manual software riego loc 2002

Aplicación y Uso de Software RIEGOLOC

PRIMERA UNIDAD

CARACTERISTICAS DEL RIEGO LOCALIZADO

José Arapa Q. Página 1


1. NECESIDADES HÍDRICAS DE LOS CULTIVOS

La evapotranspiraciónRecibe el nombre de evapotranspiración (o uso consuntivo de agua) a la

cantidad de agua transpirada por el cultivo y evaporada desde la superficie del

suelo en donde se asienta el cultivo. Cabe distinguir dos formas de

evapotranspiración:

o Evapotranspiración potencial o máxima. Es la cantidad de agua

consumida durante un determinado periodo de tiempo en un suelo cubierto

de la vegetación homogénea, densa, en plena actividad vegetativa y con un

buen suministro de agua.

o Evapotranspiración real, es la cantidad de agua realmente consumida por

un determinado cultivo, durante el periodo de tiempo considerado.

Necesidades de agua de los cultivoLa determinación de las necesidades de agua de un cultivo puede hacer

por diversos métodos. Un método directo es el del lisímetro, recipiente de gran

tamaño lleno de tierra en donde se siembra la planta objeto de estudio y se

cultiva de la forma mas parecida posible a como se efectúa del cultivo en el

campo. Se coloca a la intemperie sobre una superficie en la que pueda

recogerse el agua que escurra. Periód icamente se pesa el recipiente, lo que

permite conocer el agua perdida por evapotranspiración durante el periodo que

se considere, este método es costoso y difícil, por lo que solo se realiza en

trabajos de investigación.

Otros métodos empíricos evalúan la evapotranspiración a partir de

datos, climáticos. Entre ellos destacan los cuatro métodos estudiados por

Dorembos y Pruitt en la FAO Las necesidades de agua de los cultivos:

métodos Blaney Criddle, de la radiación, de Penman y de la Cubeta Evaporimetrica.

Según estos métodos, para calcular la evapotranspiración de un cultivo

cualquiera se valora antes la evapotranspiración de un cultivo de referencia,

relacionándose ambos mediante un coeficiente obtenido experimentalmente



ET(cultivo) = Evapotranspiración de un cultivo determinado (mm/día).

ETo = Evapotranspiración del cultivo de referencia (mm/día).

Kc = Coeficiente de cultivo, variable con cultivo y periodo vegetativo.

Necesidades netas de riegoLa estimación de las necesidades netas de agua en riego localizado

tiene mayor importancia que otros sistemas de riego, ya que es muy limitado el

papel del suelo como almacén o reserva de agua. Esta estimación se hace por

los mismos procedimientos empleados en los demás sistemas, pero se aplican

después unos coeficientes correctores.

Cuando el agua se aplica en toda la superficie a regar, las necesidades

vienen dadas por la ecuación:

A efectos de diseño, las aportaciones por precipitación efectiva no se

consideran, ya que dada la gran frecuencia de riego (diaria, por lo general)

resulta prácticamente imposible que llueva siempre entre dos intervalos de

riego. Tampoco se consideran los aportes capilares, salvo casos especiales, ni

las variaciones de almacenamiento. Por tanto:

Donde:

Nn = Necesidades netas

ETc = Evapotranspiración de cultivo

En resumen, el efecto de la localización y la alta frecuencia de aplicación

suponen, con respecto a otros sistemas de riego, una disminución de la

evaporación y un aumento de la transpiración. El balance de necesidades

netas será menor en plantaciones jóvenes de frutales y en marcos grandes de

plantación, mientras que no habrá diferencia apreciable en cultivos hortícola

con gran densidad de plantas. En cualquier caso las necesidades netas se

corrigen mediante los siguientes coeficientes correctores:

K1 = Coeficiente corrector por localización

K2 = Coeficiente corrector por variación climática

K3 = Coeficiente corrector por advección



Coeficiente corrector por localización (K1)Se basa en considerar la fracción de área sombreada (FAS) por la planta

con relación la superficie del marco de plantación (o superficie ocupada por

cada planta), por lo tanto el FAS está dado por:

Figura 1: Marco de plantación en frutales y área sombreada

La relación entre k1 y FAS viene dada por diversas fórmulas:

Aljibury

Decroix

Hoare

Keller

Coeficiente corrector por variación climática (K2)Los valores de Etc corresponden a la media de los valores climáticos de

un determinado número de años, lo que implica que las necesidades

calculadas son insuficientes en la mitad de ese periodo como el riego

localizado se puede aplicar con mucha exactitud la cantidad de agua necesaria,

conviene mejorar esas necesidades en un 15 – 20%, por lo que K2 = 1.15 –

1.20

Coeficiente corrector por advección (K3)Los efectos del movimiento de aire por advección, mencionados

anteriormente, tienen un efecto considerable en el microclima que afecta al

cultivo, ya que este microclima depende además del propio cultivo, de la

extensión de la superficie regada y de las características que los terrenos

colindantes. En caso de parcelas pequeñas, el microclima del cultivo será muy


Sl

Sp


distinto según este sea rodeado de una masa verde o de un terreno sin cultivar,

lo que origina un aire mas caliente en el segundo caso. Por consiguiente el

coeficiente K3 vendrá en función de la naturaleza del cultivo y del tamaño de la

superficie regada se toma como superficie regada no solo la parcela

considerada, si no también las que lo rodean, que también estén regadas.

Necesidades totales de riegoLas necesidades totales de riego, son mayores que las necesidades

netas, por lo tanto es preciso aportar cantidades adicionales para compensar

las perdidas causadas por percolación profunda, por salinidad y por

uniformidad de riego. El cálculo es a través de la siguiente relación:

Donde:

Nt = Necesidades totales

Nn = Necesidades netas

Ea = Eficiencia de aplicación

RP = Relación de percolación

RL = Requerimientos de lavado

CU = Coeficiente de uniformidad

RP y (1-RL) no se toman simultáneamente, sino que se toma sólo la de menor

eficiencia.

Los requerimientos de lavado en riego localizado de alta frecuencia se calcula

con:

Donde:

RL = Requerimientos por lixiviación, expresado en tanto por uno.

CEa = Conductividad eléctrica del agua de riego, expresado en dS/m.



Max CEe = Conductividad eléctrica del extracto de saturación para la cual el

descenso de producción es el 100%, expresado en dS/m.

Coeficiente de UniformidadEl coeficiente de uniformidad (CU) se utiliza para evaluar las

instalaciones en funcionamiento y para el diseño de nuevas instalaciones. En el

diseño, el CU es una condición que se impone y que viene determinada por

factores económicos. Un CU elevado exige mayor costo inicial de la instalación

(mayores diámetros de las tuberías, laterales más cortos, mayor número de

reguladores de presión, etc.), mientras que un CU mas bajo trae como

consecuencia un mayor consumo de agua.

La causa más importante de la variación del caudal (aparte de las

obturaciones, que deben ser controlados) es la variación de fabricación de los

emisores y las deferencias de presión, por cuya razón se puede definir el

siguiente coeficiente de uniformidad, que se recomienda utilizar en el diseño

Donde:

CV = Coeficiente de variación de fabricación del emisor (factor estadístico)

e = Numero de emisores por cada planta

qm = Caudal mínimo de los emisores considerados (referir a una

subunidad).

qa = Caudal medio de los emisores considerados.

Los valores de CU que suelen recomendarse para el diseño de riego

localizado se especifican en la Tabla 1.

Tabla 1: Valores de CU recomendables en riego localizado

Emisor Emisores por

planta

Topografía y

pendiente (i)

CU

Uniforme (i<2%) 0.90-0.95

Goteros espaciados Más de 3 Uniforme (i>2%)

más de 1m u ondulada 0.85-0.90

Uniforme (i<2%) 0.85-0.90



Menos de 3 Uniforme (i>2%)

U ondulada 0.80-0.90

Goteros espaciados Uniforme (i<2%) 0.80-0.90

menos de 1m, Uniforme (i>2%)

Mangueras y cintas U ondulada 0.70-0.85

Exudación Uniforme (i<2%) 0.90-0.95

Difusores y micro Uniforme (i>2%)

Aspersores u ondulada 0.85-0.90

Los valores de CU se refieren a zona áridas. En zonas húmedas se rebajan en

un 10%

Fuentes: Técnicas de Riego, José Luís Fuentes Yagües, 1998

2. GOTEROS Y EMISORESLos goteros son dispositivos que controlan la salida del agua desde las

tuberías laterales. Según el caudal que proporcionan se dividen en dos grupos:

- Emisores de bajo caudal, inferior a 16 litros /hora. Comprende los

goteros y las tuberías emisores o cintas.

- Emisores de alto caudal, comprendido entre 16 -200 litros/hora.

Comprende los difusores y los micros aspersores.

Un emisor debe reunir las siguientes características:

- De instalación fácil.

- Poco sensible a la obstrucción.

- Poco sensible a las variaciones de presión.

- De bajo coste.

- Que mantenga sus características a lo largo del tiempo

No es necesario que el emisor posea a la vez todas estas

características, sino sólo aquellas que se precisan para cada caso concreto.

Por ejemplo, un emisor debe ser poco sensible a la obstrucción cuando se

utilizan aguas superficiales bastante contaminadas, pero no es tan necesaria

esta cualidad cuando se utilizan aguas subterráneas limpias. En terrenos llanos

no se necesitan emisores que compensen las deferentes de presión, pero sí se

necesitan en terrenos ondulados.



Los emisores de bajo caudal suelen trabajar a un presión próxima a los

10 mca, mientras que los de alto caudal suelen hacerlo a 20 mca. Las cintas de

exudación suelen trabajar entre 1 y 3 mca.

Relación caudal- presiónEl agua atraviesa el emisor a través de uno o varios conductos, cuya

configuración determina su comportamiento hidráulico. En cualquier emisor

(salvo en las cintas de exudación) el caudal de descarga y la presión de

servicio se relacionan mediante la ecuación:

Donde:

q= Caudal del emisor, en litros/hora.

k= Coeficiente característico de cada emisor, que equivale al caudal que

proporcionaría a una presión de 1 mca.

h= presión a la entrada del emisor, en mca.

x= Exponente de descarga característico de cada emisor

Esta ecuación se puede representar gráficamente, tomando presiones

en el eje de abscisas y caudales en el eje de ordenadas. La curva definida por

esta ecuación se llama curva característica de emisor.

El exponente de descarga expresa la sensibilidad de un emisor a las

variaciones de presión. Su valor varía de cero a uno. Cuando se aproxima a

cero significa que el caudal varía muy poco con las variaciones de presión, en

cuyo caso el emisor se llama autocompensante; cuando el valor se aproxima a

la unidad significa que el caudal varía mucho con las variaciones de presión

(Figura 2).



Figura 2: Curva característica de emisores: a) Régimen laminar (x=1), b)

Emisores tipo orificio o tobera (x=0.5), c) Autocompensante perfecto (x=0) en el

intervalo donde la curva se convierte en una recta horizontal.

Cada curva característica corresponde a una determinada temperatura

del agua. Los fabricantes deberán proporcionar siempre la ecuación y la curva

característica del emisor, indicado, además el intervalo de presiones efectivas

de trabajo en el cual éste se comporta como autocompensante.

3. BULBO DE HUMEDAD

Profundidad del bulbo húmedoLa profundidad del bulbo debe estar comprendida entre el 0.9 y el 1.2 de

la profundidad de las raíces, a la menor profundidad del bulbo corresponde

mayor número de emisores y mayor eficiencia desde el punto de vista

agronómico, pero la instalación resulta más cara. La mayor profundidad del

bulbo puede ser la más adecuada para que actúe como fracción de lavado en

el control de la salinidad, salvo que la calidad del agua exija mayor fracción de

lavado, en cuyo caso no se considera la restricción de la profundidad del bulbo

expresada anteriormente.

También es posible encontrar una correlación lineal con los pares de

datos de campo volumen y profundidad obtenidos en campo.


ab

c

Presión

Caudal


Diámetro del bulbo húmedoEl diámetro mojado por un emisor es el diámetro de la proyección

horizontal del bulbo húmedo que forma ese emisor. Tanto la profundidad como

el diámetro mojado se pueden determinar mediante las siguientes

modalidades: a) pruebas de campo, b) fórmulas y c) tablas

Dada la gran heterogeneidad de suelos, las formulas y tablas solo se

deberán utilizar, con mucha prudencia en el diseño, siendo mucho más fiable la

medición directa en campo.

Tabla 2. Fórmulas de diámetro mojado en función del caudal del emisor según

la textura del suelo.

Textura del suelo Diámetro (m)

Textura fina

Textura media

Textura gruesa

d = Diámetro de la superficie mojada (m)

q = Caudal del emisor (litros/ hora)

Tabla 3: Aproximación del diámetro mojado y espaciamiento con emisores de 4

l/h Según el tipo de suelo para tiempos de riego de unas 3 h (Rabiza)

Textura del

suelo

Diámetro

mojado (m)

Espaciamiento de emisores (m)

Mínimo Máximo

Fina 1.50 0.95 1.50

Media 1.10 0.70 1.00

Gruesa 0.75 0.45 0.70

Fuente: Técnicas de Riego, José Luis Fuentes Yagües

Esquema del sistema de prueba de campoPara determinar con exactitud el tamaño del bulbo humedecido

(diámetro del área mojada y profundidad del bulbo) se dispone de varios

emisores iguales a lo largo de una tubería de polietileno de 16 ó 20 mm de

diámetro, abastecida por un deposito de agua de unos 250 o mas litros de

capacidad, como se muestra en el esquema de prueba de la Figura 4.



Figura 3: Esquema del sistema de prueba a instalarse en campo, para determinar profundidad

y radio de bulbo humedecido por emisor.

Todos los emisores, se instalan en grupos de tres y se hace que cada

grupo emita un distinto volumen de agua por emisor (Ve), variando el tiempo de

riego. El hecho de que hay tres emisores para cada grupo es para hallar los

valores medios de (Ve). Hay que tener precaución de espaciar suficientemente

los emisores para que no se produzcan solapes en los bulbos húmedos.

Figura 4: Tamaño de los bulbos en la prueba de campo, según distintos tiempo de

funcionamiento de los emisores.

Una vez aplicado los distintos volúmenes de agua, o preferiblemente

después de varios ciclos de humedecimiento y secado, se excava el terreno y

se abre una zanja, registrando los radios (r) y las profundidades (p) de los

bulbos húmedos a 30 cm de profundidad, lo que permitirá confeccionar una

tabla como se muestra a continuación. (Figura 6)

Ve (lt) r (m) P (m)


Depósito

Emisores

Emisor

P2r

1 h

2 h

3 h

4 h

5 h

6 h


Figura 5: Esquema de profundidad y radio del bulbo húmedo y tabla para registro de datos

obtenidos en campo

Solape de bulbos humedecidosEl solape se define como el porcentaje de distancia recubierta por dos

bulbos consecutivos con relación al radio del bulbo.

Figura 6: Separación “D” entre emisores que dan bulbos con solape “S”, la distancia “D” de

separación entre goteros consecutivos debe ser:

Donde:

S: Solape entre dos bulbos expresado en porcentaje.

a Distancia recubierta por dos bulbos consecutivos.

r Radio del bulbo húmedo.

El solape debe estar comprendido entre el 15 y el 30%

Porcentaje de suelo humedecidoDado que en riego localizado se moja solamente una fracción del suelo,

hay que prever un mínimo de superficie mojada para que el sistema radicular

se desarrolle normalmente.


a

D

r

Emisor


Figura 7: Superficie ocupada por planta y mojada por planta

El porcentaje de superficie mojada (P) viene definido por:

Donde:

P: Porcentaje de superficie mojada

Sp: Separación entre plantas en una hilera

Sl: Separación entre laterales o hileras de plantas

La superficie mojada se debe medir a 30 cm de profundidad, aunque en

caso de cultivos de raíces poco profundas la medición puede hacerse a 15 cm

de profundidad.

Se recomienda los siguientes valores de “P”:

Cultivo de marco amplio 25< P < 35

Cultivos de marco mediano 40< P < 60

Cultivos hortícola 70 < P < 90

Los valores altos de P dan mayor seguridad, sobre todo en situaciones

de apuro (averías, evapotranspiración extrema), pero encarecen la instalación,

al exigir mayor número de emisores.

4. SUBUNIDAD DE RIEGO


Sl

Sp

Zona de tronco de

planta

Sup. Ocupada planta

Sup. Mojada por planta


A la superficie dominada por un regulador de presión o válvula se le

denomina subunidad de riego. En el caso extremo de que cada lateral lleve

un regulador de presión la subunidad de riego estaría constituida por un solo

lateral.

Al conjunto de subunidades de riego que riegan simultáneamente desde

un mismo punto se denomina unidad de riego. Al conjunto de las unidades de

riego que riegan simultáneamente desde un mismo cabezal de riego se

denomina unidad operacional de riego.Los cálculos iniciales son comunes a todas las instalaciones de riego, A

partir de ellos el cálculo se desarrolla independientemente para cada

subunidad, que es la superficie mínima de diseño.

La variación de presión que se produzca aguas arroba de la válvula de

ingreso a la subunidad es controlada por un regulador de presión. En cambio,

las variaciones de presión que se produzcan después de esta válvula y que

pueden deberse a los desniveles del terreno y a las perdidas de carga en las

tuberías, hacen que los distintos emisores de una misma subunidad estén

sometidas a presiones diferentes y en consecuencia emitan caudales

diferentes. Por tanto la subunidad de riego depende únicamente de lo que

ocurra en el interior de la subunidad y ello justifica la importancia que tiene el

diseño de esta parte de la instalación.

Para el diseño de una subunidad de riego hay que combinar lo que es

puro calculo hidráulico (determinación de caudales, diámetros y presiones del

lateral y terciarias) con la distribución en planta de la red de riego.

Los cálculos hidráulicos consisten en primer lugar en determinar los

caudales en laterales y terciarias y a continuación teniendo en cuanta la

tolerancia de presiones, calcular para las mismas tuberías los diámetros y el

régimen de presiones, el resto del diseño (secundarias, primarias y cabezal) es

mas parecido al de cualquier red tradicional de riego por tuberías, con algunas

peculiaridades en el caso del cabezal de riego.



Figura 8: Presiones y caudales en una subunidad de riego

La figura 8, muestra una subunidad, con las presiones (h) y caudales (q) de los

distintos elementos que la componen. Las mayúsculas se reservan para la

terciaria y las minúsculas para los laterales. Los subíndices significan:

m: valor inicial

a: valor medio

n: valor mínimo en la terciaria o en un lateral

ns: valor mínimo en toda la subunidad.

Tolerancia de caudalesSegún Keller y Karmeli, la formula que relaciona el coeficiente de

uniformidad del riego (CU) con los caudales medios (qa) y mínimos (qns) de la

sub unidad es:

Donde:

CV Coeficiente variación de fabricación del emisor

e Numero de emisores que suministran agua a una sola planta



Emisores categoría A CV=0.05

Emisores categoría B CV=0.10

En una sub unidad se admite una variación máxima de caudal entre los

distintos emisores del 10% del caudal medio, en gotero autocompensante es

muy fácil conseguir esta condición.

Tolerancia de Presiones

Conocido qa y qns, así como la ecuación del emisor , se calcula

las presiones medias ha y hns respectivamente remplazando en la siguiente

ecuación:

Dicha ecuación es despejada de la ecuación ya conocida del emisor.

En una subunidad se admite una variación máxima de presión entre los

distintos emisores del 20% de la presión media, para nuestro ejemplo dicho

variación esta por debajo del máximo permitido.

Pérdida de carga admisibleLa diferencia de presión admisible en la sub unidad repartida entre la

terciaria y la lateral es:

, es la pérdida de carga admisible, es decir es el valor de carga que

debe perderse entre la lateral y la terciaria, para los casos de diseño se

recomienda perder la mitad en el lateral y el resto en la terciaria.

Algunos autores recomiendan perder el 55% en la lateral y el resto en la

terciaria, sin embargo la mitad de la perdida de carga admisible en la lateral y el

resto en la terciaria da buenos resultados:

El valor de M depende del número de diámetros considerados en la

terciaria, Kéller recomienda los siguientes valores de M.

Tabla 4: Valores de “M” para Diseño

Numero de diámetros M

Diámetro constante 4.32 diámetros 2.7



3 diámetros 2.0

Fuente: Riego Localizado de Alta Frecuencia, Fernando Pizarro

Frecuentemente se instalan terciarias con dos o tres diámetros, para lo

cual un valor de M = 2.5 es un valor recomendado y da resultados

satisfactorios

5. PÉRDIDA DE CARGA PRINCIPAL EN TUBERÍASPara el calculo de la perdida de carga en el lateral de riego, se

recomienda utilizar la formula de Darcy-Weisbach, sin embargo también es

factible utilizar la formula de Hazen Williams si el régimen de flujo es laminar,

caso contrario utilizar Darcy.

a) Darcy – Weisbach

La formula de Darcy - Weisbach, esta dad por:

Donde:

hf Perdida de carga debido al rozamiento (mca)

f Factor de fricción de Darcy

L Longitud de la tubería (m)

Di es el diámetro interior (mm)

V es la velocidad media del agua en la tubería (m/s)

g es la aceleración de la gravedad (9.81 m/s2)

Para determinar el factor de rozamiento se calcula el número de Reynolds,

Re, mediante:

Donde:

Coeficiente de viscosidad cinemática obtenido en tablas (m2/s).

Q Caudal del flujo por la tubería (l/s).

Di es el diámetro interior (mm)



Tabla 5: Coeficientes de viscosidad cinemática Vs temperatura

TemperaturaDel agua (°C) (m2/s)

TemperaturaDel agua (°C) (m2/s)

5 1.52 x 10-6 25 0.90 x 10-6

10 1.31 x 10-6 30 0.80 x 10-6

15 1.14 x 10-6 35 0.73 x 10-6

20 1.01 x 10-6 40 0.66 x 10-6

Fuente: Mecánica de Fluidos con aplicaciones en Ingeniería, Joseph B. Franzini

Factor de fricción de Darcy

o Si Re < 2100

o Para Re

Ecuación de Colebrook

Donde

k Rugosidad absoluta (mm).

Di Diámetro interior (mm).

Tabla 6: Rugosidad absoluta (Ks) para diferentes materiales

Utilizados en la fabricación de tuberías

Material Ks (mm)Vidrio 0.0003PVC 0.0015Polietileno (PE) 0.002Asbesto cemento 0.030Acero 0.046Hierro forjado 0.06Hierro fundido asfaltado 0.12Hierro galvanizado 0.15Arcilla vitrificada 0.15Hierro fundido 0.15Hierro dúctil 0.25Madera cepillada 0.18 -0.9Concreto 0.3 -3.0Acero bridado 0.9 - 9

Fuente: Hidráulica de Tuberías, Juan G. Salderriaga V.

La velocidad media del agua en la tubería se obtendrá mediante:



Donde:

Q Caudal del flujo por la tubería (l/s).

Di Diámetro interior (mm).

La perdida de carga será:

Donde

hf Perdida de carga debido al rozamiento (mca)

f Factor de fricción del diagrama de Moody.


Di Diámetro interior (mm)

Q Caudal del agua en la tubería (l/s)

g La aceleración de la gravedad (9.81 m/s2)

b) Hazen Williams

La ecuación de Hazen y Williams, presenta la siguiente expresión:

Donde

hf Perdida de carga debido al rozamiento (m.c.a.)

C Factor de fricción de Hasen Williams.


Di Diámetro interior (mm)

Q Caudal del agua en la tubería (l/s)

Tabla 7: Valores del coeficiente CHW de Hazen Williams

Material Condición CHW

Hierro dulce Nuevo 130Acero soldado Constante 120Acero bridado Constante 110Madera Constante 120Concreto Variable 130Arcilla vitrificada Buenas

condiciones100

PVC Constante 150



Polietileno (PE) Constante 130Asbesto – cemento Constante 140Mampostería Constante 100Cobre Constante 130-140Hierro galvanizado Constante 120Latón Constante 130Vidrio Constante 140

Fuente: Hidráulica de Tuberías, Juan G. Salderriaga V.

6. EFECTO DE SALIDAS MÚLTIPLES (K1)Las tuberías laterales y terciarias no mantienen un caudal constante

desde el ingreso hasta el final, razón por la cual la perdida de carga por efecto

de fricción varia conforme va disminuyendo el caudal durante el recorrido del

fluido en la tubería. Por este efecto se disminuye la pérdida de carga calculada

para una tubería sin salidas múltiples, multiplicando por el factor “FC”

denominado Factor de Christiansen (1942), que viene dado por la siguiente

ecuación:

FC = Factor de Christiansen

N = Número de salidas equidistantes en toda la longitud de la tubería.

m = Exponente de la velocidad en la formula de perdida carga utilizado

m = 1.852 si utiliza Hazen Williams

m = 2.0 si utiliza Darcy Weisbach

Tabla 8: Evolución del factor de corrección por efecto de salidas múltiples

COEFICIENTES “X”, “m” ECUACIÓNF (Christiansen, 1942) X =1

m = 2

F (Detar, 1982) X = 0.5m = cualquiera

F (Jensen y Fratini 1957) X =0.5m = 0.5

Fa (Scaloppi y Baca 2004) X = Cualquieram = Cualquiera

Fuente: Scaloppi y Baca; I Congreso de Riego y Drenaje, UNALM Lima Perú,

2004.



Donde:

F: Factor de Christiansen

N. Número de salidas múltiples

m Exponente de velocidad en ecuación principal de perdida de carga

utilizada

X Relación primera salida y espaciamiento constante entre salidas

sucesivas

Fa Factor de Scaloppi y Baca

7. EFECTO DE CONEXIÓN POR EMISOR Y/O SALIDA (K2)Se debe indicar que las tuberías laterales y terciarias llevan ya sea

emisores y/o conectores incrustados en el interior de la tubería, lo cual como es

de suponer provoca una perdida de carga diferente a que la tubería este libre

de las mencionadas conexiones, por tal efecto se han desarrollado formulas

empíricas que permiten determinar la longitud equivalente que provocan dichas

conexiones:

Tabla 9: Relaciones de longitud equivalente según tipo de conexión

Tipo de Conexión Longitud equivalente fe (m)

Grande

Estándar

Pequeña

Fuente: Riego Localizado de Alta Frecuencia, Fernando Pizarro C.

Donde:

le Longitud equivalente de la conexión (m)

di Diámetro interior de la tubería con los conectores y/o emisores (mm)

Se Separación entre conectores y/o emisores sobre la tubería (m)

Fle Factor de conexión emisor lateral y/o conector terciaria



SEGUNDA UNIDAD

APLICACIÓN Y USO DE SOFTWARE

RIEGOLOC - 2002



1. SOFTWARE RIEGO LOCALIZADO V.10 - 2002Lugo de instalado el programa en la Carpeta C:\RiegoLoc\, se encontrará el archivo ejecutable: RIEGOLOC2002.EXE.Luego de ejecutado el programa se apreciará la siguiente ventana:

La ventana principal del programa RIEGOLOC 2002, en la barra de menús presenta cinco sub menús, cuyas funciones se indica a continuación:

[DISAGRON] Permite realiza el diseño agronómico.[LIM. UTIL. PROY.] Permite determinar la tolerancia de presiones en la

sub unidad.[LATERALES] Permite realizar el diseño del lateral.[TERCIARIA] Permite realizar el diseño de la terciaria.[UTILIDADES] Permite realizar el diseño de la tubería principal.

Nota: Cabe indicar que los datos y cálculos del los sub programas son dependientes, realizar en el orden que se cita.

EJEMPLO DE APLICACIÓNAplicando el programa RIEGOLOC2002, se efectuará el diseño agronómico e hidráulico para el cultivo de palto 6 x 4, del proyecto DE RIEGO TECNIFICADO POR GOTEO – LOS INNOVADORES, SAN LUIS, PROVINCIA DE CAÑETE - LIMA.



2. DISEÑO AGRONOMICO [DISAGRON]a. Inicialmente crear un nuevo proyecto haciendo click en la cuadro

desplegable proyecto nuevo y digitar como nombre : Palto 6x4b. Seguidamente ingresar los datos requeridos utilizado en el diseño del

ejemplo del cultivo de Palto 6x4

Intervalo de riego mínimo 24 horas.Intervalo de riego máximo 48 horas.Profundidad de raíz 0.50 m.Porcentaje de suelo mojado 10%Marco de plantación 6 x 4 mCaudal nominal de emisor 1.56 l/hrEvapotranspiración Potencial 4.62 mm/día (Mes de Febrero)Coeficiente del Cultivo (Kc) 0.85Necesidad netas 3.927 mm/día = 94.248 lt/día/plantaRequerimiento de lavado 0.0%Coeficiente de uniformidad 90%Características de suelo Franco (Usar tabla ensayo de campo)

c. En la sección datos de entrada, botón Prueba de Campo se ingresa valores de volumen, profundidad y radio mojado de la prueba de bulbo húmedo, o selecciona datos de suelos tipos (arcilloso, franco o arenoso).

d. Luego de ingresar los datos resolver, para lo cual modificar y fijar:Número de laterales: 2 laterales por hileraDistancia entre emisores 0.40mIntervalo de Riego 1 riego al día 24 horasLuego de evaluar la solución y resolver con estas modificaciones se mostrará los resultados como se precia en la figura:



Ventana de diseño agronómico una vez introducido los datos

Ventana de resultados del diseño agronómico del ejemplo



e. Adicionalmente se podrá visualizar el esquema de distribución de los goteros y las plantaciones en el botón Ver Diseño

Ventana del esquema Grafico del Diseño Agronomico

f. Antes de salir Aceptar el diseño, con lo cual se estará guardando los resultados del diseño agronómico en el disco, para continuar con el diseño hidráulico y tolerancia de presiones de la sub unidad de riego.



3. LIMITE DE UTILIZACION DEL PROYECTO Y TOLERANCIA DE PRESIONES EN LA SUB-UNIDAD DE RIEGO [LIM. UTIL. PROY]

a. Antes de ingresar a esta opción, se debe haber terminado satisfactoriamente con el diseño agronómico del cultivo de Palto 6x4.

b. Se debe conocer Datos adicionales como:Superficie a regar 30 ha (área neta 29.22 ha)Ecuación de descarga del emisorPresión mínima 10 mca.Presión Nominal 15 mca.Presión Máxima 20 mca.Coeficiente de variación de fabricación 0.04.Tiempo disponible para riego 20 hr/día.

c. Luego de ingresar los datos necesarios, resolver, se obtendrá los resultado como se muestra en la siguiente figura:

Ventana Datos y Resultados Límite de Utilización del Proyecto

Ventana de EMISORES



d. Los resultados importantes del cuadro de diálogo anterior: son la tolerancia de presiones en la sub unidad y en el Lateral.

Ventana Datos y Resultados Límite de Utilización del Proyectoe. Como en el caso del diseño agronómico, antes de abandonar el proceso,

Aceptar el diseño, con lo cual se estará guardando los resultados obtenidos en el disco para continuar con el diseño del lateral.

Ventana para la impresión de datos y resultados de Limite de Utilización de Proyecto y Tolerancia de Presiones



4. DISEÑO Y CALCULO DE TUBERIAS LATERALES [LATERALES]a. Ingresar la data faltante como se muestra en la siguiente figura y

resolver.Pendiente lateral descendente 1.5%Longitud lateral <= 124 mProbar diámetros de lateral desde 12 mm hacia delante

Ventana de datos y resultados para diseño de lateral alimentado por un extremo

Ventana para la impresión de datos y resultados de Diseño de Lateral



Ventana de resultados de Tubería Lateral

Ventana de Resultados en EMISORES



Curva de presión de trabajo de los EMISORES

Curva de Fricción y Rasante de Terreno



Línea de niveles piezométricos (Ordenadas Absolutas)



5. DISEÑO Y CALCULO DE TUBERIAS TERCIARIAS [TERCIARIA]a. Ingresar los datos como: numero de laterales y longitud de la terciaria,

seleccionar tubería de PVC, como se muestra en la siguiente figura y Resolver:

Ventana Principal de Datos de diseño de tubería terciaria

Ventana de Datos y Resultados de diseño de tuberia terciaria para impresión



Ventana de resultados de Tubería Terciaria

Ventana de Resultados de las ordenadas de las curvas de fricción y otros parámetros



Ventana de resultados de la tuberia terciaria por tramos

Grafico de la curva de fricción trasladada de tuberías comerciales seleccionadas y rasantes de terreno.



Grafico de la linea piezometrica de la tuberia terciaria y situación de reducciones de diámetro.

Grafico de línea de nivel piezometrico (Ordenadas absolutas)



Ventana de información de laterales en subunidad de riego.



6. CALCULO DE GRADIENTE DE PERDIDA DE CARGA EN TUBERIAS [UTILIDADES]

a. La tubería de 110 mm de diámetro y 56 m de longitud que entrega agua a la sub unidades 1, 2 y 3, se diseño con un caudal de 44.48 m3/hr, es decir 12.36 l/s, con los datos y resultados que se muestran en la siguiente figura:

a. La tubería de 160 mm de diámetro y 51 m de longitud que entrega agua a la sub unidades 1, 2, 3, 4, 5 y 6, se diseño con un caudal de 88.14 m3/hr, es decir 24.48 l/s, con los datos y resultados que se muestran en la siguiente figura:

Ambos diseños cumple con las tolerancias de velocidad y pérdida de carga.



7. RESULTADOS FINALES DEL DISEÑO DE LA SUB UNIDAD DE RIEGO PARA EL CULTIVO DE PALTO DE 6 X 4

7.1 DISEÑO AGRONOMICO

DATOS DE PARTIDACaudal nominal del emisor: 1.56 l/hProfundidad efectiva de raices del cultivo: 0.50 mSeparación entre plantas en la fila: 4.00 mSeparación entre filas de plantas: 6.00 mNecesidades netas máximas: 3.93 mm/díaIntervalo máximo de riegos en máxima demanda: 48 horasIntervalo mínimo de riegos en máxima demanda: 24 horasRequerimientos de lavado: 0.00 (en tanto por 1)Coeficiente de uniformidad de riego: 90 %Porcentaje mínimo de suelo mojado: 10 %

TABLA DE LA PRUEBA DE CAMPO Volumen Pofundidad Radio de agua (l) mojada (m) mojado (m)-------------------- -------------------- -------------------- 2.00 0.15 0.15 4.00 0.25 0.20 8.00 0.35 0.25 12.00 0.44 0.28 16.00 0.51 0.30 24.00 0.64 0.34 32.00 0.73 0.36 40.00 0.85 0.40 60.00 1.07 0.45 80.00 1.25 0.49

RESULTADOSNúmero de laterales por fila de plantas: 2.00Número de emisores: 20.00 emis./planta 0.83 emis./m2Distancia entre emisores en el lateral: 0.40 mDistancia entre laterales: 3.00 m

Intervalo de riego: 24.00 horasFrecuencia de riego: 1 riego al diaTiempo de aplicación: 3.36 horas/riegoDosis de riego total: 104.72 l./planta 43.63 m3/ha

Porcentaje de superficie mojada: 11.88 %Radio mojado estimado: 0.22 mProfundidad mojada estimada: 0.28 mSolape entre bulbos de emisores del lateral: SL 14.34 %Solape entre bulbos de laterales contiguos: ST 0.00 %



7.2 LIMITE DE UTILIZACION DE PROYECTO Y TOLERANCIA DE PRESIONES

DATOS DE PARTIDACaudal nominal del emisor: 1.56 l/hEmisores: 20.00 emis./planta 0.83 emis./m2La planta recibe agua desde: 20 emis.Dosis total de riego pico: 104.72 litros/plana y día

Superficie: 5.84 haDotación Anual Riego

Coeficiente de uniformidad de riego: 90 %

Tiempo disponible para riego: 20.14 h./día

Emisor: otro emisorExponente de descarga: 0.050Coeficiente de descarga: 1.360Coef. variación fabricación: 0.050

RESULTADOS

Tiempo de aplicación: ta= 3.36 h/riego » 3 h 21 m 23 sUnidades operacionales de riego: N = 5 Turnos de Riego Caudal ajustado del emisor: qa= 1.56 litros/hora

Superficie de una unidad operacional media: So= 1.17 haCaudal del sistema para la unidad anterior: Qs= 15.18 m3/hDotación anual de riego: Tiempo de operación anual de la instalación:

Presión media: Presión mínima subunidad: hn= 10.00 mcaCaudal mínimo del emisor: qn= 1.56 litros/hora

Tolerancia de presiones en la subunidadDifMaxPresSubunidad= 15.00 mca

Tolerancia de presiones en el lateralDifMaxPresLateral= 7.50 mca



7.3 DISEÑO DE LATERAL ALIMENTADO POR UN EXTREMO

DATOS DE PARTIDATolerancia de presiones para el lateral: 7.50 mcaCaudal ajustado del emisor: 1.56 l/hEmisores de los que recibe agua la planta: e= 20 emis.

ECUACIÓN DEL EMISOR >> Caudal = 1.360 Presión ^ 0.050Pérdida de carga en conexión: 0.15 m

Separación entre emisores: 0.40 mDesde toma al emisor más cercano: 1.00 m

Pendiente del terreno: -1.50 %

Coeficiente de uniformidad de riego: 99.0 %Coef. variacion fabricación del emisor: CV = 0.050 ( A )

RESULTADOSPEBD 16 mm (13.6) 0.25 MPLongitud del lateral: 124.60 mNúmero de emisores: 310

Caudal de entrada: ql=483.60 l/hPresión de entrada en punto de alimentación: hl=14.42 mcaPresión en el final cerrado: hc=10.34 mcaPresión media en lateral: ha=11.01 mcaCaudal medio de los emisores: qa=1.56 l/h

__________ PRESIONES DE TRABAJO ______________

Mínima: 10.00 mca medía: 10.98 mca máxima: 14.33 mca

Diferencia de presiones desde la entrada: Dh= 4.42 mcaDiferencia de presiones desde el final: Dhc= 0.34 mca

Diferencia máxima de presiones en lateral: 4.42 mca



7.4 DISEÑO DE TUBERIA TERCIARIA – PORTALATERAL

DATOS DE PARTIDAGeometría de la subunidad: RECTÁNGULAR

Tolerancia de presiones para la subunidad: DHs= 15.00 mcaTolerancia de presiones para la terciaria DMHA= 10.58 mca

Número de laterales que alimenta la terciaria: N = 31 lateralesSeparación entre laterales: Sl = 3.00 mDesde toma al lateral más cercano: Sl1 = 1.5 mLongitud mínima por tramo: LongMinTramo = 10 m

Caudal requerido a la entrada del lateral: ql = 483.60 l/hPresión requerida a la entrada del lateral: hl = 14.42 mca

Pérdida de carga en conexiones Tuberia PVC 0.63 MPa D 32mm ( 0.15 m ) D 40mm ( 0.145 m ) D 50mm ( 0.1 m )

Pendiente del terreno: 0.00 %

RESULTADOSMaterial de la tuberia terciaria: Tuberia PVC 0.63 MPa

Diámetro: D50 mm ( 46.40 ) longitud: 22.5 mDiámetro: D40 mm ( 36.40 ) longitud: 42 mDiámetro: D32 mm ( 28.40 ) longitud: 27 mLongitud de la tuberia terciaria: 91.5 m

Caudal de entrada a la terciaria: Qm=14991.60 l/hPresión de entrada a la terciaria: Hm=24.36 mcaPresión en el final de la terciaria: Hc=14.42 mcaPresión media en tuberia terciaria: HA=18.70 mca

___ PRESIONES A LA ENTRADA DE LATERALES ____

mínima: 14.42 mca medía: 18.63 mca máxima: 24.19 mca

Diferencia máxima de presiones en terciaria: 9.94 mca


manual software riego loc 2002

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