 1.691,38

25,67 haS/. 3,25 T / C


Capacitación en O&M del sistema de riegoMitigación de impacto ambiental

ABASTECIMIENTO DE ENERGIA ELECTRICA

GASTOS DIVERSOSFlete terrestre desde Lima

Red de conducción y distribuciónSectores de riegoCabezal de riegoEquipo de bombeo

Sellos, juntas y geomembranaCarpintería metálica y de madera

SISTEMA DE RIEGO POR GOTEO

Movimiento de tierrasObras de concreto

DESCRIPCIÓN

OBRAS CIVILESObras preliminares

7.1.2. Presupuesto desagregado El presupuesto desagregado, incluirá el desarrollo a nivel de detalle de todas las partidas globales indicadas en el presupuesto resumen del cuadro anterior. Se deberán consignar los rubros: ítem, descripción, unidad, cantidad, costo unitario, costo total, tal como se indica en el Anexo 4. Los precios unitarios que pudieran presentar variaciones significativas en función al lugar, tipo de terreno, etc. (por ejemplo, movimiento de tierras para reservorios), tendrán que estar debidamente sustentados con el análisis de costos unitarios. Se deberá incluir el costo desagregado de la mitigación de impactos ambientales durante la fase de ejecución, los mismos que deben haber sido analizados detalladamente en el Perfil Técnico. Se adjunta referencia de medidas de mitigación en proyectos de riego:



Nota. Posibles medidas de mitigación en proyectos de riego A continuación se citan una serie de acciones de mitigación comunes en proyecto de riego, a manera de referencia. 1- Control de: a)Ruidos, como consecuencia de las labores desarrolladas con maquinaría, para el caso exclusivo de zanjas y excavaciones en general, se tendría previsto emplear horarios de trabajo adecuados, que no interrumpan la tranquilidad del lugar. b) Mantenimiento de equipos y quemado de sólidos, principalmente para el uso de maquinarias pesadas empleadas en movimiento de tierras, se buscara minimizar o evitar derrames de lubricantes o residuos de labores de mantenimiento y de considerarlos necesarios se eliminarán en forma ordenada y correcta sin necesidad de realizar el quemado de los mismos dentro del campo. c) Polvos, durante la ejecución de las obras se buscará minimizar el levantamiento de polvo siguiendo algunas acciones, tales como: riego de caminos y regulación de velocidades máximas. d) Contaminación de suelos, se designarán lugares específicos para eliminar los desechos generados en campo, mediante la ubicación de botaderos, eliminando la posibilidad de que estos desechos tengan contacto directo con el suelo. e) Compactación del suelo, evitando sobrecargas en los caminos de servicio. f) Calidad del agua, dentro del área de proyecto se designará la ubicación de letrinas, en número necesario, evitando la contaminación de las fuentes de agua, además de restringir la eliminación de líquidos residuales en las mismas, mediante el uso de letreros. 2- Ocupación del suelo: se emplearán los espacios dispuestos y usualmente empleadas por el propietario, sin afectar zonas de vegetación natural. 3- Medidas de seguridad, durante la ejecución de las obras se prevendrá accidentes, con uso de señalizaciones, indicando lugares inflamables, ubicación de extintores de ser necesario, empleo de instrumentaría adecuada, de acuerdo a las labores desarrolladas. 4- Generación de conflictos, se respetarán la privacidad de los vecinos, así como el uso de servicios comunes y de interrumpir estos, se tomaran acuerdos comunes anticipando el desarrollo de las obras. 5- Mantenimiento de caminos de acceso, se tendrá especial cuidado de no deteriorar los caminos de servicio, caso contrario se responsabilizará al contratista para dejar en las mismas condiciones encontradas inicialmente. Tratándose de obras menores que no presentan gran riesgo, no se prevé contingencias que no puedan ser controladas con las acciones de mitigación previstas anteriormente; sin embargo se debería contar con centros asistenciales dentro del área de influencia de las obras para atender accidentes laborales y se tiene previsto que la supervisión exija al contratista el cabal cumplimiento de las medidas indicadas y la atención a estos posibles accidentes, además de preservar las condiciones iniciales.

Si el proyecto incluye medidas de mitigación, éstas tendrán que ser incluidas a detalle en el presupuesto desagregado y en resumen en el presupuesto resumido.



7.2. Financiamiento 7.2.1. Aporte por entidades

Del monto total indicado en el presupuesto, se deberá indicar en un cuadro el monto de participación como aporte propio de cada agricultor y el monto correspondiente al incentivo por parte del MINAG.

7.2.2. Aporte detallado por beneficiarios En este capitulo se exige presentar un cuadro de los aportes de cada uno de los beneficiarios del Grupo de Gestión Empresarial respectivo. Se debe tomar en cuenta el monto máximo del incentivo por beneficiario (US$ 6,000.00), el porcentaje máximo de participación del Estado (80% para áreas menores a 10 ha y 60% para áreas mayores a 10 ha) y el monto máximo por hectárea (US$ 2,500.00), entre otros datos establecidos en las “Bases y Anexos” de los Concursos. El aporte de cada uno de los beneficiarios deberá estar respaldado por documentos que se adjuntarán en el Anexo 9. A continuación se presenta un modelo para el cálculo de los aportes de los beneficiarios:

Cuadro 15. Aporte desagregado de los beneficiarios y el PSI Beneficiario Area Total

(ha) (US$) (US$) (%) (US$) (%)

1 Manuel Ventemilla Peña 5,20 9.372,65 3.372,65 35,98 6.000,00 64,022 Timoteo Briceño Zarate 5,00 9.012,16 3.012,16 33,42 6.000,00 66,583 Juan Barrientos Izquierdo 4,00 7.209,73 2.162,92 30,00 5.046,81 70,004 Angel Infante Balladares 4,30 7.750,46 2.325,14 30,00 5.425,32 70,005 Carlos Zapata Sanchez 4,64 8.363,29 2.508,99 30,00 5.854,30 70,006 Severiano Baldera Santamaria 4,50 8.110,94 2.433,28 30,00 5.677,66 70,007 Zobeyda Lucia Cardozo Lindeo 3,00 5.407,30 1.622,19 30,00 3.785,11 70,00

Total 30,64 55.226,52 17.437,32 31,57 37.789,20 68,43

1.802,43 US$/ha Tipo de cambio S/. 3,30

S/. 182.247,52

Aporte Propio Aporte PSI

Elaboración propia

8. ESTRATEGIA Y CRONOGRAMA DE IMPLEMENTACION 8.1. Estrategia de implementación Siendo el proyecto de riego a presentar un sistema integral basado en la conjunción de elementos interdependientes entre sí, se usará el sistema “llave en mano”, es decir, el proveedor encargado del diseño del sistema de riego, seleccionado por el grupo peticionario asumirá la responsabilidad por todas las partes componentes del mismo y posibles servicios complementarios, y lo entregará en pleno estado de operatividad. Para el caso de obras que no maneje directamente (construcción de reservorios, abastecimiento de energía eléctrica, obras civiles, movimiento de tierras, etc), el proveedor podrá subcontratar la construcción e implementación de los mismos, pero asumirá la responsabilidad total ante el PSI.

Referirse a la adquisición de equipos y materiales, el plan de entrega, indicando la modalidad a emplear y montaje in situ. Señalar si se requerirá alquiler de maquinaria para obras civiles, indicando cantidad, tipo y costo de alquiler para cada una de las obras: excavación de zanjas, construcción de reservorio, bases de concreto, bloques de anclaje,



caseta de protección, etc. Definir la modalidad de ejecución de las obras, precisando la forma y el cronograma que seguirá la misma. 8.2. Cronograma de implementación Será necesario definir el tiempo de ejecución del proyecto, en meses. Asimismo, tendrá que indicarse las fechas tentativas de inicio y finalización del proyecto. El horizonte de ejecución no debe exceder los 120 días (4 meses). La forma de presentar estos cronogramas es utilizando un Diagrama de Gantt, que es la representación en barras de las actividades a lo largo del horizonte de ejecución.

Cuadro 15. Cronograma de actividades de instalación del sistema de riego Actividad Mes 1 Mes 2 Mes... Mes n Actividad 1

...... Actividad n




ANEXOS



ANEXO 1. MODELO DE CARTA DE PRESENTACION*

*Tomado del Anexo Nº3 de las Bases y Anexos de los Concursos Públicos de Riego Tecnificado por Gravedad



________________ , ____ de ___________ del ________

Señores : PROGRAMA SUBSECTORIAL DE IRRIGACIONES

(ciudad).-

Atención : Dirección Ejecutiva

_________________________________________, identificado con DNI Nº ____________ y domiciliado en ______________________________________ , Representante del Grupo ______________________________, solicito la evaluación y aprobación del Expediente Técnico de dicho Grupo para su postulación a los beneficios del "Componente B: Riego Tecnificado" , el que será otorgado por medio del Concurso ___________________________.

Asimismo, declaramos nuestra total aceptación y conformidad a las Bases del presente Concurso en todos sus términos y condiciones, así como al contenido del Expediente Técnico presentado, no habiendo lugar a reclamos posteriores.

Adicionalmente presentamos nuestra propuesta de financiamiento en el siguiente cuadro:

DESAGREGADO DEL PRESUPUESTO SEGÚN APORTES

__________________________ REPRESENTANTE DNI Nº _____________ Nombre del Grupo:______________________________________________________ Extensión Total: _________ ha Extensión en el proyecto: __________ ha Localidad:________________________________ Junta de Usuarios: _________________________ Comisión de Regantes: _____________________

(+) Adjuntar Carta Poder legalizado por el que los integrantes del grupo delegan facultades al Representante para efectuar trámites ante el PSI y relacionados al Concurso

Descripción Monto (US$)

Porcentaje (%)

Aporte Propio del Beneficiario Incentivo A cargo del PSI Costo Total del Proyecto

MODELO DE CARTA DE PRESENTACIÓN



DATOS DEL QUE ELABORA EL PROYECTO

Empresa Consultora/Proveedor/ONG/Consultor Individual que elaboró el Proyecto: _____________________________________________________________________

Dirección: ______________________________________ Teléfono: _____________

Profesional Responsable: ________________________________________________

Profesión: _________________________________ Registro CIP Nº ___________

Correo electrónico____________________________

RELACIÓN DE INTEGRANTES DEL GRUPO PARTICIPANTE

Nº Nombre D.N.I. Nº Área Total Predio

Área Proyecto

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 . . . . Total grupo



ANEXO 2. ANALISIS DE LABORATORIO Y DOTACION DE AGUA



Anexo 2. Análisis de laboratorio y dotación de agua

Se deberán adjuntar los siguientes documentos técnicos:

1. Análisis de suelos

Adjuntar los resultados de los Análisis de Suelos emitido por una entidad reconocida, de acuerdo a lo señalado en el punto 1.2.2. del expediente técnico.

2. Análisis de aguas

Adjuntar resultados del “Análisis de Aguas” emitido por una entidad reconocida. 3. Dotación de aguas

Adjuntar documento de la Comisión de Regantes en el que se especifican las características de la dotación u oferta de agua, según se indica en el punto 1.2.7.



ANEXO 3. PLANOS DE DISEÑO



Anexo 3. Planos de diseño

Se deberá adjuntar el juego de planos indicado en el siguiente cuadro:

N°Nombre Contenido Código

1 Plano de Nivelación -Curvas de nivel diseñadas, movimiento de tierras (corte y relleno). Sectorización de riego N

2 Diseño Hidráulico del Sistema de Riego

-Diseño Hidráulico, Plano de Ubicación, Parámetros de Diseño, Parámetros de Operación, Leyenda, Norte Magnético, Coordenadas UTM DHSR

-Perfiles de las tuberías de conducción y distribución

3 Perfiles Longitudinales y Cortes -Un corte de cada diámetro de tubería PLC

-Equipo de Bombeo -Arcos de Riego

4 Detalles del Sistema de Riego -Desfogues y similares D

-Distribución de obras -Reservorio en planta, perfil y cortes

5 Reservorio y obras conexas

-Captación, canal de ingreso, desarenador, aliviadero, canal de limpieza y otros relacionados R

-Caseta de cabezal de riego -Cajas de seguridad para válvulas -Dados de anclaje

6 Otras obras civiles -Otros complementarios OC

Nota: se aceptarán como tamaño máximo planos en formato A1

1. Plano de diseño de nivelación

Extraído del plano topográfico, indicando la disposición de las curvas de nivel proyectadas, en el que se aprecien las características del terreno después de realizada la nivelación. Así mismo, se deberán remarcar los sectores de riego finales y la dirección de los surcos.

2.-Diseño Hidráulico del Sistema de Riego (vista en planta)

Los sectores de riego deben estar claramente expresados en el plano, señalando la dirección de surcos, identificación del sector y turno de riego, cultivo, propietario, área y caudal.

Se presentará el plano del diseño del sistema de riego sobre la base de un plano topográfico en escala 1:1,000 a 1:2,000 en función al área de fundo, con curvas de nivel a cada 20 cm, según la pendiente del terreno, el cual deberá representar claramente el desnivel entre la fuente de agua y las áreas a irrigar, las construcciones existentes en campo y las tabladas o áreas a desnivel delimitadas perimétricamente. El levantamiento topográfico deberá realizarse de preferencia con estación total, considerando un mínimo de 25 puntos de registro por hectárea, los cuales se ubicarán y acotarán en el plano.

El diseño del sistema de riego deberá indicar la fuente de agua, la disposición de los sectores y turnos de riego, diferenciando el trazo de tuberías multicompuertas, terciarias,



secundarias, primarias, arcos de riego, tapones finales y válvulas de purga. También se deberán acotar diámetros (mm) y longitudes (m) de tuberías y áreas (ha), cultivos, marco de plantación (mxm), caudales (m3/h) e identificación por sectores y turnos de riego de cada sector. Incluir parámetros de diseño, detalle de los turnos de riego, leyenda y membrete. Se tomará el modelo presentado en el Anexo N° 4.3 de las “Bases y Anexos” del Concurso Público de Riego Tecnificado (Formato para Presentación de Planos).

3. Perfil longitudinal y cortes

El objetivo de los perfiles longitudinales es representar el detalle del relieve del terreno y la tubería, así como la ubicación de sus respectivos accesorios (válvulas de aire, válvulas de seccionamiento, etc.). Se incluirán matrices principales, secundarias y terciarias para cada turno de riego, es decir, desde el cabezal hasta el sector critico de cada turno de riego. En muchos casos los primeros tramos serán los mismos y no será necesario repetirlos en cada turno. Las escalas recomendadas son: 1:1,000 para la horizontal y 1:100 para la vertical (cotas). Aunque las mismas podrían variar según la pendiente del terreno.

En cuanto a los cortes, se deberá presentar uno para cada diámetro de tubería, identificando las dimensiones de la zanja, los tipos de materiales en la misma, el diámetro de la tubería y otros.

4. Detalles del sistema de riego (cortes, elevaciones, etc.)

Se tendrán que identificar todos los elementos de cada componente del sistema de riego, de manera que los mismos tengan relación con los metrados y presupuestos:

-Toma principal (vista en planta y cortes) -Unidad de bombeo (vista en planta o perfil) -Arcos de riego (vista en perfil) o cámaras de carga -Desfogues típicos (vista en perfil)

5. Reservorio y obras conexas (vistas en planta y cortes)

Las obras conexas al reservorio son: captación, canal de ingreso, desarenador, canal de limpieza y otros relacionados. Se debe presentar cada componente con sus respectivos metrado de materiales, cortes, detalles y características principales. Para las secciones transversales la escala 1:100. Para las obras de arte se usará en general la escala 1:100 ó 1:50, y para detalles se usará la escala que sea apropiada entre las siguientes: 1.1; 1:5; 1:10; 1:20.

Además, se tendrá que adjuntar un plano de distribución de obras (vista en planta) en el que se aprecien las principales obras civiles complementarias u “obras de cabecera” (captación, reservorio, regulación, limpieza, etc.) con sus respectivos detalles, empleando escalas que permita distinguir las dimensiones y características mas relevantes.

6. Otras obras civiles

Se presentarán los planos de diseño de la caseta del cabezal de riego (planta, elevación principal, cortes y detalles), las cajas de protección de las válvulas, los dados de anclaje y otras obras civiles complementarias, con el debido nivel de detalle.



ANEXO 4: PRESUPUESTO DESAGREGADO, PLANTILLA DE METRADOS Y ANÁLISIS DE COSTOS UNITARIOS



Anexo 4. Presupuesto desagregado, plantilla de metrados y análisis de costos unitarios-

En este anexo se presentará el presupuesto desagregado y las planillas de metrados; éstas últimas provienen del presupuesto detallado y deben facilitar la identificación de todas las piezas y partes del sistema de riego. A continuación se presenta un ejemplo:

OBRA: INSTALACION DE SISTEMA DE RIEGO POR MULTICOMPUERTAS

VALLE:

DPTO.:

PROV.

DISTR.:

SECTOR: Fecha: Octubre del 2006

1,00 OBRAS PRELIMINARES 2.807,18 1,01 Almacen de obra Glb. 1,00 622,28 622,28 1,02 Cartel de Obra Unid. 1,00 385,25 385,25 1,03 Trazo, nivelación y replanteo ml 4.126,00 0,44 1.799,65

2,00 MOVIMIENTO DE TIERRAS 15.755,68 2,01 Excavación manual en material suelto (tuberías) m3 1.980,48 3,43 6.799,65 2,02 Cama de apoyo con material propio zarandeado (tuberías) m3 247,56 6,23 1.541,40 2,03 Eliminación de material excedente de relleno hasta 500 m (tuberías) m3 143,40 3,93 563,45 2,04 Relleno y compactado con material propio (tuberías) m3 1.589,52 4,31 6.851,18

3,00 OBRAS DE CONCRETO 3.625,11 3,01 Concreto simple f'c= 100 kg/cm2 (solados) m3 1,05 100,94 106,29 3,02 Concreto f'c= 175 kg/cm2 m3 8,44 204,61 1.726,94 3,03 Encofrado y desencofrado normal m2 33,00 17,43 575,32 3,04 Encofrado y desencofrado caravista m2 22,00 28,66 630,47 3,05 Acero de refuerzo fy=4200 kg/cm2 kg 228,20 2,57 586,09

4,00 SELLOS Y JUNTAS 172,60 4,01 Junta de dilatación con sello elastomérico de poliuretano (canal de captación) ml 10,50 16,44 172,60

5,00 CARPINTERIA METALICA Y DE MADERA 2.033,28 5,01 Compuerta Metalica : hoja 0.40 x 1.13 m (desarenador) Unid. 1,00 166,40 166,40 5,02 Tapa metalica 1.20x1.00m2, e=1/8" (medidor) Glb. 1,00 125,23 125,23 5,03 Tapa metalica 0.60x0.60m2, e=1/8" (valvula descarga Resevorio) Glb. 1,00 91,62 91,62 5,04 Caja de fierro 1/2" tipo "jaula" con candado (válvulas mariposa y de aire) Glb. 30,00 55,00 1.650,03

6,00 TUBERIAS, VALVULAS Y ACCESORIOS 89.562,06 6,01 Suministro e Inst. Tubería PVC, C-2.5, Ø 200 mm ml 1.329,00 14,86 19.747,73 6,02 Suministro e Inst. Tubería PVC,C-2.5, Ø 160 mm ml 2.380,00 9,68 23.040,05 6,03 Suministro e Inst. Tubería PVC, C-2.5, Ø 110 mm ml 417,00 7,53 3.141,60 6,04 Suministro e Inst. Tubería Multicompuerta, C-2.5, Ø 160 mm ml 1.814,00 8,24 14.939,31 6,05 Suministro e Inst. Compuertas para tubería multicompuerta de 6" Unid. 604,00 4,50 2.720,50 6,06 Suministro e Inst. de Tapones finales en tuberías multicompuertas Ø 6" Unid. 36,00 14,16 509,81 6,07 Suministro e Inst. Válvula Waffer Ø 6" con bujes bridados Unid. 21,00 483,89 10.161,63 6,08 Suministro e Inst. Válvula Waffer Ø 8" con bujes bridados Unid. 1,00 763,58 763,58 6,09 Suministro e Inst. Hidrómetro Ø 8" con bujes bridados Unid. 1,00 3.443,90 3.443,90 6,10 Desfogue final PVC Ø 160 mm Jgo 1,00 148,42 148,42 6,11 Desfogue final PVC Ø 110 mm Jgo 2,00 102,06 204,12 6,12 Suministro e Inst. Válvula de Aire Ø 2" Jgo 9,00 301,33 2.712,01 6,13 Suministro e Inst. Accesorios PVC Glb 1,00 8.029,40 8.029,40

COSTO DIRECTO 113.955,91 Gastos Generales ( %) - Utilidad ( %) - SUB-TOTAL 113.955,91 I.G.V. (19%) 21.651,62 TOTAL OBRAS 135.607,53

Capacitación en operación y mantenimiento del sistema de riego (incluye IGV) 2.000,00 Transporte y flete terrestre (incluye IGV) 3.500,00

TOTAL GLOBAL S/. S/. 141.107,53

Tipo de Cambio US$ 3,25 TOTAL US$ $43.417,70

Area Beneficiada (ha) 25,67 1.691,38 Costo por ha (US$/ha)

PRESUPUESTO DE OBRA

PART DESCRIPCION UND CANT. P. UNIT. S/. PARCIAL S/.



OBRA: INSTALACION DE SISTEMA DE RIEGO POR MULTICOMPUERTAS

VALLE:

DPTO.:

PROV.

DISTR.:

SECTOR: Precios a Octubre del 2 006

Partida: 1.01 Almacen de ObraRendimiento: 1 Glb/día Unidad: Glb

Cuadr. Unidad Cantidad Precio Parcial Sub-TotalMateriales 534,520

CLAVOS PARA MADERA C/C 3" KG 3,0000 2,940 8,820 ALAMBRE NEGRO # 16 KG 5,0000 2,940 14,700 CLAVOS PARA CALAMINA KG 2,0000 5,880 11,760 POSTE DE EUCALIPTO 2.5 M U 8,0000 5,040 40,320 LISTÓN DE 2" x 4" x 3.6 M U 8,0000 18,490 147,920 CALAMINA PLN 10,0000 12,610 126,100 TRIPLAY DE 4 MM PLN 10,0000 18,490 184,900

Mano de Obra 85,200 OPERARIO 0,00 H-H - 4,200 - OFICIAL 1,00 H-H 8,0000 3,150 25,200 PEÓN 4,00 H-H 32,0000 1,875 60,000

Herramientas 2,556 DESGASTE DE HERRAMIENTAS % 3,0000 85,200 2,556

Total Costo Unitario 622,276

Partida: 1.02 Cartel de ObraRendimiento: 4 U/día Unidad: U


CLAVOS PARA MADERA C/C 3" KG 0,0100 2,940 0,029 ALAMBRE NEGRO # 16 KG 0,0200 2,940 0,059 CARTEL PRE FABRICADO U 1,0000 336,130 336,130 LISTONES DE 2" x 4" x 3.6 M U 2,0000 18,490 36,980

Mano de Obra 11,700 OPERARIO 0,50 H-H 1,0000 4,200 4,200 PEÓN 2,00 H-H 4,0000 1,875 7,500



Partida: 1.03 Trazo, Nivelación y ReplanteoRendimiento: 2000 ml/día Unidad: ml


ESTACA DE MADERA 2"x2"x1' U 0,0100 0,840 0,008 PINTURA ESMALTE GLN 0,0100 22,690 0,227

Mano de Obra 0,068 TOPÓGRAFO 1,00 H-H 0,0040 5,250 0,021 OPERARIO 1,00 H-H 0,0040 4,200 0,017 PEÓN 4,00 H-H 0,0160 1,875 0,030

Equipo 0,131 TEODOLITO 1,00 H-M 0,0040 4,200 0,017 NIVEL TOPOGRÁFICO 1,00 H-M 0,0040 3,360 0,013 MIRAS Y JALONES 3,00 H-M 0,0120 8,400 0,101

Herramientas 0,002 DESGASTE DE HERRAMIENTAS 3% 0,068 0,002


ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS

Descripción

Descripción

Descripción



Partida: 2.01 Excavación Manual en Material Suelto (Tuberías*)Rendimiento: 4,5 m3/día Unidad: m3

Cuadr. Unidad Cantidad Precio Parcial Sub-TotalMateriales

- Mano de Obra 3,333

OPERARIO 0,00 H-H - 4,200 - PEÓN 1,00 H-H 1,7778 1,875 3,333


Total Costo Unitario 3,433 *El terreno es franco-arenoso y arenoso, libre de piedras

Partida: 2.02 Cama de Apoyo con material propio zarandeado (tuberías)Rendimiento: 8 m3/día Unidad: m3

Descripción Cuadr. Unidad Cantidad Precio Parcial Sub-Total

Materiales - -

Mano de Obra 6,045

OPERARIO 0,10 H-H 0,1000 4,200 0,420

PEÓN 3,00 H-H 3,0000 1,875 5,625 Herramientas 0,181

DESGASTE DE HERRAMIENTAS % 3,00 6,045 0,181 Total Costo Unitario 6,226

Partida: 2.03 Eliminación de material excedente de relleno hasta 500 m (tuberías)Rendimiento: 500,00 m3/día Unidad: m3

Cuadr. Unidad Cantidad Precio Parcial Sub-TotalMateriales -

- - - Mano de Obra 0,03


CARGADOR SOBRE LLANTAS 100/115HP - 2,0/2,35 Y31,00 H-M 0,016 168,07 2,69 CAMION VOLQUETE 6X4, 330 HP, 10 M3 1,00 H-M 0,016 75,63 1,21


Partida: 2.04 Relleno y compactado con material propio (tuberías)Rendimiento: 4,00 m3/día Unidad: m3


AGUA M3 0,1066 4,200 0,448 Mano de Obra 3,750


DESGASTE DE HERRAMIENTAS % 3,0000 3,750 0,113 Total Costo Unitario 4,310

Descripción

Descripción

Descripción

NOTA: Se deberá consignar el análisis de costos unitarios de TODAS LAS PARTIDASdel presupuesto, aunque en el presente ejemplo solo se presentan algunas de ellas con fines didácticos



ANEXO 5: CATALOGOS DE EQUIPOS DE RIEGO



Anexo 5. Catálogos de equipos de riego

Se deberán adjuntar los catálogos técnicos de los componentes más importantes del sistema de riego y los que inciden mayormente en el presupuesto, por ejemplo: tuberías multicompuertas, válvulas, tuberías de conducción, bombas, etc. En ellos se deberán distinguir toda la información técnica necesaria que da soporte a los diseños del sistema de riego. Hay que resaltar que solo se aceptará la información técnica (curvas de funcionamiento, rangos de operación, etc.) y no información comercial o de otra naturaleza que no contribuya con los cálculos y detalles de la ingeniería del proyecto.



ANEXO 6: COTIZACIONES DE EQUIPOS DE RIEGO



Anexo 6. Cotizaciones de equipos de riego

Las cotizaciones para los equipos de riego presentadas por los proveedores pre-seleccionados por el grupo peticionario, deberán estar firmadas por el profesional que realizó los cálculos y diseñó el riego, indicando su registro profesional. Se adjuntarán cotizaciones de los componentes que inciden mayormente en el presupuesto, por ejemplo: tuberías multicompuertas, válvulas, tuberías de conducción, bombas, etc.



ANEXO 7: MODELO DE CARTEL DE OBRA



3.50 mt.

2.50 mt.

4" x 5"4" x 5"

2.25 mt.

DIMENSIONES DEL CARTEL DE OBRA

AREA: hectáreas VALLE:

PROPIETARIO :

FUENTE DE FINANCIAMIENTO: BANCO MUNDIAL Y TESORO PUBLICO

EJECUTA::

MINISTERIO DE AGRICULTURA

" DESARROLLANDO LA CULTURA DEL USO EFICIENTE DEL AGUA "

PARCELA DEMOSTRATIVA DE RIEGO PRESURIZADO

COMPONENTE B: RIEGO TECNIFICADO

CONCURSO .............

PROGRAMA SUBSECTORIAL DE IRRIGACIONES



ANEXO 8: PLAN DE NEGOCIOS



Anexo 8. Plan de Negocios

El Plan de Negocios del Expediente Técnico deberá contener los mismos puntos y documentos contenidos en el Perfil, aunque se valorará cualquier avance que le de mayor sustento y valor agregado al documento.

A. Desarrollo del Plan de Negocios

-Idea del Negocio -Análisis de la oferta

-Volúmenes de producción y comercialización -Superficie sembrada -Rendimientos de cada cultivo dentro de la cédula propuesta -Evolución de estas variables en los últimos años -Potencial exportable4

-Análisis de la demanda -A quien se venderá la producción? -Que características tiene el comprador?. -Cual es la situación actual del mercado? -Cual es el tamaño de la competencia actual y potencial? -Que perspectivas de cambio se perciben en el mediano y largo plazo? -Cuales son las principales exigencias del mercado (calidad, oportunidad)?

-Análisis de precios -Precios en chacra. -Precios de venta al mayorista. -Precios de venta para la agroindustria. -Precios por calidad.

-Estrategia de comercialización

B. Sustentación del Plan de Negocios

El Plan de Negocio deberá incluir el sustento de las articulaciones con los actores de la cadena productiva para asegurar su ejecución; para ello, se exigen los mismos documentos previamente exigidos en el Perfil Técnico aprobado:

Cuadro. Documentos requeridos para sustentar el Plan de Negocios Actividad Objetivo Documento requerido en el

Expediente Técnico Documento requerido al 60% de Avance de Obra

Cultivo De alta rentabilidad Comercialización Asegurada Compromiso de Siembra Contrato de Siembra

Asistencia Técnica Asegurada por el Operador de Agronegocios

Carta de Intención Operador de Agronoegocios

Contrato con el Operador de Agronegocios

El Plan de Negocios Definitivo se presentará cuando el proyecto haya iniciado su fase de instalación, ya que como indica la cláusula 5.15. del Anexo Nº 06 (Modelo de Convenio de Financiamiento no Reembolsable) de las “Bases y Anexos” del Concurso Público de Riego Tecnificado, “es requisito que el Expediente Técnico presentado contenga un Plan de Negocios inicial y posteriormente, durante el proceso de ejecución de las obras una vez logrado un avance del orden del 60%, el Grupo deberá remitir por escrito al PSI el Plan de Negocios Definitivo, conteniendo la programación de siembras establecida con un contrato de siembras, el compromiso crediticio de cada uno de los miembros del grupo, además del compromiso de Asistencia Técnicadel Operador, también con un contrato con cada uno de los miembros del grupo”.

4 Este punto cobra especial relevancia porque los cultivos que promueve el PSI se orientan principalmente hacia la agro exportación, los cuales son en su mayoría lo s de mayor rentabilidad y los que exigen mayor nivel de innovaciones tecnológicas en el campo.



ANEXO 9: SUSTENTACIÓN DEL APORTE PROPIO DE LOS BENEFICIARIOS



Anexo 9. Sustentación del Aporte Propio de los Beneficiarios

Los beneficiarios tendrán que sustentar su capacidad económico financiera con alguno de los siguientes criterios (detallados en el Anexo 4, ítem 3.9.4. de las “Bases y Anexos”del Concurso de Riego Tecnificado):

-Constancia de depósito bancario de institución financiera reconocida por la SBS -Carta de compromiso de crédito de institución financiera reconocida por la SBS -Compromiso de proveedor de equipos de riego para otorgar un crédito -Otras formas de financiamiento debidamente sustentadas



NOTAS ADICIONALES

Nota 1: En el Expediente Técnico no se repetirán capítulos completos que ya hayan sido tratados en el Perfil Técnico y que no requieren mayor nivel de detalle.

Nota 2: Como en el Perfil ya se realizó la evaluación económica del proyecto y se demostró que era rentable, este punto no se exigirá en el Expediente Técnico. Sin embargo, las inversiones consignadas en el Expediente Técnico tendrán que estar dentro de los rangos permitidos por el análisis de sensibilidad realizado en el Perfil.

Nota 3: El Estudio del Impacto Ambiental tampoco se incluye en el Expediente Técnico porque ya fue analizado en el Perfil. Sin embargo, si hubiera costos de mitigación de impactos ambientales, tendrían que consignarse en el presupuesto del Expediente Técnico.

Nota 4: Declaración Jurada

La información consignada por el peticionario tiene carácter de Declaración Jurada; la información maliciosamente manipulada para favorecer la calificación del proyecto dará lugar a la descalificación del mismo y las acciones civiles y penales a que haya lugar, siendo de aplicación lo dispuesto en los artículos 6 y 7 de la Ley Nº 25035, “Ley de Simplificación Administrativa”. Se prestará particular atención a la veracidad de la información correspondiente a superficie agrícola, disponibilidad de agua, situación jurídica del predio, ubicación del predio, etc.



ANEXO COMPLEMENTARIO:

“MATERIAL DE AYUDA PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE RIEGO TECNIFICADO POR GRAVEDAD”

-ENSAYOS DE CAMPO PARA DETERMINAR LOS PARAMETROS DE RIEGO

-NIVELACION DE TIERRAS PARA RIEGO

-RIEGO POR CAUDAL DISCONTINUO



ENSAYOS DE CAMPO PARA DETERMINAR LOS PARÁMETROS DE RIEGO ***

a. Ensayos de avance del agua en los surcos.- Una vez trazados unos cuatro surcos en contorno espaciados a 0.8 metros ya 0/0 de pendiente hasta 200 m de longitud (las dimensiones del área regable solo permiten 200 mas de longitud) se marca con estacas cada 20 mts marcas que servirán para evaluar el avance tal como se ilustra seguidamente.

Al primer surco se aplica el caudal inicial de 0.6 l/s. Y se toma los tiempos de avance del agua dentro de él al paso por cada estaca, al mismo tiempo que se observa si este caudal a lo largo del surco produce erosión. Normalmente los primeros caudales son insuficientes y no erosionan, luego es necesario incrementarlos para aplicar al siguiente surco supongamos Q2 =1.0 l/s. Q3 = 0 2.0 l/s, Q4 = 2.5 l/s produciéndose idéntica forma que en el surco No 1 hasta encontrar el caudal que ocasione erosión en el suelo en este caso si suponemos que el caudal Q4 = 2.5 l/s es erosivo, concluiremos que Q3= 2.0 l/s es el máximo caudal no erosivo por tanto es el “caudal optimo de riego”.

CANAL DE

ALIMENTACION

0.0 m

20 m

40 m

60 m

QUINTO SURCO PARA EL

CAUDAL OPTIMO

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Figura Nº 33. Disposición de surcos para evaluar el avance de agua así como la velocidad de infiltración

Por otra parte todos los resultados de estos ensayos deberán ser anotados en una Hoja de Notas como se muestra en el cuadro siguiente:

*** Fuente. Olarte, W. 1987. Manual de Riego por Gravedad



Cuadro Nº 29. Resultados del Ensayo de Avance del Agua en los Surcos

Tiempos Transcurridos (Minutos)*

Distancia (m) Q1 = 0.6 l/s Q2 = 1.0 l/s Q3 = 2.0 l/s Q4 = 2.5 l/s

20 5 4 3 2 40 10 9 6 7 60 18 17 16 15 80 28 25 22 21 100 39 32 30 29 105 * 120 45 40 36 35 140 62 57 51 40 160 84 70 68 58 180 96 79 70 62 200 120 90 75 65

* Tiempo necesario para que el frente de agua llegue a la cola o final del surco

Nota: el caudal Q4 produjo arrastre de los materiales mas pequeños con ligero asentamiento de limo en el fondo de los surcos adoptándose por este hecho el caudal Q3 = 2.0 l/s como optimo.

Curvas de avance del agua en los surcos.-

El objetivo fundamental del ensayo de avance del agua en los surcos es el de confeccionar las curvas para cada caudal aplicado y determinar a partir de ellos la longitud máxima de los surcos.

A veces el caudal óptimo no puede ser aplicado en campo a la hora de efectuar el riego por limitaciones de la longitud de las parcelas, presencia de aguadas, etc., pese a que lo ideal resulta calcular la longitud de los surcos para el caudal óptimo de riego como se pretende en el ensayo.

Tomando un papel milimetrado donde en el eje de las ordenadas se colocan los tiempos transcurridos en minutos y en el eje de las abscisas las distancias recorridas en metros se ha confeccionado las 4 curvas respectivas y que aparecen en la figura No. 34.

b. Ensayo de la infiltración del caudal óptimo en el surco.- Conocido el caudal óptimo de riego se deberá realizar otro ensayo adicional al anterior para ver el comportamiento del agua aplicada con el caudal óptimo a lo largo del surco en términos de infiltración con la intención de evaluar el efecto hidrodinámico del agua en el suelo.

La mecánica del experimento consiste en efectuar un ensayo en un quinto surco, preparado previamente para tal fin, para ello se suelta el caudal optimo, en este caso Qi = 2.50 l/s por la cabecera del surco (caudal inicial) medido de preferencia en un conducto aforador WSC (la mecánica de medición se verá en el tema Nº 9) seguidamente se coloca otro aforador WSC a una distancia cualquiera del surco, por ejemplo a 60 m midiéndose en este un caudal final Qf = 1.16 l/s a los 20 minutos de haber soltado el caudal inicial en la cabecera (o tiempo de llegada del agua a los 60m del curso) la velocidad de infiltración (l) está dada por la relación:



Q4

Q3

Q2

Q1

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200DI S TANCI AS RECORRI DAS EN M ETROS

Figura Nº 33. Curvas de avance de agua en los suelos



0.80 m

1.00

l= Qi – Qf A

Donde:

Qi: Caudal inicial en cabecera de surco: 2.50 l/s Qf: Caudal final a 60 m de la cabecera : 1.66 l/s A : Área mojada del agua en el surco; 60 m largo x 1 m ancho = 60 m2

l= 2.50 l/s – 1.66 l/s = 0.0025 m3/s – 0.00166 60 m2 60 m2 l= 0.00084 m3/s = 0.000014 m/s 60 m2

l= 0.0014 cm/s = 5.04 cm/h

Cuadro Nº 30. Resultados del Ensayo de Infiltración con el caudal optimo en un surco de 200m

Para L = 105 m Σ = 1.20 l/s aproximadamente

(*) Para el cálculo de las velocidades de infiltración (l) en l/s/surcos de 20 m se ha procedido deduciendo de la siguiente forma:

5.04 cm/h = 50.4 mm/h = 504 m3/ha/h = 504,000 l/ha/h = 140 l/s/ha Si 140 l/s 1ha (10,000 m2) X 1 surco de 20 m (20 m x 1 m = 20 m2) X = 0.28 l/s/surco de 20 m.

Como quiera que el valor de la velocidad de infiltración no es constante sino que varía sistemáticamente con el tiempo (disminuyendo a cada momento), es necesario efectuar nuevas mediciones del caudal final cada 10 minutos; así habiendo iniciado a los 20 minutos las siguientes observaciones serán 30’ , 40’, 50’ etc. hasta que el caudal final se haga algo constante (velocidad final de infiltración) suponiendo a los 170’ calculando para cada tiempo de observación un valor de la velocidad de infiltración. Estos datos recogidos del ensayo se han sintetizado en el Cuadro Nº30.

Tiempos de Observación (T)

(Minutos)

Velocidad de Infiltración (l)

(cm/h)

Velocidad de Infiltración (l)

l/s/20m. *

20 5.04 0.28 30 4.50 0.25 40 4.00 0.22 50 3.64 0.20 70 3.12 0.17 90 2.70 0.15 110 2.44 0.13 130 2.11 0.12 150 1.84 0.10 170 1.71 0.09



Rectas de ensayo de infiltración

Si presentamos gráficamente los resultados del cuadro anterior en un sistema de ejes cartesianos, obtendremos dos curvas una ellas graficada y la otra con los tiempos y velocidades de infiltración de la infiltración acumulada, se notará una cierta desviación lógica de los valores puntuales ya que estos no siguen una curva normal de distribución por lo que es necesario transformar estas curvas en dos rectas de represión, en base a la ecuación potencial de Lens, Kostiakov, Criddle a traves de leyes estadísticas con la intención de lograr unas recetas de distribución normal y que obviamente tengan mayor representatividad y aceptación estadística. Si la infiltración esta dada por:

I = a Tb (31)

Donde:

I = Velocidad de infiltración (cm/h) T = Tiempo de riego (min) a = Coeficiente de infiltración acumulada en el tiempo de riego T b = Pendiente de la recta de infiltración

Aplicando logaritmos se tiene: log I = log a + b log T (32) Si llamamos Y a log I y X a log T, se tiene: Y = log a + b X (33)

Por otra parte las ecuaciones de las rectas están dadas por: y - y¯ = σ xy (x - x¯ ) σ x2 (34) Donde: σ xy = Σxy - Σx . Σy n

σ x2 = Σx2 - (Σx)2

n Al comienzo de la recta el valor de x = 0, luego las relaciones (34) y (33) se transforman en las relaciones (36) y (37) respectivamente.

y = y¯ σ xy (- x¯ ) σ x2 y = - y¯ σ xy ( x¯ ) σ x2 (36) y = log a + bx y = log a (37)

Estadísticamente la pendiente de la recta esta delimitada por:

b = σ xy σ x2 (38)



Para hallar la infiltración acumulada o dosis total integramos las infiltraciones parciales (I) en función al tiempo (t).

dA = Id 1 h = 60 minutos = 1/60

dA = I dt 60 (39) Reemplazando (31) en (39) se tiene:

dA = a Tb dt 60 (40) Integrando:

A = a Tb+1

60 (b+1) (41)

Aplicando logaritmos:

Log A = log a + (b+1) log T 60 (b+1) (42)

Si tabulamos las ecuaciones 33 y 42 para diferentes valores de tiempo encontraremos que cada caso (graficando en un papel logarítmico), los puntos que generan las rectas de velocidad de infiltración e infiltración acumulada respectivamente, figura Nº 35

Seguidamente, desarrolláremos los cálculos antes indicados utilizando para ello los resultados del ensayo de infiltración del cuadro Nº 30 y siguiendo las secuencias del cuadro Nº 31.

Cuadro Nº 31. Calculo analítico de las rectas de velocidad de infiltración e infiltración acumulada

Log T Log I

Tiempo Acumulado

T

Velocidad Infiltración

l x y xy x2

(min.) (cm/h)

20 5.04 1.3010300 0.7024305 0.9138832 1.6926790530 4.50 1.4771213 0.6532125 0.96487409 2.1818872040 4.00 1.6020600 0.6020600 0.96453622 2.5665962250 3.64 1.6989700 0.5611014 0.95329442 2.8864990870 3.12 1.8450980 0.4941546 0.91176367 3.4043867890 2.70 1.9542425 0.4313638 0.8429894 3.81906379110 2.44 2.0413927 0.3873898 0.79081476 4.16728410130 2.11 2.1139434 0.3242825 0.68551474 4.46875650150 1.84 2.1760913 0.2648178 0.57626775 4.73537317170 1.71 2.2304489 0.2329961 0.51968592 4.97490239

n=10 Σx = 18.4403980 Σy = 4.6538090 x¯ = 1.84403981 y¯ = 0.4653809 Σxy = 8.1236242 Σx2 = 34.8974283



σ xy = Σxy - Σx . Σy = 8.1236242 - 18.4403980 x 4.6538090 = - 0.458 n 10 σ x2 = Σx2 - (Σx)2 = 34.8974283 – (18.4403980)2 = 0.893 n 10

log a = y¯ - σ xy (x¯ ) = 0.4653809 - - 0.458 x 1.84403981 = 1.411 σ x2 0.893

log a = 1.411 a = 101.411

a = 25.76

b = σ xy = -0.458 σ x2 0.893

b = -0.513 Reemplazando estos valores en las ecuaciones 32 y 42, luego tabulando para diferentes valores de T, se tiene:

log I = log a + b log T log I = log 25.76 + (-0.513) log T log I = log 25.76 – 0.513 log T

I Ғ(t) para la primera recta.

Log A = log a + (b+1) log T 60(b+1)

Log A = log 25.76 + (-0.513 + 1) log T 60(-0.513 +1)

log A = log 0.882 + 0.487 log T

A Ғ(t) para la segunda recta.

T (min) I (cm/h)

T = 0' I = 25.76T = 10' I = 7.91T = 20' I = 5.54T = 30' I = 4.50T = 50' I = 3.46T = 100' I = 2.43

T (min) A (cm)

T = 0' A = 0.88T = 10' A = 2.71T = 20' A = 3.79T = 30' A = 4.62T = 50' A = 5.93T = 100' A = 8.31



Las rectas de velocidad de infiltración e infiltración acumulada son construidas con estos dos grupos de datos y aparecen en la figura Nº 35.

Para calcular la longitud adecuada del surco se pueden usar cualquiera de los métodos más usados para este fin, tales como el de Marr o el de Criddle; este es el mas utilizado no solo por su sencillez sino mas que todo por establecer una mayor eficiencia de riego.

10

9

8

6

7

5

4

3

2

10

9

8

7

6

5

4

3

2

10

9

8

7

6

4

5

3

2

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

DOSIS DE RIEGO Y VELOCIDAD DE INFILTRACION (cm/h)

TIEMPOS DE RIEGO (minutos) TIEMPOS DE RIEGO 120' = 2 horas

Velocidad de Infiltracion 22 mm/h

DOSIS = 90.9 mm

VELOCIDAD DE INFILTRACION

INFILTRACION

ACUMULADA

Figura Nº 35. Rectas de velocidad de infiltración e infiltración acumulada

El método de Criddle conocido también como la regla del cuarto dice que “la longitud del surco debe ser tal que el tiempo que tarda el agua en llegar de la cabecera a la cola del surco será igual a la cuarta parte del tiempo necesario para infiltrarse la dosis de riego”. En este caso como el tiempo para lograr la infiltración de la dosis de riego es de 120’ = 2 horas según la figura Nº 35 la cuarta parte será 30’ = ½ horas luego con este valor acudimos a la figura Nº 34 donde usando la curva del caudal optimo Q3 encontramos la distancia recomendable del surco en 150 metros aproximadamente.



En conclusión, los parámetros de riego para las condiciones planteadas son:

Qi = caudal optimo de riego = 2.10 lt/seg por cada surco Tt= Tiempo teórico de riego para infiltrar la dosis de máxima demanda = 120’ L = Longitud máxima de los surcos = 150 m

Como quiera que el objetivo de riego es humedecer una profundidad igual a la raíz en forma uniforme a lo largo del surco, el tiempo de oportunidad (To) que estará en contacto con el agua la parte final del surco será igual al tiempo teórico (Tt) = 120’ mas el tiempo que demora en recorrer los 105 m de longitud del surco que según la figura No. 34 es de 30’ aproximadamente al que se le denomina también tiempo de avance del agua (a) luego:

To = Tt + ta To = 120’ + 130’ = 150 minutos

En estas condiciones si: L = longitud del surco (150 m) e = espaciamiento entre surcos (1.0 m) * Qi = caudal inicial de riego (2.50 lt/Seg). To = tiempo de oportunidad (150 min)

La dosis media (Dm) de agua aplicada al surco es:

Dm = Qi . To 60 = 2.5 x 150 60 = 150 mm. e . L 1.00 x 150

* Para efectos de riego se requiere el ancho húmedo que como se ha visto anteriormente es de 1.00 m.

Finalmente la eficiencia de aplicación para el riego con un solo caudal

E Ғ = DҒ x 100 = 100 x 100 = 67% Dm 150

DҒ : Dosis necesaria de riego = 100 mm.

Dm : Dosis media aplicada al suelo = 150 mm

Como se puede notar, esta eficiencia de aplicación puede resultar baja , debido fundamentalmente entre otras causas, a las grandes perdidas de agua por escorrentía al final del surco cuando se riega con un caudal constante, por lo que resulta necesario reducir el caudal inicial (Qi) para obtener otro caudal reducido (Qr) 10 minutos después de que el agua haya llegado al final del surco (10 minutos es un tiempo mas o menos apropiado para que el caudal de salida por la parte final del surco se estabilice) con la intención de aumentar la eficiencia de aplicación.

Para obtener adecuadamente el caudal reducido se procede a la suma de las velocidades de infiltración en Lts/ seg para cada 20 metros de surco de ensayo que aparecen en el cuadro Nro. 30’ de donde se deduce que el valor aproximado es del 1.20 L/seg. Por consiguiente si l caudal inicial Qi = 2.50 l/seg y el tiempo de avance del agua en el surco Ta= 30’ y el tiempo de estabilización del caudal de salida Te = 10’ el tiempo inicial a regarse con este caudal será de 40’



Por otra parte el nuevo caudal reducido Qr = 1.20 l/seg que satisface la infiltración del suelo, reduciendo al máximo las perdidas por escorrentía y se regara un tiempo final (TҒ) de 110’ que resulta de restar el tiempo de oportunidad (To)= 150’ menos el tiempo inicial de riego (Ti) = 40’ con lo que la dosis media aplicada al suelo para estas nuevas condiciones de dos caudales inicial y final es la siguiente:

Dm = (Ta+Te) Qi + (To-Tf) Qr 60 e . L

Dm = (30+10) 2.5 + (150-40) 1.2 60 1.00 x 150

Dm = 132 mm

Con lo cual, la nueva eficiencia de riego sera:

EҒ = DҒ x 100 = 100 x 100 = 76 % Dm 132



NIVELACIÓN DE TIERRAS PARA RIEGO ***

La nivelación de tierras para el riego ha venido practicándose desde hace mucho tiempo en escala limitada, pero solo en los últimos años esta práctica ha ganado importancia en la mayor parte de las zonas irrigadas del mundo. La escasez de agua, que se produce a medida que se aumentan las áreas de cultivo; el costo cada vez mayor del agua de riego debido al aprovechamiento de fuentes de abastecimiento cada vez mas distantes o de mas difícil captación; el incremento continuo en el valor de la tierra y la necesidad de intensificar la producción agrícola para competir adecuadamente en los mercados, han creado la necesidad de aprovechar mas eficientemente las existencias de agua disponibles.

La nivelación de las tierras permite una mejor distribución del agua de riego y asegura un mejor control del agua de riego, la cual se traduce en cosechas mas uniformes, en menor costo de aplicación del agua, y en mayores rendimientos económicos. Para conseguir estos resultados, sin embargo se requiere un planeamiento cuidadoso del trabajo de nivelación, para realizarlo solamente cuando las condiciones locales lo justifiquen y cuando el costo del movimiento de tierra no sobrepase las utilidades adicionales que puedan derivarse del mismo.

Usualmente los trabajos de nivelación de tierras para el riego implican un alto costo inicial, pero en muchas ocasiones este costo se amortiza rápidamente con los provechos adicionales que se obtienen, si el trabajo ha sido cuidadosamente planeado y ejecutado.

Limitaciones de la nivelación.-

Prácticamente todas las tierras agrícolas bajo riego son susceptibles de mejorarse por medio de la nivelación pero antes de iniciar un trabajo de esta naturaleza debe establecerse si las tierras son o no aptas para la aplicación del agua por métodos superficiales de riego. Como se explicó en el capitulo sobre riego por aspersión, existen condiciones especiales de suelo y de topografía que hacen mas deseable el empleo de este método de riego. Tales condiciones (Ref. 5) pueden resumirse en la forma siguiente:

1. Suelos con un alto índice de infiltración donde la aplicación del agua por métodos superficiales se dificulta o se hace imposible debido al alto grado de infiltración del suelo.

2. Suelos de escasa profundidad donde cortes muy ligeros traerían a la superficie materiales impropios para el cultivo.

3. Suelos con una topografía muy accidentada, que haría excesivamente costoso el trabajo de nivelación.

4. Suelos con pendientes excesivos mayores del 10% donde la magnitud de los cortes producirían condiciones impropias para la agricultura y costos muy elevados para el movimiento de tierras.

5. Una napa de agua demasiada alta que podría crear problemas de desagüe. 6. La disponibilidad de un caudal de agua muy escaso.

*** Fuente. DRAT, UNALM. Manual de Topografía



Tipos de Nivelación.-

Aun cuando resulta un poco difícil establecer una clasificación de los trabajos de nivelación de tierras para el riego, debido a las muy variadas condiciones que pueden presentarse en la práctica, se han propuesto seis categorías o clases de nivelación, según la magnitud de los cortes y según la forma que se dé al relieve de los campos. Las seis clases mencionadas (Ref. 1) pueden describirse en la forma siguiente.

Clase 1: Dentro de esta categoría se incluyen aquellos trabajos que solo emparejan el microrelieve, suavizando las ondulaciones del campo. Esto tipo de nivelación no asegura por lo general, una distribución uniforme del agua de riego y se ejecuta generalmente como una paso previo para una nivelación posterior mas completa.

Clase 2: Esta clase de nivelación consiste en nivelar el terreno con una pendiente uniforme en una sola dirección establecida por la pendiente natural del terreno. Este trabajo impone a veces pendientes excesivas en la dirección del riego y en sentido transversal o impone el cultivo irregular de los campos. Se realizara cuando los fondos disponibles no permiten trabajos mas adecuados.

Clase 3: Esta clase consiste en nivelar el terreno con una sola pendiente longitudinal, eliminando las pendientes transversales. En algunos casos la pendiente dada es excesiva como para producir erosión, a menos que se usen bajos caudales de agua y surcos o melgas muy cortos.

Clase 4: Esta clase es similar a la anterior, pero con la pendiente longitudinal suficientemente reducida para permitir un riego normal sin que se produzca erosión del suelo.

Clase 5: Esta clase es también denominada nivelación a cero, por cuanto elimina completamente la pendiente del terreno. Se emplea cuando los terrenos no presentan problemas de drenaje; cuando los suelos son muy permeables y cuando es necesario lavar del suelo algún exceso de sales solubles.

Clase 6: Esta clase corresponde a la nivelación en terrazas y se usa generalmente cuando la pendiente natural del terreno está entre 1.0 y 5.0 por ciento. En estos casos la diferencia de nivel entre dos terrazas consecutivas debe ser menor que 0.60 metros. Cuando las terrazas se hacen muy amplias los cortes aumentan considerablemente, haciendo muy costoso el trabajo de nivelación.

La selección de la clase de nivelación, está principalmente subordinada a la topografía y a la pendiente del terreno, al costo del trabajo a la disponibilidad de fondos, el método de riego que habrá de usarse y a la retribución económica que pueda separarse como consecuencia de la nivelación.

Estudios preliminares.-

Los estudios preliminares necesarios para el planeamiento de una nivelación se pueden resumir en la forma que se indica a continuación.

Método de riego que habrá de usarse.- El método de riego que habrá de usarse estará principalmente determinado por la clase de cosecha que va a cultivarse, por la naturaleza del suelo y por la disponibilidad de agua en el fundo. El método de riego y la naturaleza física del suelo, así como la disponibilidad de agua determinan a su vez la longitud de los campos en el sentido de la pendiente, la inclinación longitudinal de los campos, y la pendiente transversal que puede tolerarse. El capitulo sobre Métodos de Riego y



especialmente la Tabla Nº 3 de dicho capitulo, establece las condiciones y las limitaciones de los distintos métodos de riego y permiten fijar hasta cierto punto las características que debe satisfacer el trabajo de nivelación que se proyecta.

Tiempo propicio para la nivelación.- Los trabajos de nivelación son obras más o menos demoradas según el volumen del movimiento de tierras y según la clase y la capacidad del equipo que se utilice para realizarlo. La operación del equipo se reduce notablemente cuando el tiempo es lluvioso debido a la interferencia de las lluvias y a la reducción en la eficiencia de operación de las maquinas cuando trabajan sobre terrenos húmedos.

Por estas razones será conveniente que el trabajo se ejecute en tiempo seco, lo cual requiere un estimativo previo de la duración del trabajo, en función del equipo disponible para realizarlo. Cuando se opera con traíllas de tamaño medio el rendimiento promedio para las varias clases de nivelación es de unas 2 hectáreas por día (Ref. 5) cuando el trabajo no puede realizarse todo en una estación planear su ejecución por etapas.

Desmonte o roza del terreno.- Cuando el terreno que va a nivelarse está cubierto por alguna vegetación natural, resultará necesario hacer el desmonte antes de iniciar el levantamiento topográfico, si la vegetación es de tipo arbóreo o arbustiva y en cualquier caso antes de iniciar el trabajo de nivelación. La presencia de alguna vegetación sobre el terreno impide al operador del equipo de nivelación observar las estacas del terreno para orientarse en la ejecución de los cortes y los rellenos. Por otra parte la vegetación dificulta la operación de las maquinas niveladoras y puede producir falsos rellenos.

Levantamiento Topográfico.- El levantamiento topográfico puede realizarse por medio de cualquier método estándar que produzca un mapa topográfico básico del área que se estudia. Sin embargo, cuando el levantamiento se realiza para ejecutar una nivelación precisa del terreno inmediatamente después conviene estudiar el proceso que se explica a continuación:

1. Estacada del campo.- Para estacar el campo deben localizarse en el terreno dos líneas normales entre si que correspondan en forma aproximada con dos lados del campo. Estas constituirán las líneas básicas, sobre las cuales se colocaran estacas cada 20 metros, fijando así los puntos que luego permitirán completar el cuadriculado del campo, colocando estacas en las intersecciones de las líneas normales que pasen por dichos puntos. La Figura Nº 1 ilustra este procedimiento de estacado.

Otro procedimiento que a veces resulta más expedito se ilustra en la Figura Nº 2; allí se han trazado primero en forma consecutiva las siguientes líneas AB, CD, EF y CH, con una distancia entre las líneas paralelas de unos 60 o 100 metros. Estas líneas son luego estacadas cada 20 metro, quedando el campo dividido en 6 áreas que luego se estacan a 20 metros por medio de visuales simultáneamente dadas entre las estacas ya localizadas.

Cuando el movimiento de tierras va a realizarse inmediatamente después del levantamiento, resultará conveniente usar estacas largas de 2” x ½” x 1.20 m clavadas firmemente para que sean usadas posteriormente como guía del operador en la ejecución de los cortes y de los rellenos, como se explicará mas adelante.



C

A B

Figura Nº 1.

G

A BC E

D

F

H

Figura Nº 2.



En trabajos pequeños o de poca precisión no será necesario el estacado total del campo, en cuyo caso las líneas básicas sirven para determinar los puntos de lectura de mira por medio de dos visuales simultáneas.

Una vez concluido el estacado será conveniente designar las estacas por medio de números en una dirección y letras en la dirección normal, a fin de poder localizarlos con facilidad (ver Figura Nº 1).

2. Acotamiento y dibujo.- El levantamiento topográfico se inicia luego con nivel de precisión, el cual debe armarse en un punto estratégico del campo, de tal manera que pueda tomarse la elevación del mayor numero de estacas posibles con una sola armada del aparato. La primera lectura será una vista mas (V+) tomada sobre un punto de referencia (PR) fijo, al cual se le asigna una altura convencional. En adelante se procederá a tomar vistas menos (V-) sobre cada uno de los puntos marcados por las estacas. El trabajo se continúa hasta agotar todas las lecturas de mira posibles desde la primera armada y luego se traslada el aparato hasta otra posición escogiendo un punto de cambio (PC) para continuar el levantamiento en la forma indicada anteriormente.

La Figura Nº.3 ilustra el procedimiento indicado y los cómputos necesarios para obtener las cotas correspondientes.

La precisión de las lecturas depende del grado de precisión deseado pero generalmente es suficiente una aproximación al centímetro para las lecturas de las estacas y una aproximación al milímetro para los puntos de cambio.

V+2.50

V-2.10

V-2.60

V-2.90

V+0.50

V-1.70

PR. Cota100.00

Cota102.50 2.10100.40

A.I100.00 2.50102.50 Cota

102.50 2.60 99.90

P.CCota102.50 2.90 99.60

A.I99.60 0.5010.10

Cota100.10 1.70 98.40

Figura Nº 3.

La mira debe colocarse de tal manera que las lecturas correspondientes permitan obtener un plano topográfico que represente la configuración real del terreno. Aun cuando por regla general debe colocarse siempre en el punto indicado por la estaca en ocasiones será necesario desplazarla un poco de dicho punto para evitar un montículo o una depresión pequeños de poca significación en el conjunto. La mira se coloca sobre el terreno en su condición natural pero cuando este ha sido arado o rastrillado previamente es conveniente compactar un poco con el pie, el punto de colocación.

El registro de las lecturas de mira y lo cómputos correspondientes puede realizarse en una libreta de campo de tipo corriente en cuyo caso las estaciones se identifican de acuerdo con los números y las letras que correspondan a cada estación. En trabajos de nivelación de este tipo sin embargo resulta más conveniente hacer los registros directamente sobre papel cuadriculado, papel este que servirá luego para dibujar en él mismo la topografía del terreno. En este caso los registros pueden hacerse en la



intersección de las líneas de cuadricula como se indica en la Figura Nº 4; una hoja de papel milimetrado montada sobre un tablero de dibujo es muy adecuado para esta clase de trabajos. En él puede usarse una escala de 1 en 1000, lo que dará cuadriculas en el papel de 20 x 20 milímetros correspondientes a las cuadriculas de 20 x 20 metros, del terreno.

Cota Lectura Original de Mira Cota Corte o Calculada Terraplén

Figura Nº 4

Las curvas de nivel se dibuja por interpolación visual aproximada y la distancia vertical entre las curvas puede seleccionarse de manera tal que se produzca una representación real de la configuración del terreno, sin comprometer la claridad del dibujo. La siguiente relación puede servir de guía para establecer el intervalo vertical entre las líneas de contorno:

El plano topográfico debe incluir los caminos interiores del fundo, la localización de los cercos existentes y la posición de la fuente de abastecimiento de agua.

Información sobre Suelos.- Mientras se ejecuta el levantamiento topográfico, será conveniente obtener alguna información sobre las características físicas de los suelos que van a nivelarse, su profundidad y las características de su perfil. Esta información será más adecuada cuando se dispone de un plano agrológico del campo que va a nivelarse.

Métodos de Riego y Áreas de Nivelación Separada.- Con el plano topográfico que se ha ejecutado y con la información agrológica obtenida se procederá a seleccionar los métodos de riego que van a emplearse de acuerdo con las especificaciones de cada método, según se resumen en la Tabla Nº 3 del capitulo sobre Métodos de Riego y se planeará el sistema de distribución que tendrá el fundo en el futuro.

También será conveniente dividir el campo en secciones de nivelación separada, cuando el terreno es muy grande y cuando la topografía es irregular o cuando la clase de nivelación necesaria es diferente.

Los factores que deben considerarse para hacer la división del campo pueden resumirse en la forma siguiente:

1. Cambios de pendiente indicados por la proximidad o distanciamiento de las curvas. En estos casos la línea divisoria entre los lotes debe trazarse a lo largo de la zona en que ocurre el cambio de pendiente.

2. Cambios en la dirección de la pendiente, lo que hará necesario cambiar la dirección del riego.

Int. Vert. (cm) = Pendiente en % x 10



3. Pendientes uniformes muy planas o muy inclinadas en extensiones grandes, donde será conveniente dividir el área de acuerdo con la máxima longitud de los surcos o las melgas necesarias.

4. Áreas con topografía muy irregular que hace difícil establecer una separación adecuada para los campos de riego.

5. Áreas con pendientes muy pronunciadas que no son propias para el riego por métodos superficiales.

La finalidad de estas divisiones es reducir la profundidad de los cortes y el movimiento de tierra para asegurar un trabajo más económico.

La Figura Nº 5 ilustra la manera de realizar estas divisiones.

Cuando sea necesario, dentro del sistema de distribución, construir acequias sobre terraplenes, será conveniente indicar en el plano de localización estas acequias y prospectar dichos terraplenes a los largo de las acequias correspondientes. Una faja de 0.30 a 0.50 metro de alto por 3 ó 5 metros de ancho, según el tamaño de la acequia es usualmente satisfactoria para la mayoría de las acequias internas de un fundo.

Diseño de la nivelación y cálculo del movimiento de tierras.-

Al diseñar la nivelación de un campo para el riego se desea dar al terreno una pendiente predeterminada, según las condiciones del suelo, según el método de riego que vaya a emplearse y según la clase de nivelación que se haya escogido o que sea posible. El objetivo del diseño es satisfacer los requisitos de pendiente necesarios produciendo el mínimo movimiento de tierra y de manera tal que los cortes satisfagan los rellenos necesarios.

Para cumplir este objetivo hay varios métodos que pueden denominarse en la forma siguiente:

1. Método de los perfiles simples 2. Método de los perfiles dobles



3. Método de las cuadriculas compensadas 4. Método del centroide

Los tres primeros se discutirán brevemente y el cuarto se explicará de manera detallada por ser relativamente simple y fácil de aplicar a cualquier condición de los terrenos.

Método de los perfiles simples.- Este método consiste en tomar una serie de perfiles equidistantes del terreno, en cada uno de los cuales se proyecta una rasante con la pendiente deseada, en forma tal que los cortes y los rellenos queden balanceados. Cada uno de estos perfiles, se asume representativo de la faja de terreno que atraviesa. Las fajas tienen un ancho igual a la distancia entre los perfiles. El procedimiento que debe seguirse para diseñar la nivelación se resume a continuación (ref. 6)

1. Se toman perfiles paralelos al sentido del riego que se dará al campo. Estos perfiles generalmente se trazan a lo largo de cada línea de estacas, de tal manera que en un terreno levantado con cuadriculas de 20 x 20 metros, la distancia entre los perfiles será de 20 metros.

2. Luego se trazan rasantes tentativas a lo largo de estos perfiles procurando en cada caso que los cortes satisfagan los rellenos. La pendiente de las rasantes no tendrá que ser uniforme en toda su longitud pero debe satisfacer los requisitos impuestos por los métodos de riego que se hayan adoptado.

3. Las cotas de estas rasantes son luego usadas para dibujar perfiles transversales a fin de verificar si la pendiente transversal del terreno satisface los requerimientos de la clase de nivelación y de método de riego adoptados.

4. El trabajo se continúa a base de tanteos regresando al numeral 2 en caso de que la verificación realizada en el numeral 3 no sea satisfactoria.

5. Las diferencias de cotas entre los perfiles originales y sus correspondientes rasantes representan los cortes o los rellenos necesarios.

6. La suma de los cortes en cada estación de 20 metros multiplicada por el área de una cuadricula representa el volumen total de corte. Este volumen debe ser entre un 10 y un 30 por ciento mayor que el volumen de relleno necesario.



A

B

C

D

98.00

98.50

98.50

98.50

98.50

98.50

98.50

99.00

99.50

100.00

99.50

PLANO TOPOGRAFICOEscala: 1 cm - 25 m

100.00

99.00

98.00

PERFIL C - C

100.00

99.00

98.00

PERFIL D - D

Pendiente Longitudinal = 0.4 %

Elevaciones ---- 1cm - 1m

99.00

98.00

PERFIL A - A

100.00

99.00

98.00

PERFIL B - B

Figura Nº 6. Nivelación por medio de perfiles simples



Este método es un poco elaborado por razón de los tanteos necesarios, especialmente en terrenos muy irregulares y muy grandes. Tienen su mejor aplicación en terrenos de poca extensión y de topografía regular (ver Figura Nº 6).

Método de los perfiles dobles.- Este método es similar al anterior con la diferencia de que los perfiles longitudinales y transversales se ejecutan sobre el mismo plano, colocando a escala, sobre líneas inclinadas a 45°, en cada estación la cota del terreno correspondiente. Se produce así un plano de relieve que representa las tres dimensiones del terreno, como se muestra en la Figura Nº 7. El procedimiento a seguir en este método se explica a continuación:

1. Sobre los perfiles trazados como se indicó arriba, se trazan varias rasantes en ambas direcciones para estudiar las pendientes generales que pueden darse al terreno y que encajan dentro de los límites establecidos por el método de riego que vaya a usarse.

2. Una vez que se haya establecido la dirección que habrá de darse al riego se procede a trazar rasantes tentativas en todos los perfiles en el sentido del riego y con la pendiente adecuada, procurando al mismo tiempo que las rasantes resultantes en el sentido transversal satisfagan los requisitos de pendiente necesarios en este sentido.

3. Los cortes y los rellenos se miden a escala y se computan en la misma forma que se indicó para el método anterior.

Este método tiene la ventaja de presentar de manera muy aparente la configuración total del terreno, haciendo posibles un estudio mas claro del trabajo.

Método de las cuadriculas compensadas.- Este método, que consiste en compensar el corte que se haga en cada cuadricula con el relleno necesario en otra, se ejecuta en la forma siguiente:

1. Se hace un estudio general del plano topográfico, tratando de localizar las zonas altas que requieren corte y las zonas bajas que requieren relleno y tratando también de definir la dirección más conveniente de riego.

2. Luego se indican sobre el plano, cortes tentativos en las cuadriculas altas y rellenos

tentativos en las áreas bajas, balanceados con dichos cortes. Este es un proceso de tanteo que se completa cuando al verificarse la nueva topografía dada al terreno, se obtienen las pendientes deseadas.

3. La suma de los cortes de cada cuadricula, por el área de una cuadricula, representa el volumen total de corte, el cual debe ser un 10 a un 30 por ciento mayor que el volumen de relleno necesario.

Método del Centroide.- El método del centroide es en realidad una derivación del método inicialmente adaptado a los trabajos de nivelación por Givan (Ref. 4) y posteriormente perfeccionado por Chugg (Ref. 2) con el nombre de método del cuadrado mínimo y de los perfiles promedios, que no se discutirán en este manual. El método del centroide es relativamente simple en su aplicación y tiene la ventaja adicional de ofrecer una solución directa del problema. No produce, como el método del cuadrado mínimo, las pendientes que rinden el mínimo volumen de corte para una pendiente pre-establecida. En realidad en casi todos los problemas de nivelación para el riego, las pendientes necesarias se fijan previamente, en función del método de riego que se adopte y de las perspectivas económicas del trabajo de nivelación. Es por esto que el método del centroide ha encontrado una amplia aceptación entre los Ingenieros asociados con esta clase de trabajos.



A

B

C

D

1 2 3 4 5 6

Escala Horizontal: 1 cm - 25 mEscala Diagonal: 1.41 cm - 1 m

Topografia original

Rasantes del plano de nivelacion

Pendiente longitudinal = 0.4 %

Pendiente transversal = 0.0 %

Figura Nº 7. Nivelación por medio de perfiles dobles (ver topografía de la Figura Nº 6)

A2A1

A3

X1

X2

X3

Y1 Y2 Y3

X

Y

X = X1A1 + X2A2 + X3A3 A1 + A2 + A3

Y = Y1A1 + Y2A2 + Y3A3 A1 + A2 + A3

Y - Y

X - X

Fig. Nº 8 Determinación del centroide por el método de los momentos.



El método consiste en hacer pasar un plano imaginario, con las pendientes longitudinal y transversal que se deseen, por el centro geométrico o centroide del área considerada. La intersección del plano imaginario con el terreno, en el centroide se produce teóricamente a la altura media ponderada del terreno, llamada también la altura del centroide.

A continuación se explica por etapas el procedimiento a seguir con dicho método:

1. Localización del centroide.- En las áreas rectangulares el centroide está localizado en la intersección de las diagonales y en las áreas irregulares el centroide puede localizarse, dividiendo el área en secciones de forma regular y tomando momentos alrededor de dos ejes de coordenadas normales entre sí. La Figura Nº 8 ilustra la ubicación del centroide en un área irregular por el método de los momentos.

Cuando las áreas son muy irregulares resulta mejor determinar la localización del centroide por medio del método gravimétrico, que consiste en cortar un cartón a escala con la misma forma del área que se considera y colgarlo en posición vertical desde dos o más de sus esquinas en forma sucesiva. Una plomada que tenga su origen en el mismo punto que sostiene al cartón pasará por el centroide del área, de tal manera que dos o mas posiciones diferentes producirán sendas líneas rectas que interceptan en el centroide del área. Una vez localizado el centroide en el cartón se traslada al plano usando la escala que corresponda. En la práctica, para facilitar los cálculos posteriores el centroide se desplaza hasta la intercepción más próxima de las líneas que limitan las cuadriculas.

Este método es muy práctico y sencillo y ha sido muy generalizado en esta clase de trabajos. La Figura Nº 9 ilustra el procedimiento que debe seguirse.

2. Determinación de la altura del centroide.- Para determinar la altura del centroide el campo se divide en cuadriculas de tamaño uniforme y se asume que la altura de cada cuadricula del terreno es la altura del centro de la misma. En esta forma la altura medio ponderada del campo, o sea la altura del centroide será la relación entre la suma de los productos del área de cada cuadricula por su altura correspondiente y la suma de las áreas de todas las cuadriculas.

Expresado en una formula, esta relación tiene la forma siguiente:

Hc = Σ(h x a)

Σa

O

OP

P

Centroide

AlfilerAlfiler

Posicion 2da

PlomadaPosicion 1ra

Plomada

Figura Nº 9.



En la Figura Nº 9 la altura del centroide podría expresarse en la forma siguiente:

Hc = Σ(h x a) = h1 x A1 + h2 x A2 + ………………+ h13 x A13 + h14 x A14

Σa A1 + A2 +………….. + A13 + A14

Para evitar el uso de cifras con varios guarismos, lo que haría un poco elaborado el proceso, y debido a que la mayoría de las cuadriculas tiene un área igual, se acostumbra considerar a cada cuadricula completa como una unidad en tanto que las cuadriculas fraccionarias, se incluyen en los cómputos como una fracción de la unidad. En esta forma la altura del centroide en la Figura Nº 10 podría determinarse más fácilmente con la siguiente expresión:

Hc = h1 + h2 + h3 + ¾ h4 + h5 + h6 + h7 + ¼ h8 + h9 + h10 + 5/8 h11

8 + ¾ + ¼ + 5/8

La altura del centroide así determinada puede tener un ligero error debido a que la altura del centro de cada cuadricula puede no ser la altura media cuadricula y también porque en las áreas marginales fraccionarias la altura de estas no se tome en el centro de las mismas. El error, sin embargo, es muy pequeño debido a que las cuadriculas se toman de áreas pequeñas, en relación con el área total y porque los errores que se cometen al asumir la altura media de las cuadriculas igual a la altura media del punto medio de las mismas es unas veces positivo y otras negativo, lo que tiende a reducir el error total.

h1 h2 h3 h4

h5 h6 h7

h9 h10 h11

a1 a2 a3 a4

a5 a6 a7

a9 a10 a11

h8

a8

Figura Nº 10



3. Pendientes del plano.- Cualquier plano que pase por el centroide a la altura que se ha calculado producirá un balance entre los cortes y los rellenos del campo. Resulta ahora necesario determinar las pendientes longitudinal y transversal que debe darse a dicho plano. Para esto pueden usarse dos criterios diferentes, según la topografía y la inclinación deseada y las limitaciones que imponga el método de riego adoptado. Estos dos criterios son:

a) Darle al plano las pendientes longitudinal y transversal promedias del campo. b) Darle al plano las pendientes impuestas por el método de riego que se ha adoptado.

El primer caso producirá el volumen mínimo de corte, pero sólo podrá aplicarse cuando las pendientes promedio resultantes caigan dentro de los límites tolerados por el método de riego que se adopte. El segundo caso produce cortes mayores a medida que los pendientes del plano se alejan de las pendientes naturales promedio del terreno, pero es el criterio que debe primar si la finalidad de la nivelación es una máxima eficiencia en la aplicación del riego y riegos mínimos de erosión.

Las pendientes promedio longitudinales y transversal, naturales del terreno se obtienen como se indica en la Figura Nº 11.

De acuerdo con el método del cuadrado mínimo (Ref. 5) las pendientes que mejor se acomodan a los perfiles promedios longitudinales y lateral del campo, se obtienen por medio de la fórmula siguiente:

Σ(D h ) - (ΣD) (Σh )

S = _n_____

Σ(D)2 - (ΣD)

2

n

Donde:

S= Pendiente promedia del campo en sentido longitudinal (S1) o transversal (St) según la

dirección en que se tomen los factores de la fórmula.

D= Distancia normal desde el punto de origen (0) hasta la estación del perfil promedio

que se considera.

h= Altura del campo en la estación considerada del perfil promedio.

n= Número de estaciones del perfil promedio considerado.

Para facilitar los cálculos, la longitud del lado de una cuadrícula se considera igual a la unidad y los ejes de las coordenadas se colocan a media unidad d distancia de los lados del área que se estudia.

Guí

a pa

ra la

Ela

bora

ción

de

Exp

edie

ntes

Téc

nico

s de

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go T

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o

h1

h2

h3

h4

h5

h6

h7

h9

h10

h11

h8

C B A

12

34

Sh

Sh

1S

h2

Sh

3S

h4

Sh

Sh

c

Sh

b

Sh

a

hS

h1

3

Sh

2

3

Sh

3

3

Sh

4

2

h Sh

c

4

Sh

b

4

Sh

a

3

Sh

T

Sh

T

1

1

D1

D2

D3

D4

Sh1

3

Sh2

3

Sh3

3

Sh4

2

Per

fil

pro

med

io W

- E

Pen

die

nte

pro

med

io

D1

D2

D3

Sh

c

4

Sh

b

4 S

ha

3

Perfil promedio N - S

Pendiente promedio

F

igur

a. N

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Det

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s pe

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natu

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s pr

omed

io d

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terr

eno.



En la Figura Nº 10 los valores de los distintos factores que entren en la fórmula anterior son los siguientes:

Pendiente promedio N – S = St

Σ(D h) = ΣhC 2 Σhb 3Σha 4 4 3

Σ(D) = 1 + 2 + 3

Σ(h) = ΣhC Σhb Σha 4 4 3

Σ(D)2 = 1 + 4 + 9

(ΣD)2 = (1 + 2 + 3)2

n = 3

Pendiente promedio W – E = S1

Σ(D h) = Σh1 2 Σh2 3Σh3 4Σh4 3 3 3 2

Σ(D) = 1 + 2 + 3 + 4

Σ(h) = Σh1 Σh2 Σh3 Σh4 3 3 3 2

Σ(D)2 = 1 + 4 + 9 + 16

(ΣD)2 = (1 + 2 + 3 + 4)2

n = 4

Cuando las pendientes longitudinal y transversal del plano deben ser seleccionadas para satisfacer los requisitos del método de riego adoptado, se consultará la tabla No. 3 del capitulo sobre Métodos de Riego y se continúa el proceso.

4. Altura de plano de nivelación.- Cuando se discutieron los tres primeros métodos de nivelación se indicó la necesidad de que el volumen de corte sea entre un 10 y un 50 por ciento mayor que el volumen de relleno. Esta alta proporción de los cortes sobre los rellenos por la mayor compactación que sufren las tierras del relleno, cuando se trabaja con equipo pesado, por desperdicio inevitable de parte del material de corte y por la tendencia de los tractoristas que ejecutan el trabajo, de acumular más tierra en el centro que en los lados de las fajas de tierra trabajadas. Usualmente al porcentaje adicional de corte necesario es mayor en los suelos pesados que en los suelos arenosos.



Por esta razón, el plano de nivelación debe colocarse un poco más bajo que el centroide, pero paralelo al plano ideal que pasa a la altura del centroide. El plano ideal produciría un volumen de corte igual al volumen de relleno necesario, y un plano paralelo más bajo, aumentará los cortes y reducirá los rellenos en proporción con la distancia que se baje dicho plano. La distancia vertical necesaria entre el plano dicho plano. La distancia vertical necesaria entre el plano ideal y el plano de nivelación es solo de unos pocos milímetros que se establecen rápidamente al tanteo.

5. Determinación de los cortes y rellenos.- Conocida la altura del plano de nivelación en el centroide y las pendientes longitudinal y transversal de dicho plano, resultará una operación simple establecer los cortes y los rellenos en cada una de las intersecciones de las líneas que limitan las cuadrículas, siendo así que la distancia entre estas intersecciones, son conocidas y uniformes. Por ejemplo, si la altura del centroide fuera de 9.00 m.; la pendiente W – E de 0.2% y la distancia entre las intersecciones, de 20.00 m., la altura de la intersección próxima superior sería de 9.04 m. y la altura de la intersección inmediata inferior sería 8.96 m.

Este sistema se continúa en todas las intersecciones para obtener las alturas de todas ellas, correspondientes al plano de nivelación.

La Figura Nº 12 ilustra el procedimiento arriba explicado para determinar las cotas del plano de nivelación.

6. Cálculo de los cortes y rellenos.- La cantidad de corte o de relleno en cada intersección será la diferencia entre la cota original del terreno y la cota calculada del plano de nivelación. Los cortes o rellenos correspondientes se marcaron en el dibujo como se indica en las Figuras Nº 4 y 12.

El volumen total de corte será la suma de los productos entre el corte de cada intersección por el área de influencia respectiva de la misma. Como el área de la mayoría de las cuadrículas es igual, para realizar los cálculos, será conveniente que el área de cada cuadrícula completa se considere igual a la unidad y el de las cuadrículas marginales incompletas, como una fracción de la unidad, de la misma manera que se procedió para determinar la altura de centroide. Expresado en una fórmula, el volumen de corte puede indicarse en la forma siguiente:

Vc = (Σc) x Nc x a

Donde:

Σc = Suma de los cortes. Vc = Volumen de corte. Nc = Numero de cuadriculas de corte. A = Área de una cuadricula completa.

De la misma manera el volumen total del relleno tiene la siguiente expresión:

Vr = (Σr) x Nr x a

Donde:

Σr = Suma de los rellenos. Vr = Volumen de relleno. Nr = Numero de cuadriculas de relleno. A = Área de una cuadricula completa.



0.28 C

0.10

9.68

9.90

0.17C

0.20

9.63

9.80

0.17 C

0.25

9.58

9.75

0.17 C

0.30

9.53

9.70

0.07 C

0.30

9.63

9.70

0.07 C

0.35

9.58

9.65

0.07 C

0.40

9.53

9.60

0.07 C

0.45

9.48

9.55

0.02 C

0.40

9.58

9.60

0.07 C

0.45

9.53

9.55

0.03 R

0.55

9.48

9.45

0.08 R

0.65

9.43

9.35

0.07 C

0.50

9.43

9.50

0.18 R

0.80

9.38

9.20

0.03 R

0.50

9.53

9.50

0.13 R

0.85

9.48

9.35

0.18 R

0.75

9.43

9.25

0.18 R

0.80

9.38

9.20

0.23 R

0.90

9.33

9.10

A

B

C

D

1 2 3 4

Centroide

Altura del centroide = 9.48 m. Corrido a estación B – 3 = 9.48 + 9.60 – 9.45 = 9.55 m. 2 Bajando 2 cm. Para asegurar mayor corte que relleno: 9.55 – 0.02 = 9.53 m.

Figura Nº 12. Desplazamiento del centroide y determinación de cortes y rellenos

10.880.22 10.700.20 10.780.22 10.780.18

10.32

10.46

0.12

0.14

10.34

10.50

0.10

0.16

10.34

10.54

0.06

0.20

10.37

10.58

0.05

0.21

10.05

10.20

0.05

0.15

10.20

10.24

0.16

0.04

10.25

10.28

0.17

0.03

10.28

10.32

0.18

0.04

10.42

10.62

0.06

0.20

10.25

10.36

0.09

0.31

9.88

10.000.12

9.90

10.040.14

10.00

10.080.08

9.96

10.120.16

9.98

10.160.16

10.800.18 10.790.13 10.820.12 10.870.13

10.45

10.66

0.05

0.21

10.53

10.70

0.09

0.17

10.80

10.74

0.12

0.14

10.38

10.40

0.18

0.02

10.34

10.44

0.10

0.10

10.34

10.48

0.06

0.14

10.02

10.200.18

10.00

10.240.24

10.01

10.280.27

Pendiente de riego 15 mm/m.Acequia de

CabeceraC

C

Cota

Calculada

Corte

Relleno

Cota

Original

Nomenclatura Distancia en metros

0 24 48 72

10.00

10.50

11.00

Elevacion - metros

PERFIL A TRAVES DE C-C

Fig. Nº 13 Porción de una nivelación en terrazas paralelas de ancho uniforme con la acequia de cabecera normal a la dirección del riego



La relación entre Vc y Vr debe ser mayor que la unidad según el porcentaje adicional de corte que se haya establecido previamente, según las características del suelo, como se explicó anteriormente. En caso de que el porcentaje adicional de corte no satisfaga la proporción establecida, se precederá a subir o a bajar el plano de nivelación, repitiendo el procedimiento explicado hasta obtener la proporción correcta de corte y de relleno.

La fórmula siguiente permite calcular la distancia vertical aproximada que debe subirse o bajarse el plano de nivelación con relación a la altura del plano del primer tanteo.

d = Vc - Vr (1- P) P Ar + At

Donde: d = Distancia que debe subirse o bajarse el plano, en m. Vc y Vr = Volúmenes de corte y relleno en m3

P = Porcentaje adicional de corte necesario Ar y At = Áreas de relleno y total en m2

Nivelación en Terrazas.-

En ocasiones, cuando los terrenos tienen una pendiente excesiva, entre uno y cinco por ciento, puede resultar necesario o conveniente realizar un trabajo de nivelación de clase 6 a fin de reducir los cortes para aminorar al costo total del trabajo. Esta clase de nivelación busca la formación de una serie de terrazas consecutivas escalonadas en el campo.

El procedimiento a seguir para diseñar este tipo de nivelación es esencialmente igual al que se describió anteriormente, con la diferencia de que antes de iniciar los cómputos necesarios, debe estudiarse cuidadosamente el plano topográfico para establecer en él los límites de las terrazas, los cuales se colocan generalmente siguiendo en forma aproximada las curvas de nivel. Posteriormente se procede a realizar los cómputos necesarios para la nivelación de cada terraza en forma individual, como si se tratara de un área separada de nivelación.

La Figura Nº 13 ilustra una porción de un trabajo de nivelación en terrazas de ancho uniforme en donde el riego se ejecutará a lo largo de las terrazas, con una pendiente uniforme de 2 por mil. En este caso el ancho de las terrazas es de 24 metros y el terreno se dividió en cuadrículas de 20 por 24 metros. Se observará que en la línea que limita dos terrazas consecutivas, es necesario realizar cortes y rellenos, lo que introduce una ligera modificación en la nomenclatura que se sugirió en la Figura Nº 4 para la nivelación de terrenos con un solo plano. Los cortes, en este caso se indican con lápiz rojo en la parte inferior izquierda de las intersecciones y los rellenos, con lápiz azul en la porción superior izquierda de las mismas.

Marca de las Estacas.-

En trabajos de precisión, en los cuales es conveniente tener todo el campo a nivelar estacado en cuadrículas de 20 x 20 metros, resultará indicado marcar en cada una de las estacas, los cortes o rellenos necesarios en las mismas, de una manera convencional, clara y precisa, que sirva de orientación al operador del equipo nivelador. Una forma práctica de hacer estas marcas se indica en la Figura Nº. 14. Todas las estacas, en corte o en relleno son marcadas con una línea de referencia, colocada a 30 centímetros del



nivel original del suelo, en el punto correspondiente. Las estacas colocadas en terreno de corte, se pintan de rojo en una porción de longitud igual al corte necesario, medida desde su extremidad superior, y las estacas situadas en áreas de relleno se pintan de azul en una porción de longitud igual al relleno necesario, comenzando desde el nivel original del suelo.

Corte

Rojo

Linea de

Referencia

Relleno

Azul

Figura Nº 14

En esta forma, la profundidad de los cortes y de los rellenos, puede ser fácilmente observada por el operador, quien además podrá verificar el progreso del trabajo con una regla de 30 centímetros de longitud. La profundidad del plano de nivelación en las áreas de corte, con relación a la línea de referencia será de 30 centímetros más la longitud de la banda roja marcada en la estaca. El relleno se habrá completado, por otra parte, cuando la banda azul de la estaca correspondiente, haya sido apenas cubierta por la tierra. Además, la distancia entre la línea de referencia y el plano de nivelación, será la diferencia entre 30 centímetros y la profundidad del relleno correspondiente.

Existen otras formas para hacer las marcas de las estacas, que el ingeniero o contratista puede seleccionar, según las conveniencias y usos locales, pero en todo caso resultará conveniente adoptar un método uniforme para guiar al operador de la máquina niveladora en su trabajo de campo.

Equipo para la Nivelación.-

Hay muchos tipos de máquinas, más o menos adecuadas para realizar el movimiento de tierras, en trabajos de nivelación. La selección de las mismas se hace según las proporciones del trabajo de nivelación deseado. Estos trabajos pueden hacerse con equipos muy livianos y sencillos como la pequeña pala Fresno, que se ilustra en la Figura Nº 15 o con equipos pesados de gran capacidad como las traíllas de 6 o más metros cúbicos de arrastre, como se ilustre en la Figura Nº 16.

En trabajos de gran extensión resulta más económico el empleo de traíllas grandes, en cuyo caso, la obra es generalmente ejecutada por contratistas especializados que pueden amortizar adecuadamente el alto costo inicial de esta clase de maquinaria, por razón del gran número de trabajos que ejecutan.



Las palas Fresno son, en general, máquinas de uso local, en el fundo, de operación muy lenta y aplicables a trabajos de poca extensión, o que pueden realizarse en el transcurso de varias estaciones, por etapas sucesivas.



Las traíllas mas grandes, en general requieren una gran fuerza de tracción para realizar los cortes, durante el período de carga, y una vez cargadas, cuando son arrastradas por tractores rudos, pueden marchar a gran velocidad para transportar al material y depositarlo en una lámina uniforme sobre las áreas de relleno. En ocasiones estas traíllas requieren un tractor adicional de orugas para empujarlas durante el proceso de carga.

Recientemente se han desarrollado en los Estados Unidos, traíllas de tamaño medio provistas de mecanismos especiales de cargue que reducen considerablemente el esfuerzo de tracción requerido en esta fase del trabajo. Dentro de este tipo de traíllas pueden considerarse la de tipo rotatorio que se ilustra en la Figura Nº 17 y la de cargar gradual con transportador de faja de la Figura Nº 18. Ambas son máquinas que pueden operarse con equipos livianos de tracción, como los tractores agrícolas corrientes. La traílla que ilustra la Figura Nº 19 es de tipo Standard, pero de pequeña capacidad y puede ser arrastrada por tractores agrícolas corrientes.

La operación de nivelar se ejecuta moviendo la máquina, desde las áreas de corte, donde se realiza la carga de la traílla, hacia las áreas de relleno, donde el material se deposita en capas de espesor uniforme. En este viaje la máquina marcha en línea recta entre dos hileras de estacas y regresa al área de corte en línea recta también, cuando haya depositado todo el material. Esta trayectoria, que se ilustra en la Figura Nº 20, asegurará máximo economía de operación.

Durante el trabajo de nivelación, el operador tendrá cuidado de no tocar las estacas para que esta sean puntos permanentes de referencia. De esta manera las estacas quedarán sobre montículos en las áreas de corte, y más enterradas en las áreas de relleno. Durante la fase final del trabajo, se eliminarán los montículos dejados en las áreas de corte.

Vuelta

Regreso Vacio

Carga Distribucion

Vuelta

Transporte

Figura Nº 20. Trayectoria del equipo de nivelación

Distancia de Arrastre y Costo Unitario.-

El costo de la nivelación por metro cúbico de material, se obtiene en función de los costos fijos, como son depreciación, intereses, impuestos y seguros, y de los costos variables como son combustibles, grasa y aceite lubricantes, repuestos y reparaciones, llantas y salarios.

Los costos fijos se calculan generalmente sobre la base de 10,000 horas de operación, de tal manera que por este concepto, el costo por metro cúbico de tierra movida será mayor mientras mayor sea el tiempo requerido para su transporte.



Los costos variables, por otra parte, serán también mayores por metro cúbico de tierra movilizada, a medida que aumenta la distancia de arrastre del material.

Como se ve, el costo unitario es sensiblemente afectado por la distancia de arrastre, y la variación del mismo ocurre aproximadamente según se ilustra en la Figura Nº 21. En esta figura, que corresponde a estudios realizados en California, puede observarse además que el trabajo realizado con traíllas arrastradas por tractores de llantas neumáticas es menos costoso que el mismo trabajo ejecutado con tractores de oruga y que a mayor capacidad del equipo corresponde un costo mayor por metro cúbico de tierra movida. Por otra parte, cuando la distancia de arrastre es menor que unos 200 metros, no existen diferencias apreciables en el costo, cuando se usa equipos más o menos grandes o de una u otra clase.

200 400 600 800 1000 12000

DISTANCIA DE ARRASTRE EN UNA DIRECCION (m)

COSTO UNITARIO POR m3

DE TIERRA EXCAVADA

Tractor de o

ruga - Capacidad Trailla = 7.65 m3

Tractor de o

ruga - Capacidad Trailla = 12.60 m3

Tracto

r de llan

tas - Ca

pacidad

Trailla

= 7.65

m3

Tractor d

e llantas- C

apacidad

Trailla =

12.60 m3

Fig. Nº 21

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o



Equipo para el Acabado.-

Para hacer el acabado de la nivelación se usan algunas máquinas niveladoras que se caracterizan por su gran longitud y porque están provistas con una cuchilla en el centro. Algunas de estas máquinas están montadas sobre cuatro ruedas anchas colocadas, por pares en los extremos de la armadura de la máquina, como la que se ilustra en la Figura Nº 22. Otros llevan sólo dos ruedas al centro y van provistas de un mecanismo automático que baja o sube la cuchilla de corte, cuando ésta pasa sobre un montículo o sobre un relleno respectivamente. Una máquina de este tipo se ilustra en la Figura Nº 23.

Estas máquinas se usan también para nivelar tierras, cuando estas tienen una pendiente general adecuada para el riego y cuando las irregularidades del terreno son frecuencias y de poca profundidad.

En tales casos, y también para hacer al acabado de nivelaciones más severas, estas máquinas se operan dándole al campo tres pases: dos en sentido diagonal y uno final en el sentido del riego. En esta forma se obtienen los mejores resultados.

La Figura Nº 24 ilustra una máquina niveladora de tipo rústico que también resulta útil para el acabado y emparejamiento de terreno.



RIEGO POR CAUDAL DISCONTINUO***

BREVE RESEÑA HISTORICA

El sistema de Riego por Caudal Discontinuo, es una técnica aplicada que fue desarrollada en los EE.UU. para el control del agua de riego. Su origen se debió a la necesidad del gobierno norteamericano de proveer a sus agricultores de un medio económico y eficaz que permite un ahorro del agua y su manejo en suelos salinos. Fue entonces, cuando las oficinas de los Distritos de Agua en conjunto con diversas universidades, perfeccionaron a principios de la década del 80 esta metodología conocida en inglés como Surge Flow.

Desde entonces, nuestra empresa P&R Surge Systems Inc. con sede en Texas, ha desarrollado una línea de válvulas y controladores para tal fin, logrando un amplio liderazgo, y podemos afirmar que es la compañía del mundo con mayor experiencia de este tipo de riegos.

En Norteamérica se estima en 17 millones de hectáreas regadas por superficie. Hoy, más de 1,4 millones de hectáreas han incorporado la técnica del caudal discontinuo, fundamentalmente en los Estados de Texas, Nebraska, Colorado, Kansas y Wyoming.

En Argentina, existe 1,4 millones de hectáreas regadas por superficie, y se estima a diciembre del 1998 en más de 6000 ha la que se han incorporado a esta modalidad desde 1995, tomando un crecimiento exponencial. Existen equipos instalados en prácticamente todas las regiones del país, y en los más variados cultivos.

CONCEPTOS DE CAUDAL DISCONTINUO

Para comprender fácilmente ésta técnica, haremos una comparación con el riego tradicional de superficie. Cuando regamos en forma continua, tendremos una infiltración del agua en la cabecera en demasía, debido al tiempo de permanencia del agua en el lugar (ver Esquema A). Y además verificamos que cuando el agua alcanza el pie de surco, la infiltración es insuficiente. Por esta razón debemos sobre regar el campo, para lograr una adecuada infiltración al final. Esto se traduce en un desagüe (más pérdidas de agua).

En conclusión, tendremos un riego de muy baja eficiencia que puede caer a valores por debajo del 30%. Para evitar esto, se han desarrollado numerosas alternativas, como trabajar con surcos cortos, nivelados a cero, sistemas de acequias de desagüe para aprovechamiento en campos más bajos, etc. Todas estas artes, implican costos adicionales y limitaciones en el laboreo.

La técnica del Surge Flow, administrada por el controlador de la válvula P&R, transforma este bajo rendimiento en valores superiores al 80%, evitando la mayoría de las restricciones impuestas al riego continuo, y logrando amplias ventajas.

*** Fuente. P&R. Hoja Técnica Nº1. Caudal Discontinuo (www.prsurge.com)



El método tiene dos partes el Avance y luego el Remojo (ver Esquema B).

PERCOLACION DESAGUE EN

CAMPO

LARGO DEL SURCO

Esquema A

AVANCE

En este periodo el objetivo es el mojado rápido del surco. Esto se logra con pulsos de agua en el surco, que en forma gradual mojan hasta el final. Para lograr este pulso, el equipo cuenta con dos alas de tubería con compuertas dispuestas en la cabecera del lote. Entre ellas se ubica la válvula P&R con su controlador.

Cada ala formada por tubos de PVC o Mangas de Polietileno, con compuertas frente a cada surco, puede tener longitudes variables, desde unos pocos metros, hasta 500 m o más, dependiendo de las condiciones de diseño.

Se inicia el AVANCE con el primer ciclo mojando surcos (supongamos del lado derecho) y el agua avanza una cuarta parte de la longitud del surco. Luego el controlador permuta a la otra ala (izquierda) y moja exactamente en la misma proporción. El segundo ciclo, comienza cuando el agua atraviesa el sector del surco ya mojado, avanzando rápidamente a través de este hasta la parte seca. Entonces moja la segunda cuarta parte del surco. Otra vez permuta hacia la otra ala y hace lo mismo. Estos ciclos son repetidos pero con tiempos incrementales, entre 2 y 7 veces dependiendo el largo de surco, pendiente, textura, y condiciones particulares del lote. Logrando alcanzar el final del surco casi en la mitad de tiempo que el requerido en un riego tradicional.

Infiltracion en centimetros

Remojo

DIAGRAMA DE INFILTRACION DE RIEGO POR PULSOS

Avance

Esquema B

REMOJO

Cuando hemos mojado toda la superficie del surco, hemos logrado igualar la capacidad de infiltración a todo lo largo. Esta particularidad nos permitirá entrar a la etapa de



Remojo y lograr una infiltración pareja hasta el final, pudiendo regular y minimizar las láminas de agua necesaria para este riego.

El tiempo que aplica el controlador, es sensiblemente menor al último del ciclo de Avance. Y este permanece constante, alternando entre el ala derecha e izquierda, hasta el momento que el regante interrumpe el flujo de agua.

FERTIRRIEGO

El equipo tiene un opcional que permite la fertilización mientras se realiza la etapa de Remojo. El Kit de Fertirriego, para ser utilizados en productos líquidos o solubles, está comandado por el mismo controlador de la válvula. Este inyecta el fertilizante en la etapa de remojo, con esto nos aseguramos que éste quede alojado en la zona inmediata por debajo de la superficie, evitamos la pérdida por percolación profunda y por desagües al final del surco.

VENTAJAS DEL SISTEMA

Baja presión de trabajo: Permite trabajar en rangos realmente muy bajos, desde 0,05 kg/cm2 hasta valores cercanos al kg/cm2. Esto permite un ahorro de energía significativo cuando se trabaja con bombeo. Puede llegar al 80% de disminución de la energía consumida.

Uniformidad de infiltración: El efecto pulso permite administrar el agua desde la cabecera, logrando un desarrollo de la capa húmeda del subsuelo extremadamente pareja entre la cabecera y el pie de surco.

Bajo costo de inversión inicial: El equipo, por su sencillez no requiere fuertes erogaciones. Esta básicamente compuesto por una válvula p&r con su controlador, y kit de fertirriego, las alas de tuberías con compuertas y la conducción desde la fuente de abastecimiento hasta el cabezal.

Surco más largos: Dependiendo de la condiciones de terreno, los surcos podrán ser mucho mayores a los habituales en riego tradicional. Se trabaja con valores de 600 a 800 metros como normal, pero existen en la Argentina experiencias de surcos de más de 1000 metros.

Bajo costo de mantenimiento: Dado que no tiene partes complejas ni sometidas a presión, estos costos son prácticamente nulos.

Fertirriego: La posibilidad de fertirregar, sin consumo adicional de energía y mano de obra, e incluso poder realizar esta operación sin entrar al lote en cuestión, nos brinda una excelente herramienta de aplicación en forma gradual y cuando realmente lo requiere el cultivo. El adecuado manejo de esto, aumentar la producción disminuyendo la cantidad de fertilizante aplicado.

Baja incidencia en la mano de obra implicada: Por ser sistemas sencillos y automáticos, se estima 120 hectáreas/personas.

guia para la elaboraciÓn de expedientes tÉcnicos de...

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