Riego por aspersión - INEA, Escuela Universitaria de Ingeniería

Transcripción

Portada Riego por aspersion:Maquetación 1
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Riego
por aspersión
Félix A. Revilla Grande
1-Riego por aspersion:INEA
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Riego por aspersión
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Edita:
Servicio de Formación Agraria e Iniciativas.
Junta de Castilla y León
Dirección de la Colección:
Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Agrícola INEA
Autor y fotografías:
Diseño y maquetación:
Jesús Muñoz. Valladolid
Maquetación profesional
impresión:
Xxxxxx
Depósito Legal: VA-
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Índice
Presentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1. Introducción al cálculo de las necesidades
de agua de los cultivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
2. Riego por aspersión mediante cobertura total . . . . . . . . . . . . . .
15
2.1.
2.2.
Cálculo de parámetros del riego por aspersión.
Diseño agronómico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cálculo de los elementos mecánicos del riego.
Diseño hidráulico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
21
3. Riego por pívot, lateral de avance frontal o hipódromo . . . . . . .
27
4. Riego con cañones enrolladores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
5. Coste eléctrico por mes (julio) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35
6. Evaluación de un sistema de riego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
37
7. Práctica de la evaluación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
45
7.1.
7.2.
Evaluacion de una cobertura de riego por aspersión . . . . .
Evaluación de un riego por pívot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
45
51
8. Automatización de instalaciones de riego por aspersión . . . . . .
59
9. Riego antihelada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
61
10. Fertilización y tratamientos fitosanitarios a través del riego . . .
65
11. Ahorro enérgético en las instalaciones de riego . . . . . . . . . . . . .
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Presentación
L
a Consejería de Agricultura y Ganadería considera la formación profesional agraria y agroalimentaria como uno de los pilares fundamentales
del desarrollo rural y del futuro profesional de la población agraria.
En este sentido, las Escuelas de Capacitación Agraria y Agroalimentaria de la Consejería cuentan con los
recursos humanos y materiales precisos para asumir el
reto de una formación altamente tecnificada y especializada que responda a la demanda actual del sector.
Con la publicación de este libro se pretende apoyar
la impartición de módulos prácticos asociados a los programas de incorporación a la empresa agraria, a la vez
que constituye un material didáctico de gran utilidad en
los diversos tipos de formación impartidos en las Escuelas.
Se trata de un libro de atractiva presentación y cuyo
contenido, de gran detalle y especialización, responde a
una marcada orientación práctica. Esperamos sea de
gran utilidad y contribuya a mejorar la cualificación de
nuestros agricultores y la tecnificación de la agricultura
regional de regadío.
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INSTALACIONES
DE REGADÍO
POR ASPERSIÓN
El riego supone un salto cualitativo en la rentabilidad de la producción agrícola. El riego usa dos materias primas, agua y energía, que son bienes escasos y preciados. El conocimiento de la
técnica de riego, el buen manejo de los regadíos en aras de conseguir una eficiencia en el uso del agua y de la energía son retos
que siempre hemos de tener delante los responsables de la producción de alimentos.
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Introducción al cálculo
de las necesidades
de agua de los cultivos
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El conocimiento de las necesidades de agua de los cultivos es esencial
para gestionar bien el agua y la energía necesaria para el riego. Aquí vamos
a ver cómo elegir y manejar un sistema de riego para las diversas características de las parcelas de cultivo. Y también cómo comprobar el buen funcionamiento de las mismas.
Conviene partir de casos reales y nada mejor que un ejemplo para hacer
cálculos lo más reales posibles.
Necesidades de agua en los cultivos de valladolid
Recogemos estas tablas del librito de Prácticas de Horticultura ecológica
publicado también por la Junta de Castilla y León.
Datos de Valladolid
A.
My.
Jn.
Jl.
Ag.
Sp.
T. med. máx.
16,3
20,4
25,7
30,2
29,7
25,5
T. med. mín.
4
7,2
10,6
13,3
13,5
10,8
HR %
61,7
60,5
45,5
46,9
48,7
56,7
Viento km/día
264,9
238,7
233,5
241,1
229,4
204
P. media
44,4
51,5
35,1
19,2
17,4
30,2
A.
My.
Jn.
Jl.
Ag.
Sp.
3,4
4,34
5,67
6,75
6,01
4,1
ETo (se calcula con el CropWat a partir de los datos de la tabla anterior). (En mm)
ETo
— T. med. máx.: Temperatura media de las máximas.
— Viento km/día: Velocidad del viento en km al día.
— T. med. mín.: Temperatura media de las mínimas
— P media: Precipitación media en cada mes.
— HR %: Humedad relativa, en %.
CropWat es un programa informático que distribuye gratuitamente la FAO a través de su web y que cualquiera se puede instalar (www.fao.org). Este sistema calcula a partir de datos climáticos medios recogidos en series de 30 o más años.
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Existe el Servicio de Asesoramiento al Regante a nivel nacional y
autonómico donde nos indican los
datos de necesidades de los cultivos, punto de partida básico para
gestionar el riego. Ver www.mapa.es
y www.inforiego.org. Estos organismos nos proporcionan las necesidades de riego de los cultivos en
tiempo real, no hechos con series
históricas de datos, por lo que son
más fiables. AIMCRA también tiene
con Ebro un servicio para el cultivo
de remolacha (www.aimcra.es). Así
como para regar es mejor seguir los
datos que proporcionan estos servicios, para calcular una instalación
es mejor partir de datos medios
que nos permiten un diseño general que nos sirva para tener una instalación holgada en sus cálculos.
Figura 1. Estación meteorológica
de recogida de datos.
La Eto nos indica (en mm/día o
en mm/mes) la evapotranspiración
que existe en una zona en un cultivo de referencia (normalmente un
cultivo de hierba, de poca altura…)
Figura 2. Evolución de la KC en cultivos
herbáceos. (Foto: feragua).
Para saber cuál es la que corresponde a un cultivo en particular, habrá
que hacer algunas correcciones que dependen del cultivo y de su estado de
desarrollo. Esa corrección se hace mediante el coeficiente de cultivo llamado
Kc. Así hallaremos la evapotranspiración para el cultivo, ETc (Etc = EToxKc).
La Kc tiene valores en torno a la unidad, por debajo cuando el cultivo no está
en pleno desarrollo y algo por encima en pleno desarrollo del mismo.
Aunque puede haber cálculos bien exactos, como los que ha hecho AIMCRA para la remolacha y también según un método propuesto por la FAO,
proponemos valores para algunos cultivos. Hay cuatro valores típicos de Kc:
Kc inicial (desde la siembra o plantación hasta que el cultivo está bien nacido), Kc de fase desarrollo del cultivo (desde el cultivo nacido hasta que alcanza un desarrollo que bien puede ser cubrir la superficie del suelo), Kc de
media estación (todo el período de madurez y desarrollo de un cultivo, donde
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1. Introducción al cálculo de las necesidades de agua de los cultivos
se está cuajando la cosecha)y Kc de última estación (la decadencia del cultivo y fase final). Cada una de ellas tiene una duración que se estima en días
aunque no de forma exacta como puede verse en la tabla.
Duración en días y valor de KC de algunos cultivos (Fuentes Yagüe)
Fase inicial
Fase desarrollo
F. media estación F. última estación
Cebada
15 / 0,35
25-30 / 0,75
50-65 / 1,15
30-40 / 0,45
Patata
25-30 / 0,45
30-35 / 0,75
30-50 / 1,15
20-30 / 0,85
Remolacha azucarera
25-45 / 0,45
35-65 / 0,80
60-80 / 1,15
40-40 / 0,80
Maíz grano
20-30 / 0,40
35-50 / 0,80
40-60 / 1,15
30-40 / 0,70
Pe (estimamos que es el 75% de la precipitación media). (En mm)
Pe
A.
My.
Jn.
Jl.
Ag.
Sp.
33,3
38,6
26,3
14,4
13
22,6
Pe: precipitación efectiva.
No toda la precipitación que cae como lluvia la podemos considerar útil,
pues hay pérdidas de ese agua desde el punto de vista de los cultivos por
múltiples factores: exceso de sequedad, viento, escorrentías, etc., que nos
obliga hablar de precipitación efectiva (Pe), como aquella que realmente aprovechan los cultivos. Aunque hay varios métodos de estimarlo, uno de ellos es
considerar el 75% como precipitación efectiva (en la tabla en mm/mes.)
A.
My.
Jn.
Jl.
Ag.
Sp.
Eto día
3,4
4,34
5,67
6,75
6,01
4,1
Kc patata
0,45
0,75
1,15
1,15
0,85
Kc remolacha
0,45
0,80
0,80
1,15
1,15
0,85
1,15
1
22,6
Kc maíz
0,40
0,80
1,15
Kc cebada
0,75
1,15
1,15
0,45
Pe mes
33,3
38,6
26,3
14,4
13
Nn/mes patata
12,9
59
170
232
153
Nn remolacha
Nn cebada
Nn maíz
Nn: Eto x 30 días x Kc – Pe (en los meses de julio y agosto, a efectos de cálculo, no se tiene en cuenta la precipitación efectiva, dado que es una precipitación muy irregular.)
Nn: Necesidades netas de agua de los cultivos en mm/mes.
Las Nn que no están halladas en la tabla, las puede hallar el lector a modo de ejercicio.
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Las Nn es la cantidad de agua que tiene que recibir la parcela para satisfacer las necesidades de las plantas y tener el máximo de producción posible, en cuanto del agua dependa. Según el sistema de riego que usemos, la
eficiencia en la aplicación del agua será mayor o menor.
Estos son los valores que se suelen considerar para los diversos sistemas
de riego:
—
—
—
—
—
—
Riego por superficie: 60-65%.
Riego por aspersión cañón: 70-75%.
Riego por aspersión cobertura: 75-80%.
Riego por aspersión pívot: 80-85%.
Riego localizado de alta frecuencia: 90-95%.
Riego localizado subterráneo: 95-100%.
La eficiencia de aplicación (Ea) es pues la relación entre el agua que necesitamos y el que realmente hemos de aportar a consecuencia de las pérdidas que hay en el sistema de riego elegido.
Por tanto habrá que tener en cuenta esto operando así:
Nt= Nn/Ea
Nt: Necesidades totales.
Necesidades totales diversos cultivos, riego por aspersión
Nt
Nt patata
A.
My.
Jn.
Jl.
Ag.
17,2
78,6
226,6
309,3
204
(Ea = 75%)
Sp.
Nt maíz
Nt remolacha
Nt cebada
Se pueden hallar, a modo de ejercicio, las Nt para los cultivos que no se ha hecho.
Para saber el tipo de aspersor que puedo y debo elegir para mi sistema
de riego por aspersión nos conviene conocer las características del terreno
y cultivo, a fin de establecer cual es la dosis máxima de agua que puedo
aportar cada vez que riego.
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Estas unidades vienen expresadas en mm/mes.
1 mm = 1 l/m2 = 10 m3/ha
El agua en el suelo
Para aplicar agua al suelo en forma de riego, conviene conocer la capacidad del suelo para albergar agua, lo cual va a depender de la capacidad de
campo (Cc) y del punto de marchitez (Pm). Y también, si queremos saber
donde hay que aplicar el agua, importa la profundidad del suelo explorada
por las raíces de los cultivos. El otro dato importante para saber el agua que
cabe en el suelo es la porosidad que relaciona la densidad aparente y real de
un suelo y que nos habla de la cantidad de espacio que hay en el suelo ocupada por aire y en la que por tanto puede haber agua.
— Capacidad de campo. Capacidad máxima de un suelo para almacenar agua, después de haberlo dejado drenar. Óptimo para el aprovechamiento del agua por las plantas.
— Punto de marchitez. Es aquel a partir del cual el agua que hay en el
suelo no puede ser aprovechado por las plantas por no tener suficiente fuerza para extraerla.
Con esos datos podemos calcular la dosis de agua que vamos a aportar
al suelo cada vez que regamos.
En riego por aspersión con cobertura o cañón se suele ir a dosis máximas
(echar la máxima cantidad de agua para no tener que regar de forma muy
frecuente, pues esto suele suponer trabajo).
En riego con pívot o lateral de avance frontal, como la automatización
suele ser máxima, el
riego no se organiza por
Capacidad de campo y punto de marchitez
dosis máximas sino en
(expresada en porcentaje de peso de agua)
función de otros parámeSuelo
Cc
Pm
tros y se dan un número
Arcilla
35%
18%
mayor de riegos al mes.
Veamos algunas tablas importantes que responden a conceptos que
hay que manejar.
Limoso
18%
9%
Limo-arenoso
13%
6%
Arenoso
6%
2%
Ej. En un suelo arcilloso en capacidad de campo el 35% de su peso será agua.
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Profundidad de las raíces, en metros
(con el cultivo bien desarrollado)
—
—
—
—
—
—
Patatas:
Alubias:
Remolacha:
Huerta:
Maíz:
Cereales:
0,50 m.
0,45 m.
0,55 m.
0,50 m.
0,6-0,8 m.
0,5-0,7 m.
—
—
—
—
—
Tabaco:
Algodón:
Alfalfa:
Pratenses:
Frutales:
0,75-0,80 m.
0,80 m.
1m (prof. media).
0,3-0,4 m.
1-1,5 m.
Normalmente la profundidad de las raíces del cultivo nos indica la cantidad de agua que podemos aportar en un riego; esto suponiendo que el suelo
sea más profundo que esas raíces; en caso contrario la profundidad del suelo
sería el limitante para la dosis de agua a aportar en el riego.
Figura 3.
El suelo, un depósito
para almacenar agua.
(Foto: Feragua).
Permeabilidad de los suelos según su textura
Textura
Permeabilidad (mm/h)
Textura
Permeabilidad (mm/h)
Arcilloso
3,8
Limo-arenoso
10,0
Arcilloso-limoso
5,0
Arenoso-limoso
15,0
Franco-arcilloso
6,4
Franco-arenoso
16,0
Franco-limoso
7,6
Arenoso-franco
17,0
Limoso
8,0
Arenoso
19,0
Franco
8,9
Arenoso-grueso
50,0
Es una permeabilidad estabilizada. Ej. Un suelo limoso admite de manera
constante 8mm/h hasta que se sature de agua.
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Algunos valores de densidad aparente de las principales texturas
Textura del suelo
Arenoso
Densidad aparente
Textura del suelo
1,65 g/cm3
g/cm3
Franco arenoso
1,50
Franco
1,40 g/cm3
Densidad aparente
Franco arcilloso
1,35 g/cm3
Franco limoso
1,30 g/cm3
Arcilloso
1,25 g/cm3
La densidad aparente de un suelo es la densidad del mismo tal como
aparece ante nosotros, incluido los huecos y poros que el suelo posee. En
esos huecos se albergará el agua que aportamos en el riego.
También podemos conocer el estado de humedad del suelo por medio de
tensiómetros o medidores TDR y programar el riego en función del mantenimiento de una humedad en el suelo que permita a las plantas una correcta
alimentación. Los tensiómetros muestran el esfuerzo que han de hacer las
plantas para extraer agua del suelo, mientras que el TDR mide directamente
el porcentaje de agua que existe en el suelo. Con frecuenta estos aparatos se
usan en invernaderos, viveros, etc.
Figura 4. Instalación de tensiómetros.
Figura 5. Medidor de humedad TDR.
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mediante cobertura total
Este sistema consiste en establecer en la parcela de cultivo una
cobertura superficial a base de aspersores que van conectados a
unas tuberías por las que reciben
agua y presión. Hay otras modalidades a base de coberturas parciales, más móviles, etc., que no
explicamos, pero que funcionan de
un modo similar a éste. Los materiales normalmente son aluminio y
PVC. Los aspersores son de media
presión (entre 2,5 y 4 atm).
2
Figura 6. Vista típica de un riego por aspersión.
En este caso, sobre un cultivo de patata.
2.1. Cálculo de parámetros del riego por aspersión.
Diseño agronómico
Con todos esos datos que hemos visto anteriormente podemos hallar la
máxima cantidad de agua a aportar en un riego según la expresión:
Dosis teórica: 10.000 m2/ha x da x p (m) Cc – Pm / 100 x 0,6
Es decir, la cantidad máxima de agua que puedo aportar está en relación con los metros cuadrados que tiene una hectárea, la densidad aparente
(en g/cc = Tm/m3), la profundidad de las raíces del cultivo y el volumen de
agua que alberga un suelo entre la capacidad de campo y el punto de marchitez; esto lo corregimos con un coeficiente, que evitará que el suelo se vacíe
mucho de agua, poniendo en peligro de estrés a las plantas. Este coeficiente
suele estar entre 0,5 y 0,75.
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Si lo aplicamos al ejemplo que traemos, y suponiendo un terreno limoso
con una densidad aparente de 1,28 g/cc, podemos hallar que la dosis máxima de agua a aplicar en pleno desarrollo radicular de la patata es:
Dosis = 10.000 x 1,28 x 0,50 x (18 – 9) / 100 x 0,6 =
= 345,6 m3/ha = 34,56 mm
Sabemos que, según el sistema de riego, para aportar una cantidad de
agua hay que tener en cuenta la eficiencia de aplicación, que para aspersión
hemos considerado de 75%. Entonces, para conseguir que a las plantas llegue esos 34,56 mm habrá que aportar lo que llamamos dosis práctica.
Dosis práctica: dosis/Ea= 34,56 / 0,75 = 46 mm
Igualmente el lector puede hallar la dosis para el resto de cultivos.
Figura 5.
Cobertura
total de riego
por aspersión.
Si seguimos adelante con el diseño del riego habría que decir que diseñar un riego por aspersión consiste de manera fundamental en:
— Elegir marco de riego (disposición de los ramales y aspersores en el
campo).
— Elegir aspersor, con sus características de funcionamiento.
— Elegir tuberías adecuadas en cuanto a diámetro y material.
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2. Riego por aspersión mediante cobertura total
En esta publicación didáctica nos remitimos a algunas cuestiones o conceptos fundamentales:
Marco de riego
Se llama marco de riego a la separación entre ramales y aspersores. Normalmente viene indicado por dos cifras: la mayor indica separación entre ramales y la menor entre aspersores. Los marcos más comunes suelen ser
12 x 12, 12 x 15, 12 x 18 y 15 x 15, todo ello expresado en metros. No entramos aquí en ventajas e inconvenientes de unos y otros marcos.
Pluviometría del sistema
Es la cantidad de agua que arroja nuestro sistema de riego en una unidad de tiempo. Normalmente se expresa en l/m2 y hora. Hay que saber que
también se habla de la lluvia y el riego en mm, y que 1 l/m2 = 1 mm (si vertemos un litro de agua en un recipiente de un metro cuadrado, el agua tomará una altura de un mm).
Para pasar de
a
Litros/segundo
Litros/hora
Multiplicar por
3.600
Litros/segundo
Metros cúbicos/hora
Multiplicar por
3,6
Litros/hora
Litros/segundo
Dividir por
3.600
Litros/hora
Dividir por
1.000
Multiplicar por
1.000
Litros/segundo
y dividir por
3.600
Multiplicar por
1.000
Litros/hora
Elección de aspersor
El aspersor lo vamos a elegir en función, precisamente, del marco de
riego y de la pluviometría que arroja. Dicha pluviometría no debe superar la
permeabilidad del terreno para no crear encharcamientos o escorrentías. (si
se aporta más agua de la que el suelo es capaz de absorber, el agua se escurre por el terreno si hay pendiente o se encharca si no hay pendiente).
Los aspersores aportan el agua moviéndose de forma circular o en sector circular. Sobre un terreno, para que no queden espacios sin regar, la llu-
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via de unos aspersores se debe solapar con los aspersores de al lado. Sobre
esto hay unas normas o consejos que redundan en una mayor uniformidad
y eficiencia del riego.
El alcance de los aspersores debe ser:
— Para marcos en cuadrado y triángulo (a x b, por ej.). El radio de alcance
del aspersor, al menos igual al marco de separación. Si es marco de 12
x 12, el radio de alcance del aspersor debe ser al menos de 12 m
— Para marcos en rectángulo. El diámetro de alcance del aspersor
debe ser al menos el 80% de la separación de lado más corto y el
150% del lado más largo.
Ejemplo. Comprobar que un aspersor que tiene un diámetro de alcance de
30 m es apto para un marco de 12 x 15.
Solución. El radio de alcance es 15 metros. El 80% de 15 es 12 m, apto
para el lado corto. El 150% de 15 es 22,5 m, apto de sobra para
el lado largo que es de 18 m.
Lo normal en un riego es que hagamos primero la elección del marco y
luego elijamos el aspersor, teniendo en cuenta además la permeabilidad
como hemos dicho.
Para elegir aspersor, normalmente iremos a un catálogo comercial de la
casa con la que trabajemos (también podemos mirar varias). Muchas de ellas
tienen su catálogo en internet. Una castellano y leonesa es VYRSA, que tiene
su sede en Briviesca (Burgos), www.vyrsa.com.
Para ir al catálogo conviene que sepamos cuál es el caudal máximo que
puede arrojar el aspersor a elegir, que está condicionado por el marco (superficie asignada a regar cada aspersor) y la permeabilidad que viene dada
por la textura principalmente.
Así, por ejemplo, si tenemos un marco de 12 x 15, y el terreno es limoso, podemos ver en el cuadro de permeabilidad que hemos puesto anteriormente, que es de 8 mm/h. Por tanto el caudal máximo que puede recibir
ese terreno de cada aspersor es:
Qmáx. aspersor = marco x permeabilidad del terreno =
= 12 m x 15 m x 8 mm/h = 1.440 l/h
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Ahora, ya podemos abrir el
catálogo. Pocos catálogos son
tan completos como éste de
Vyrsa, que nos trae de cada modelo la siguiente información:
— En primer lugar una foto
del aspersor con los ángulos de ataque del agua y
una foto con todas las boquillas que puede montar,
que como podemos observar, pueden ser de latón o
de plástico de colores, lo
cual es práctico a la hora
de reponer, pues es fácil
acordarse del color.
— En este segundo gráfico se
muestra el despiece del
aspersor y algunos datos
de su comportamiento en
campo sobre diferentes
ensayos: coeficiente de
uniformidad, uniformidad
de distribución, etc.
Figura 8. Aspersor y juego de boquillas (catálogo Vyrsa).
Figura 9. Esquema despiece aspersor (catálogo Vyrsa).
— Y en tercer lugar esta tabla
que nos dice:
Figura 10. Tabla características técnicas
aspersor (catálogo Vyrsa).
1. La tabla superior se refiere al aspersor
montando sólo la boquilla delantera y
taponando la trasera. La tabla inferior
montando las dos boquillas de la foto.
2. El resto de la tabla, nos indica el comportamiento en cuanto a caudal (litros/hora) y
alcance, dependiendo de la presión (columna de la izquierda y del diámetro de
la boquilla. (los diámetros de las boquillas
vienen en pulgadas y en mm).
3. En gris o zona sombreada marca lo que
el fabricante considera zona no recomendable para el mejor comportamiento del aspersor.
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Siguiendo con nuestro ejemplo, elegimos ahí un aspersor adecuado para
nuestro terreno limoso (máximo 8 mm/h de pluviometría) y 1.440 l/h de caudal y un alcance suficiente para un marco de 12 x 15.
Si hiciésemos comprobaciones, veríamos que hay muchas posibilidades
de montar un aspersor adecuado. Elegimos, por ejemplo:
Aspersor con una boquilla que funcione a 3,16 atm,
boquilla de 11/64” y da 1.290 l/h y alcanza 31,90 m
(se podría haber elegido otras boquillas o presiones)
Comprobación:
1. Que el caudal es inferior a la permeabilidad del terreno:
— 1.290 < 1.440. Correcto.
2. Para un marco de 12 x 15. El radio de alcance debe ser:
— 80% r > lado menor del marco.
— 150% r > lado mayor del marco.
Como el radio es 15,70:
— 80% 15,70 =12,56 > 12.
— 150% 15,70= 23,5 > 18.
Como cumple los requisitos es correcto.
Si queremos saber la pluviometría del aspersor, la hallamos dividiendo
el caudal real del mismo entre el marco.
P (mm/h) = q (l/h) / marco = 1.290 / (12 x 15) = 7,16 mm/h
(es menor que 8 mm/h). Correcto por tanto, también.
Una vez conocido el tipo de aspersor que vamos a montar y el marco podemos conocer el tiempo que dura un riego. Normalmente podemos hacer
un calendario por meses e ir ajustando en cada mes el número de riegos y
el tiempo que dura un riego.
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Nt
Nt patata
Frecuencia riego
Dosis real
Tiempo de riego
Turno
A.
My.
Jn.
Jl.
Ag.
17,2 mm
78,6
226,6
309,3
204
1
2
5
7
5
17,2
39,3
45,3
44,2
40,8
2 h 25’
5 h 28’
6 h 19’
6 h 10’
5 h 41’
30
15
6
4,4
6
Sp.
Frecuencia. Resulta de dividir las necesidades entre la dosis máxima. Si
nos sale un número no entero lo redondearemos hacia arriba.
Dosis real. Es la cantidad de agua que vamos a echar en cada riego.
Sale de dividir las necesidades totales entre el número de riegos (frecuencia) que vamos a dar cada mes ya redondeado.
Tiempo. El tiempo que tardo en aplicar la dosis real. Sale al dividir la
dosis entre la pluviometría del aspersor (7,16 mm/h) y hallar el equivalente en horas y minutos.
Turno.
Es el espacio de días comprendido entre dos riegos.
Posturas. Es la cantidad de veces que puedo regar en un mismo día.
Esto depende de lo que dura un riego y también del número de horas
disponibles en el día para regar. Aquí, en este ejemplo, para julio suponemos que podemos hacer tres posturas al día, que sumarían 19
horas, dejando las horas punta de tarifa eléctrica, más cara, sin regar.
Resumiendo, lo que tenemos hasta aquí, de atrás hacia delante. En el
mes de junio, por ejemplo, regaré cada 6 días y daré 5 riegos al mes, a razón
de 6 h 19’ cada vez; así aportaré en cada riego 45,3 mm y cubriré las necesidades de agua de ese mes, que son de 226,6 mm de media. Y eso lo
haré a un marco de riego de 12 x 15, con el aspersor elegido y dadas las características de mi terreno (limoso) y cultivo (patatas).
Hasta aquí lo que podemos llamar diseño agronómico de un riego por aspersión mediante cobertura.
2.2. Cálculo de los elementos mecánicos del riego.
Diseño hidráulico
No vamos a entrar a explicar aquí todos los pormenores de cálculos hidráulicos porque superan el objetivo de esta publicación didáctica. Con el
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único ánimo de marcar los puntos clave, damos algunas pistas importantes
para su valoración.
— Normalmente una finca se riega por partes, de tal manera que se va regando poco a poco. En esos bloques de riego hay un número determinado de aspersores que funcionan simultáneamente. Para conocer
estos datos vamos a partir de una parcela imaginaria de 20 ha.
— Conociendo la superficie que tengo que regar y las horas de que dispongo al mes para regar y el tiempo que dura un riego y el turno,
todo ello en el mes de máximas necesidades (julio), se puede determinar cuantos bloques de riego puedo hacer. Hay que tener en
cuenta que cuantos más bloques de riego pueda hacer, más pequeño
será el grupo de bombeo que necesito y eso supone un ahorro en la
inversión.
— Número de aspersores total para una parcela de 20 ha a marco de
12 x 15, será el cociente entre la superficie de la parcela, que es de
200.000 metros cuadrados y el marco, y salen 1.111 aspersores.
Esos son los aspersores que tendré que comprar para establecer la
cobertura total.
Para conocer cuántos tengo que tener funcionando de manera simultánea, realizo la siguiente operación:
Número de aspersores simultáneos =
superficie total
200.000
=
=
= 82,30
Marco x posturas x turno
12 x 15 x 3 x 4,5
Si cada vez que regamos utilizamos 83 aspersores, podremos hacer 13,3
bloques. Redondeamos a 13 bloques de riego con 85 aspersores en cada
bloque.
Así, resumiendo de nuevo, si en el mes de julio, cada vez que hago una
postura de riego arrancan a regar de manera simultánea 85 aspersores y
doy tres posturas al día, al cabo de 4,3 días (13 posturas) habré regado
toda la parcela y empezaré a dar el siguiente riego.
Una vez que tenemos esto determinado, no quedaría más que dimensionar las tuberías que llevan los aspersores, llamadas ramales de riego, las
tuberías generales, que son aquellas donde van enganchados los ramales y
dimensionar el equipo de bombeo.
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De los ramales de riego, sólo decir que suelen ser de PVC o aluminio y su
diámetro va en función de la longitud de los ramales (a mayor longitud, llevan más aspersores y por tanto más caudal, lo que se traduce en mayor diámetro) en general suelen ser a partir de 2”. El número medio de aspersores
por ramal aconsejable está entre 10 y 12.
Las generales suelen ser de aluminio en tamaños ya superiores a 90 mm.
Grupo de bombeo
El grupo de bombeo puede ser de diverso tipo.
La división básica de las bombas es:
— Horizontal. Bomba y
motor en superficie,
fuera del agua.
— Vertical. Bomba sumergida en agua, accionada mediante motor
en superficie, ambos
unidos por un eje.
— Sumergida. Bomba y
motor susumergidos en
el agua.
Figura 11. Esquema de un grupo de bomba horizontal
(foto Feragua).
Figura 12.
Bombas verticales.
Figura 13.
Bombas sumergidas. Los
grupos sumergidos funcionan con motor eléctrico de manera
obligatoria, por lo que si
no tenemos energía eléctrica, habrá que
colocar un generador
diésel que la proporcione.
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La división básica de los
motores que mueven
las bombas es:
— Térmicos
(gasolina y gasóil).
— Eléctricos.
— Caudal
necesario. En
nuestro caso, sería el caudal de los 85 aspersores
con que vamos a regar
cada vez que abrimos el
riego en el mes de máximas necesidades. Eso supone 109.650 litros/hora,
es decir 30,45 l/s
— Altura manométrica. Es
la altura de presión, expresada en metros de columna
de agua, que tiene que proporcionarnos la bomba
para superar los desniveles
que haya (tanto de la propia perforación como de la
instalación), las pérdidas
de presión (de carga) que
haya por efecto del roce
del agua con paredes de
tuberías, piezas especiales,
curvas, etc.) y dar la presión de funcionamiento necesaria a los aspersores
para que funcionen tal y
como lo hemos diseñado,
en nuestro caso 3,16 atm,
Figura 14. Grupo horizontal de motor diésel
y bomba centrífuga para riego; el carro o bancal hace
también la función de depósito de combustible.
Altura pérdidas de carga
Hr
Altura geométrica
de impulsión
Hi
Altura geométrica
de aspiración
Ha
Presión de salida
Hp
Hm: Altura manométrica total
La potencia necesaria para
el grupo de bombeo se calcula
en función de dos conceptos:
Figura 15. Representación esquemática
de la altura manométrica total (foto Feragua).
Figura 16. Generador de energía eléctrica.
Funciona con gasóil (foto Feragua).
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es decir, 31,6 m.c.a (metros de columna de agua). Si suponemos a modo
de ejemplo, una toma de agua de río, con un desnivel de 7 metros, unas
pérdidas de carga en torno a 20 metros de columna de agua y los 31,6
que necesitan los aspersores nos encontraríamos con una altura manométrica (Hm) necesaria de 58,6 metros. Ahora se puede hallar la potencia, suponiendo que es agua lo que se va a mover.
Potencia =
Q (l/s) x Hm (m)
30,45 x 58,6
=
= 33,98 cv
75 x Rmb
75 x 0,7
Rmb: es el rendimiento del grupo motobomba.
Los motores y bombas no funcionan al 100% de rendimiento por sus pérdidas de potencia en el acople de ambas máquinas, velocidad de giro, etc.
34 cv sería la potencia de referencia para nosotros a la hora de ir a una
casa comercial a buscar el grupo de bombeo que mejor se adapte a nuestras
circunstancias. Aunque los datos que hay que llevar a la casa comercial son
la Hm y el caudal.
Figura17.
Foto de una cobertura
de riego por aspersión
en un cultivo de patata.
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Riego por pívot, lateral de
avance frontal o hipódromo
3
Aunque estas máquinas las estudiamos juntas, tienen en sí diferencias
muy importantes desde el punto de vista de su concepción y funcionamiento,
como puede verse en cualquier manual. Fundamentalmente, un pívot tiene
un desplazamiento circular, por lo que la distribución del agua es muy desigual a lo largo del lateral: cuanto más cerca del centro, el sistema ha de aplicar menos agua y cuanto más se
aleja del centro ha de echar mucho
más caudal, porque ha de regar
muchos más metros cuadrados. Las
torres son movidas por pequeños
motores eléctricos (0,5-1,5 cv) a
velocidad muy lenta y graduable.
Mientras la máquina avanza va teniendo lugar el riego.
Nos interesa aquí avanzar con
el caso práctico que hemos comenzado en el capítulo 1.
Figura 18. Vista de un pívot. En primer término,
el motor eléctrico de una de las torres.
Lo primero que hay que decir es que se suele considerar a estos sistemas
de riego como más eficientes en la aplicación del agua que un riego por cobertura total. Por tanto, para hallar las necesidades totales, podemos considerar una eficiencia del 85%. Ya las necesidades totales disminuyen (hay que
fijarse el ahorro de agua que supone dentro de la aspersión, este cambio de
sistema, que es de un 10%).
Nn/mes patata
Nt /mes
12,9 mm
59
170
232
153
15,17
69,4
200
272,9
180
En un pívot o lateral, no tenemos mucho que calcular. Si partimos de un
buen replanteo de la máquina en nuestra parcela, buscando un óptimo apro-
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vechamiento del espacio y la comodidad de manejo, a partir de ahí deberíamos saber:
— En este sistema no vamos al número mínimo de riegos normalmente,
porque la automatización nos permite una mayor frecuencia de
riego. Por lo tanto, no nos sirve más que de referencia el concepto de
dosis máxima que hemos visto en riego por aspersión.
— Vamos a una frecuencia mayor. El número de riegos por mes dependerá de nuestro interés, de nuestro cultivo, del caudal disponible, la
velocidad de desplazamiento de la máquina, etc. Al dar más riegos
mantenemos siempre el suelo en agua fácilmente disponible para las
plantas.
— Las variables que podemos calcular y manejar son.
• Caudal de entrada al pívot.
• Velocidad de desplazamiento-dosis por riego.
Caudal mínimo de entrada al pívot
El caudal necesario para alimentar el pívot depende de las necesidades de
agua del cultivo, de la superficie que riega el pívot y del tiempo disponible.
Suponiendo que vayamos a regar 18 horas diarias y que el pívot riega
20 ha como en el ejemplo anterior,
Qentrada =
Nt x área regada
271,9 x 200.000
=
= 27,07 l/s
tiempo disponible
31 d x 18 h x 3.600 s
Ese sería el caudal mínimo necesario.
A partir de ahí, a mayor caudal, más potencia necesitaré y menos horas
estará funcionando.
Tiempo necesario para dar un riego
De estas máquinas podemos tener dos datos. Por un lado, está la regulación de velocidad, en porcentaje, desde el 100% de velocidad al 1%. El
100% sería su desplazamiento más rápido, hasta un desplazamiento mucho
más lento.
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3. Riego por pívot, lateral de avance frontal o hipódromo
Figura 19. Cuadro de mandos
sencillo de un pívot.
Figura 20. Detalle del regulador
de velocidad de un pívot.
Si sabemos que al 100% tarda en dar un giro completo 10 horas, al 50%
tardará 20 horas y así sucesivamente.
Si en vez de porcentaje tenemos la velocidad de desplazamiento y podemos actuar sobre ella tendremos que saber que:
— La velocidad de desplazamiento se refiere al desplazamiento de la
última torre en el caso del pivot, la más alejada del centro del pívot.
Si conocemos la velocidad de desplazamiento y la distancia que hay
desde el centro pivote a la última torre Lt (se puede medir) podremos
hallar el tiempo que tarda en dar una vuelta. Suponiendo, por ejemplo, que se desplaza a 1,6 metros/minuto.
— Si el pívot cubre 20 ha, el radio del mismo ha de tener 252,3 m. Supongamos que la última torre está a 230 m del centro pivote.
Tiempo =
2π Lt
2 x 3,14 x 230
=
= 902,75 min = 15 h 2’
vel
1,6
En este caso, tendríamos que tarda 15 horas aproximadamente en
dar un giro completo y regar las 20 ha.
Con esto, podemos saber los riegos que daremos al mes para cubrir
las necesidades, pues será el resultado de dividir el tiempo disponible del mes entre el tiempo que tarda en dar una vuelta
Frecuencia =
558 horas/mes
15,04
29
= 37,1 riegos
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Si quisiéramos saber la pluviometría que deja el pívot en cada riego, para
saber si hay problemas de encharcamiento, etc.
Pluviometría =
caudal de un riego
27,07 l/s x 54,120 s
=
= 7,32 mm
superficie
200.000
Esto quiere decir que cada vez que regamos, aportamos 7,32 litros por
metro cuadrado. Si quisiéramos hacer avanzar más lento el pívot, a fin de no
dar tantos riegos al mes, debiéramos ir calculando la pluviometría para no sobrepasar los límites de permeabilidad del terreno y producir encharcamientos, escorrentías, etc.
Este ejemplo que hemos desarrollado con un pívot nos vale de modo
muy parecido para un lateral de avance frontal o un hipódromo; y por supuesto para un pívot que riegue sectorialmente.
El pívot normalmente necesita menos presión en sus aspersores o emisores al pasar cerca de toda la superficie; por ello su uso supone un ahorro
energético que puede estar en torno a 1,5 atm respecto a la aspersión. Al necesitar también menos caudal por su mayor eficiencia, podemos calcular el
grupo de bombeo necesario y compararlo con el de aspersión. Hágase como
ejercicio y comprobar el ahorro de energía que supone.
Figura 21. Cuadro de mandos de un pívot hipódromo.
Figura 22. Vista de un lateral de avance frontal.
El lateral de avance frontal describe un rectángulo al avanzar y aplica el
agua de manera uniforme a lo largo de todo su lateral, a diferencia del pívot.
El hipódromo hace la función mixta de lateral y de pivoto circular; debido a
eso tienen dos cartas de distribución de agua, una para cuando avanza como
un lateral, otra para cuando lo hace de forma circular.
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Riego con cañones
enrolladores
4
(Para ver los fundamentos básicos de un riego por cañones, consultar algún manual).
El fundamento de este sistema le damos por conocido; se trata de una gran
manguera que termina en un gran aspersor o cañón de riego, que se extiende
sobre el terreno con ayuda del tractor y según va regando de forma sectorial,
se aprovecha la fuerza hidráulica para ir recogiendo la manguera en un gran
tambor o enrollador. La presión del agua la proporciona el grupo de bombeo.
A
Figura 23. En una foto A, vista del tambor
enrollador; en la foto B, vista del cañón.
B
Hay que buscar un buen replanteo sobre el terreno, eligiendo el mejor
ancho de banda para regar, el mejor solapamiento, etc.
Aquí también regamos, al igual que en aspersión, buscando la máxima
dosis, pero que no supere la permeabilidad del terreno, pues manejar esta
máquina supone mano de obra. Igualmente hay que elegir aspersor y para
eso debemos saber antes el caudal de entrada al cañón. Dicho caudal, al
igual que en el pívot, se halla sabiendo las necesidades, el área regada y el
tiempo disponible.
De nuevo, para el cañón, consideramos una eficiencia de aplicación del
agua del 75% pues es un sistema muy sensible a pérdidas de agua por la acción del viento.
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Nt
Nt patata
A.
My.
Jn.
Jl.
Ag.
17,2
78,6
226,6
309,3
204
Sp.
Qentrada =
Nt x área regada
309,3 x 200.000
=
= 30,800 l/s = 110,86 m3/h
tiempo disponible 31 d x 18 h x 3.600 s
Eso supone que hay que buscar un cañón que aporte ese gran caudal.
En un catálogo podremos elegir el cañón que mejor se adapte a nuestra
necesidad de caudal. Hay muchos modelos en el mercado.
Figura 24.
Reproducimos aquí un
cuadro de uno de los
muchos cañones que
fabrica la casa italiana
Valducci, donde se
aprecia que puede
elegirse el largo de
manguera, el diámetro
de la manguera y nos
viene indicado para
diversos tipos de
boquilla y de presión
el alcance y el caudal
que arroja, así como
otros datos. (Foto
catálogo Valducci).
Si tuviéramos que elegir de esta plantilla (sabiendo que hay otras muchas válidas y que se adaptarán incluso mejor a nuestro ejemplo) un modelo
para el caso que llevamos, iríamos a un modelo de alta velocidad; para no
dejar mucha pluviometría podemos elegir, por ejemplo, el modelo señalado
en amarillo:
— Un enrollador con una manguera de 500 m con diámetro exterior de
140 mm.
— Con un cañón con una boquilla de 34 mm que, trabajando a una presión de 6 atm, alcanza los 64 metros, lo que puede suponer un ancho
total de riego de 108,8 m (teniendo en cuenta sólo el 85% del alcance por las distorsiones del viento, considerando así el diámetro
efectivo mojado). Si ese enrollador se desplaza a 36,1 m/h, con una
presión de entrada al tambor de 9,3 atm, nos daría 25 mm de pul-
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Página 33
4. Riego con cañones enrolladores
viometría. Esa alta pluviometría, al ser durante poco tiempo (el que
tarde en pasar el cañón por el terreno) no suele dar problemas de encharcamiento en terrenos llanos pues al caer agua sobre un terreno
seco, la velocidad de infiltración al comienzo suele ser alta (la que
hemos visto en riego por aspersión es la permeabilidad estabilizada
en el tiempo).
Una vez elegido el tipo de
cañón y aspersor que monta, etc.
nos queda la disposición en el
campo. Esto va a depender mucho
de la forma de nuestra parcela (que
suponemos adaptada a este sistema de riego).
Sabiendo la velocidad de desplazamiento y el largo de la manguera, podemos saber el tiempo
que tardará en hacer el cañón una
postura
Tiempo =
Figura 25. Patín y cañón.
espacio
=
velocidad
500 m
= 13,8 h
36,1 m/h
Este tiempo suele ser mayor, pues buscando una mayor uniformidad de
riego, suele comenzar y terminar por un tiempo en que la máquina riega pero
no se mueve (tiempo inicial y tiempo final).
Como el cañón elegido arroja 108,8 metros cúbicos a la hora, necesitaremos algo más de tiempo para regar.
Si en cada riego aportamos 25 mm, para cubrir los 309 mm de necesidades habrá que hacer 12,3 riegos al mes (en julio).
Las diversas posturas de riego se han de solapar a fin de que no queden
espacios sin regar. El porcentaje de solapamiento debe depender del viento
dominante en la zona, siendo un mínimo del 20% del diámetro de alcance
del cañón para vientos débiles y pudiendo llegar al 45% en zonas de vientos
en torno a 5 m/s (en estos casos no es aconsejable el sistema de riego con
cañón).
Con un solapamiento del 20% podemos recalcular nuestro riego.
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La superficie regada en cada postura, considerando que además de la
longitud de la manguera, el cañón alcanza de forma efectiva el 80% de su
radio de acción (el 80% de 64 m) será la siguiente:
Superficie regada = 108,8 x 0,80 x (500 + 64 x 0,80) = 4,79 ha
(Consideramos el ancho y el largo de la manguera, que son 500 metros,
más el alcance del cañón cuando la manguera está estirada al máximo).
Eso quiere decir que en 4,1 posturas se riega toda la parcela, lo que intentaremos redondear a 4 bajando algo los solapamientos.
Una vez hechos estos cálculos es cuestión ya de hacer un calendario de
riego.
La instalación básica de un
cañón consta de un grupo de bombeo (hay que tener en cuenta que se
necesitará algo más de potencia
dada la presión con la que funciona
este sistema), y una tubería general
que nos proporcione agua a presión
en los diversos lugares donde vamos
a instalar el enrollador para regar.
Si calculamos la potencia necesaria para el pívot y el enrollador,
podemos ver las diferencias de consumo energético de uno y otro sistema y sacar las consecuencias
pertinentes.
Figura 26. Cuadro enrollador.
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Coste eléctrico por mes
(julio)
5
Recogiendo el caso de riego por aspersión.
Una vez conocida la potencia del grupo de bombeo se puede sacar el
coste eléctrico, conociendo que:
— 1 cv = 0,736 Kw.
— 34 cv x 0,736 = 25,02 Kw (para el caso de riego por aspersión).
— Coste eléctrico del Kwh y las diversas tarifas horarias en las que regamos.
— Multiplicando el valor del coste por las horas de funcionamiento.
Ejemplo. Supongamos que tenemos un motor eléctrico de riego de 34 cv
(como hemos calculado en riego por aspersión), y que funciona para
regar al mes un total de 456 horas, de las que 248 son horas valle y 208
son horas llano.
— Precio Kwh: 6,967 céntimos de euro.
— Descuento en hora valle: –43% = 3,97 céntimos de euro/kwh
Coste total = [(208 h x 6,967 cént.) + (248 x 3,97 cént.)] x 25,02 kw =
= 76.503,2 céntimos = 765 euros.
Ese sería el coste mensual del consumo (término de energía) en julio, del
riego por aspersión.
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Página 37
Evaluación
de un sistema de riego
6
Una de las labores importantes que tenemos los agricultores es comprobar que nuestro sistema funciona suficientemente bien para el fin que
pretendemos. A veces no hemos controlado nuestro sistema de riego en su
fase de diseño agronómico e hidráulico o hemos ido, con los años, cambiando partes fundamentales: de regar con la toma de fuerza del tractor a
poner un grupo motobomba, de una cobertura móvil a una total, etc., y en
realidad no sabemos muy bien el funcionamiento del sistema.
Las preguntas clave para afrontar una evaluación serían:
— ¿Cuánto agua aporto por metro cuadrado cuando riego?
— ¿Es uniforme mi riego? Es decir ¿aporto más o menos la misma cantidad de agua en toda la parcela?
— ¿Trabajo con la presión necesaria? ¿tengo el equipo de bombeo adecuado?
— ¿Es un riego conforme a mi cultivo y mi suelo?
— Cubro las necesidades de riego sin excesos y con la suficiente eficiencia?
Para ello diseñamos una evaluación del sistema de riego. Se trata de
hacer comprobaciones, tal y como normalmente manejamos el riego, para
ver sus deficiencias y proponer mejoras. Estas mejoras siempre se van a traducir en ahorro de costes o en mayor productividad.
6.1. Comprobación de la uniformidad
mediante prueba de campo
Una de las cosas importantes es conocer si hacemos un riego uniforme.
En la práctica no se consigue nunca una uniformidad completa, pero hay que
tratar de conseguir un grado razonable, que repercute en el aprovechamiento
del agua y en el rendimiento del cultivo.
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La uniformidad se determina mediante ensayos de campo. Para ello elegimos cuatro aspersores, a ser posible con disposición en cuadrado (dos aspersores consecutivos en dos ramales consecutivos. En el cuadro delimitado
por los aspersores se distribuye una cuadrícula de pluviómetros tal como
vemos en la figura.
Mientras se ponen los pluviómetros se dirige el chorro del agua fuera del
cuadrado para evitar entrada de agua antes de empezar la prueba.
Se tiene un tiempo determinado (una hora por ejemplo) regando sobre
esa zona como se riega en condiciones normales. Una vez terminada la
prueba se mide el volumen de agua de los pluviómetros y se determina el
coeficiente de uniformidad mediante la fórmula siguiente.
Siendo:
M: Precipitación media obtenida en los pluviómetros
n: Número de pluviómetros
Sumatorio de d: Suma de las desviaciones (en valor absoluto) con respecto a M.
Figura 27.
Pluviómetro (foto Aimcra).
Figura 28.
Croquis de distribución de
pluviómetros para evaluar un riego
por aspersión(foto Feragua).
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6. Evaluación de un sistema de riego
Por lo general el coeficiente de uniformidad debe ser superior al 80%. Inferior al 55% se considera inadecuado en cualquier caso.
En riego por aspersión se estima que los coeficientes de uniformidad
(Cu) deben ser los siguientes:
— Frutales o forrajeras con sistema radical profundo . . . . . . . . . . 70-82%
— Cultivos extensivos con sistema radical de profundidad media . 82-88%
— Cultivos de alta rentabilidad con sistema radical superficial . . . . >88%
Las plantas poco espaciadas requieren un coeficiente de uniformidad
mayor que las más espaciadas, ya que en estas últimas la mayor amplitud del
sistema radical permite, en cierto modo, reducir los efectos desfavorables de
un riego defectuoso.
Para conocer mejor el modo de regar, se hace el análisis del área regada,
dividiendo la zona en tres partes:
— Zona media. Pluviómetros cuyo volumen está comprendido entre el 90
y el 110% de la media.
— Zona con exceso de agua. Corresponde a zona cuyos pluviómetros es
superior al 110% de la media.
— Zona con defecto de agua. Correspondiente a los pluviómetros cuyo volumen es inferior al 90% de la media.
Figura 30. Ensayo pluviómetros.
39
Figura 29. Representación zona
evaluada (foto Feragua).
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Las normas siguientes
recomendadas por la FAO,
se refieren al análisis zonal y
al coeficiente de uniformidad, en función de la separación entre plantas (promedio
entre las hileras y a lo largo
de las mismas).
Figura 31. Ensayo pluviómetros.
Separación
entre plantas (m)
Zona deficitaria
inferior a (%)
Zona con sobrante
menor de
Cu de al menos
0-2
10
10
85
2-4
15
15
80
4-6
20
20
75
Más de 6
25
25
65
Para cualquier presión y marco de riego, los aspersores de dos boquillas
logran un coeficiente de uniformidad más alto que los de una sola.
Con aspersores sobre el suelo no conviene regar con vientos mayores de
4 m/s. La mayor duración del riego favorece la uniformidad de distribución.
6.2.
Comprobación de la pluviometría del sistema
Si aprovechamos la prueba anterior podemos hallar con la media de los
pluviómetros (si están bien graduados), la pluviometría del sistema, pues
sería el valor de M.
También podemos hallarlo comprobando el caudal de varios aspersores
y hallando la media. Para esto, basta con tener una manguera de un metro
y un recipiente de caudal conocido (20 l, por ejemplo). Introducimos la manguera en la boca del aspersor y cuando ya lleve unos segundos saliendo el
agua por el otro extremo de la manguera, la introducimos en el recipiente y
cronometramos el tiempo que tarde en llenar esos 20 litros. Si tarda, por
ejemplo, 1 minuto, tendremos que ese aspersor arroja 1.200 litros a la hora.
Si hacemos esto varias veces y hallamos la media, luego podemos conocer
la pluviometría con la siguiente expresión.
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Pluv (mm/h) =
q (l/h)
S (m2)
Siendo S, el marco de riego.
Podríamos comprobar la diferencia entre lo que aportan los aspersores
y lo que cae en los pluviométros; eso nos habla de la eficiencia de aplicación. Y ver cómo esta eficiencia es menor con aire o con mucho calor en verano, que en tiempo en calma y por la noche, por ejemplo.
6.3. Comprobación del funcionamiento
homogéneo de los aspersores
Los aspersores funcionarán de manera homogénea si se cumple:
— Que son iguales, están en buen estado y tienen la misma boquilla no
desgastada.
— Les llega una presión lo más parecida posible.
Esto ya lo hemos podido ver en la prueba anterior. Si cada aspersor comprobado echa un caudal diferente,
por encima del 10%, suele ser mala
señal.
Para comprobar esto, además de
la comprobación física respecto al
estado, modelo y desgaste, nos haremos con un manómetro al que se
le acopla un cono que pueda entrar
en la boca del aspersor. Y en pleno
funcionamiento del aspersor taparemos la salida con él y anotaremos la
presión que marca el manómetro.
Figura 32. Midiendo presión en aspersor.
Esto lo haremos en algunos ramales, tomando la presión en el primer aspersor, en el primer tercio y al final del mismo. Una norma básica, aunque
extrema, es que la diferencia de presión entre el primer aspersor y el último
en un ramal no debe ser superior al 20% de la presión nominal del aspersor (es decir a la presión a la que debería funcionar el aspersor, según está
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en el catálogo comercial, como
hemos visto al elegirlo). Además, al comienzo del ramal debiera haber un15% de presión
por encima de la presión nominal del aspersor, para que el último aspersor en ningún caso
funcione por debajo del 5% de
la presión nominal del aspersor.
Presión a lo largo del ramal de aspersión
Mayor presión,
Ramal aspersión
Menor presión,
Es posible que, si la instalamayor caudal
menor caudal
ción es vieja, no sepamos la
Figura 33. Perdida de presión en ramal.
presión nominal del aspersor,
(Foto: Junta Andalucía).
entonces nos conformaremos
con que no haya una diferencia
del 20% en la presión medida al comienzo y al final del aspersor y comprobaremos que el chorro sale con fuerza y el aspersor gira bien.
Conviene verificar también el alcance real de los aspersores para comprobar si es adecuado al marco e riego, tal como se explicó en su momento.
Comprobar también que el marco es regular en toda la parcela (si es 12 x 15,
por ejemplo, que no hay tramos con otros marcos).
6.4.
Distribución del caudal sobre el suelo
Depende del diseño geométrico del aspersor y las boquillas, de su presión de trabajo y de las condiciones del viento. El agua de lluvia ha de distribuirse de modo que el impacto de las gotas y la intensidad de lluvia no
perjudiquen la condición física del cultivo o del suelo, logrando la máxima
uniformidad posible. La dispersión del chorro se produce fundamentalmente
por la fricción de la vena líquida de agua con el aire y eso hace que llegue al
suelo pulverizado.
La finura de pulverización y por tanto el grosor de las gotas de agua está
en relación con el diámetro y la presión en las boquillas. Es lo que constituye
el índice de potencia, índice de tenda o finura de pulverización, que mide
el tipo de chorro (gotas gruesas, finas o medianas). Si las gotas gruesas pueden destruir la estructura del suelo, las finas pueden ser arrastradas por
el viento.
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k=
d (mm)
H (m)
k: Índice de tenda.
Cuando:
k > 0,5: Fuerte lluvia.
k entre 0,3-0,5: Lluvia media.
k< 0,3: Lluvia fina.
El tipo de lluvia que nos interese dependerá del tipo de terreno y otros
factores.
Así por ejemplo, una lluvia fina nos interesa para el riego de remolacha
que no ha nacido, pues con una gota gruesa impactará el terreno y no nacerá.
Con todas esas comprobaciones podemos rellenar unas plantillas y trata
de ver las deficiencias y el modo de atajarlas.
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Práctica de la evaluación
7
Proponemos el modelo que usa y enseña Aimcra para
evaluar riego por aspersión (con los debidos permisos).
7.1. Evaluacion de una cobertura
de riego por aspersión
1. Material necesario
— Manómetro de aguja de glicerina, graduado de 0 a 6 bar con un tubo
de pitot acoplado.
— Cronómetro con una precisión de 1/100 segundos.
— Depósito de volumen conocido de 10 a 20 l.
— Dos mangueras flexibles de 2 m y 2,5 m de longitud.
— De 50 a 100 pluviómetros.
— Probetas graduadas en unidades de 1 cm3.
— Cintas métricas de 25 m y de 2 m.
— Calibre de precisión o juego de galgas para medir diámetros de las
boquillas del aspersor.
— Veleta y anemómetro.
— Estadillo, papel y soporte para escribir.
2. Pasos a realizar
— Ir con el material a la zona donde se va a realizar la evaluación.
— Sin regar, comprobar las características de aspersores y boquillas de
toda la zona donde se va a realizar la evaluación (hoja 1).
— Comprobar el marco de riego (hoja 1).
— Elegir la zona de colocación de los pluviómetros:
• Elegir la más desfavorable si se ve.
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• Elegir la más representativa (a 1/3 del ramal).
• Si se puede, se hacen las dos.
— Bloquear los aspersores elegidos dirigiendo el chorro hacia fuera.
— Colocar los pluviómetros (el primero a 1,5 m del borde, los demás a
3 x 3).
— Empezar a regar.
— Cuando esté el riego estabilizado comprobar:
• Presiones de los aspersores de la evaluación (hoja 1).
• Caudal de los aspersores de la evaluación (2 veces). Hoja 1.
• Altura del portaaspersor (hoja 1).
— Comprobar que ningún pluviómetro tiene agua y desbloquear aspersores controlando la hora (hoja 1).
— Medir la velocidad y dirección del viento al inicio (hoja 1).
— Bloquear los aspersores que mojan los pluviómetros y controlar el
tiempo. Tiempo mínimo de la evaluación: 1 hora (hoja 1).
— Comprobar la presión final de dichos aspersores (hoja 1).
— Parar el riego.
— Medir el agua de los pluviómetros (hoja 2).
— Recoger el material.
— Calcular el coeficiente de uniformidad. Cristiansen (hoja 2).
— Calcular la pluviometría (hoja 2).
— Calcular la eficiencia (hoja 2).
A
B
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7. Práctica de la evaluación
C
D
E
F
G
H
Figura 34. Secuencia de una evaluación de riego. A, sujetando aspersores antes de empezar ensayo; B, ensayo
de pluviómetros; C, tomando el valor de los pluviómetros; D, toma de datos de los pluviómetros; E, midiendo
presión en aspersor; F, midiendo boquilla aspersor; G, midiendo caudal aspersor; H, pluviómetro con agua.
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Evaluación de un sistema de riego por aspersión
Fecha:
Zona:
Observador:
Cultivador:
Localidad:
Tipo de Instalación:
Tubería principal (long). (m)
Diámetro (mm):
material:
Tubería secundaria (long). (m)
Diámetro (mm):
material:
Tubería terciaria (long.) (m)
Diámetro (mm):
material:
Ramal (long.) (m)
Diámetro (mm):
material:
Espaciamiento aspersores (m):
Ramales (m):
Cota de la bomba:
Cota al principio del ramal:
Cota al final del ramal:
(Poner las cotas más representativas de la parcela en el croquis).
Energía (marcar lo que proceda):
Eléctrica Gasóil Riego comunitario Procedencia del agua:
Nivel del agua en el pozo:
Ensayo
pluviómetros
Croquis
de la
instalación:
Observaciones:
—
—
—
—
—
—
Medir presiones al principio, a 1/3 y al final del ramal.
Medir caudales de varios aspersores distintos.
Espaciamiento entre aspersores:
m. Espaciamiento ramales:
Altura del portaaspersor:
m.
Hora de comienzo del ensayo:
; final:
; duración
.
Viento:
48
m.
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Uniformidad en un sistema de riego
por aspersión con cobertura total
Fecha:
Aspersor:
Presión (kg/cm2):
Boquilla (mm):
Caudal (l/h):
Hora comienzo:
Viento 1.ª:
(m/s):
Fin:
Duración (min):
Dirección del viento:
2.ª:
Pluviómetros:
3.ª:
Espaciamiento: 3 x 3 m
media:
Área:
12 x 12
m2
12 x 15
12 x 18
Coeficiente uniformidad . . . . . . . . . . . . .
Pluviometría del sistema . . . . . . . . . . . .
Pluviometría media recogida . . . . . . . . .
Eficiencia del sistema (agua recogida/agua aplicada, media pluviómetros):
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Ficha para el agricultor
Ficha de la instalación de la cobertura
Agricultor:
Polígono:
Parcela:
Nombre de la parcela:
— N.º de aspersores por postura:
— Marco:
aspersores
x
— Ramal medio:
• N.º aspersores/ramal:
• N.º de boquillas:
Grande:
Pequeña:
,
,
(Boquilla predominante en el ramal)
— Aspersor indicativo:
(a 1/3 del ramal medio)
kg/cm2
• Presión nominal:
• Caudal:
• Pluviometría:
l/h
,
mm/h
— Pluviometría según presiones:
2 kg/cm2
,
mm/h
,
mm/h
3 kg/cm2
,
mm/h
3,5 kg/cm2
,
mm/h
kg/cm2
,
mm/h
2,5
4
kg/cm2
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7.2.
Evaluación de un riego por pívot
Los objetivos son los mismos que en un riego por aspersión: conocer el
funcionamiento del sistema y verificar las cualidades y deficiencias del
mismo. Cambian algunas cosas por la peculiar construcción del mismo. Con
los debidos cambios de sentido común nos vale para evaluar un pívot sectorial y un lateral de avance frontal.
Evaluacion de un pivote
Material necesario para realizar la evaluación:
— Manómetro de aguja de glicerina, graduado de 0 a 6 bares con tubo
de pitot acoplado.
— Cronómetro con una precisión de 1/100 segundos.
— Anemómetro para medir la velocidad del viento.
— Cinta métrica de 50 m.
— Pluviómetros. El número va en función de la longitud del pívot. Hay
que colocar dos filas de pluviómetros separados entre ellos 4 m. Hay
que colocarlos a lo largo del pívot.
— Estadillo, lápiz y soporte para escribir.
Antes de poner en funcionamiento el pívot
1. Rellenar los datos de la ficha de evaluación.
2. Visualización previa del pivote. Contaremos el número de torres que
tiene, para identificar el 25% de la longitud total del pívot, ya que va
a ser la zona que no se va a evaluar debido a que en los pívots circulares esa zona representa una mínima superficie (6% de la superficie regada) y como tarda mucho en pasar, retrasaría de forma
importante la evaluación.
3. Colocación de 2 filas paralelas de pluviómetros, separadas entre sí
1 ó 2 metros. De esta forma tenemos la posiblidad de realizar dos
evaluaciones al mismo tiempo y además, en caso de que algún pluviómetro resulte nulo, contamos con el que está a su lado para tener
la información sobre ese punto del pívot.
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Las dos filas de pluviómetros se colocarán siguiendo el radio del círculo que describe el pívot, pudiendo ir acercando los pluviómetros
hacia él a medida que nos separamos de su centro (siempre siguiendo el radio). La separación entre los pluviómetros va a ser de 4
metros en el caso de que el pívot tenga difusores, o de 5 metros si
tiene aspersores.
A la vez que se van colocando los pluviómetros se van midiendo las
torres que le componen y así sabremos la longitud exacta del pívot.
Con el pivote en funcionamiento
4. Mirar la velocidad de la torre exterior. Pasos:
• Se clavará una estaca paralela a la dirección de la última torre.
Este será el punto de referencia que nos marca el inicio del cronometraje.
• Se toma como referencia el punto central del eje de la rueda y a
su paso por la estaca se comienza a cronometrar.
• Con el pívot en marcha, se clavará una segunda estaca a unos 10
metros de la primera, y cuando pase el punto de referencia (punto
central del eje de la rueda) por la segunda estaca, se parará el
cronómetro. Si por alguna causa la distancia es mayor, saber que
tendremos un margen de error mayor.
• Se mide la distancia lineal entre las dos estacas. Esta distancia
será algo menor que la recorrida por la torre, ya que describe un
círculo, y por ello cuanto más la dejemos avanzar, mayor será el
error.
• Posteriormente se dividen los metros recorridos por el pívot entre
los minutos que ha tardado, y obtendremos la velocidad de éste
expresada en m/min. Esta velocidad hace referencia al porcentaje
que marca la marcha del pívot.
5. Mirar las presiones del equipo:
• Cabecera.
• Primera torre.
• Torre intermedia.
• Última torre
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Para ello hay que subirse a las torres del pívot y con un manómetro
se mira la presión del aspersor más cercano. Si son difusores se apartará el elemento que dispersa el agua (empujándolo con cuidado) y
se introduce el manómetro para mirar la presión.
Para no perder tiempo, y mientras el pívot sigue pasando por encima
de los pluviómetros, se siguen tomando datos.
6. Croquis de la parcela, indicando la situación en que se encuentra el
pívot cuando se está realizando la evaluación.
7. Meteorología del día de la evaluación.
• Viento. Se tomará 3 veces a lo largo de la evaluación, como mínimo. En cada toma se calculará la media de diez medidas consecutivas de viento.
• También se anotarán otros factores que pudieran afectar a la evaluación, como puede ser lluvia y otros elementos.
8. Cálculo de la superficie regada por el pívot (si no la conoce el agricultor). Para ello debemos haber medido antes la longitud total del
pívot, incluyendo el alcance del cañón si es que lo tiene.
Cuando el pivote ya no moja los pluviómetros
9. Se comienza a recoger los pluviómetros de fuera hacia dentro, para
dar tiempo al pívot a pasar sobre los pluviómetros centrales. A la vez
que se recogen, se va anotando el contenido de cada pluviómetro
dentro del estadillo, en la casilla correspondiente a la distancia que
separa el pluviómetro del centro del pívot.
10. Cálculos según la ficha de evaluación:
El cálculo principal es el coeficiente de uniformidad que se deduce de
la fórmula siguiente:
Donde:
Ci es la pluviometría recogida en cada pluviómetro.
Di es la distancia que separa cada pluviómetro del centro del pívot.
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Lo que pretende esta fórmula (Hermann y Hein, 1968) al multiplicar
Ci por Di es dar a cada pluviómetro la importancia que tiene según su
posición respecto al centro del pívot, ya que cuanto más nos alejamos del centro, mayor superficie regada representa. Por esto, la influencia de cada pluviómetro en el resultado final, es proporcional a
la distancia que le separa del centro del pívot.
Otros cálculos que se realizan son:
• Tiempo de revolución, de acuerdo con la velocidad que nosotros
hemos medido.
• Pluviometría teórica.
• Pluviometría real.
Ficha de evaluación de un pívot
Evaluación núm.
.
Datos generales:
1.º Evaluadores:
2.º Fecha de la evaluación:
Hora de comienzo:
/
/
3.º Propietario:
Población:
Finca:
Polígono:
Parcela:
Identificación del pívot:
54
/
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Datos del sistema de riego:
1.º Tipo de bomba impulsora (nombre):
2.º Tipo de pívot (circular, frontal, sectorial, multicentro):
Marca:
Número de torres:
Longitud del equipo (torres + voladizo):
Longitud entre torres:
m
Longitud del voladizo:
m
Alcance del cañón:
m
m
Longitud total (torres + voladizo + cañón):
m
Torres de emisores (aspersor o difusor):
m
Diámetro de la tubería:
mm
Caudal aplicado (dotación):
litros
Observaciones:
3.º Superficie regada(cuidado con los sectoriales):
ha
4.º Presiones:
Presión en la bomba . . . . . . . . . . . .
atm
Presión en la cabecera del pívot . . .
atm
Presión en la torre . . . . . . . . . . . . . .
atm
Presión en la torre intermedia . . . . .
atm
Presión en la última torre . . . . . . . .
atm
55
Torre n.º:
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Meteorologìa:
1.º Viento:
Inicio . . . . . . . . . . .
m/s
Intermedio . . . . . . .
m/s
Final . . . . . . . . . . . .
m/s
Media . . . . . . . . . .
m/s
2.º Observaciones:
Croquis
de la
parcela:
Velocidad de la torre exterior:
— Funcionando al:
—
%
,
m/min
Tiempo de revolución (tiempo de tarda en recorrer la zona de riego):
Resultados
Coeficiente de uniformidad:
— Sin cañón: Vol. 1:
,
%
Vol. 2:
,
%
Media:
,
%
— Con cañón: Vol. 1:
,
%
Vol. 2:
,
%
Media:
,
%
— Pluviometría media: Teórica:
Práctica:
56
,
litros
,
litros
min
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Plan de asesoramiento de riegos
Ficha para el agricultor
Ficha de la instalación del pivote
Agricultor:
Polígono:
Parcela:
— Datos generales:
• Aspersores:
Difusores:
• Número de torres:
• Aleros:
longitud:
m
• Cañón:
alcance:
m
— Viento:
• Media:
,
m/s
— Presión:
• Bomba:
• Cabecera:
,
atm
,
atm
• Primera torre:
,
• Torre internedia:
atm
,
• Última torre:
atm
,
atm
— Pluviometría
• Funcionando al:
%
• Pluviometría:
,
litros
— Coeficiente de uniformidad (CU medio)
• Sin cañón:
• Con cañón:
,
%
,
%
57
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Automatización
de instalaciones
de riego por
aspersión
Introducción
8
Es conocimiento común de los agricultores que un riego por pívot admite
tanta automatización como deseemos, pero no suelen conocerse o practicarse tanto las posibilidades de automatización de un riego por aspersión.
Por eso nos centramos aquí en esta posibilidad.
Par automatizar un riego por
aspersión podríamos hacerlo de la
siguiente manera:
1. Tener controlado el arranque y
parada de la bomba a través de
un reloj para poder programarlo
y con algún mecanismo de seguridad básico, como aquellos
que paran la bomba si hay una
sobrepresión (señal de que no
se han abierto las electroválvulas) o si hay ausencia de presión
en la red (señal de alguna rotura). Lo óptimo sería tener controlado el grupo de bombeo
con un variador de frecuencia,
que hace arrancar los motores
en la medida y proporción de la
demanda de agua.
2. Organizar nuestro sistema de
tuberías generales de forma
que tengamos una toma de la
tubería general por cada bloque
de riego. Si nosotros tenemos
Figura 35. Electroválvula situada
en una tubería general de aluminio.
Figura 36. Detalle electroválvula
(mecanismo regulador de una electroválvula).
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bloques de 90 aspersores, que
haya algún tramo de tubería general de controle esos 90 aspersores o un múltiplo de 90
(180, por ejemplo).
3. Instalar una red de electroválvulas que, para evitar tirar cableado, podemos hacerlas
funcionar con pilas y programarlas vía radio con un programador manual.
Figura 37. Esquema de una automatización
con electroválvulas en riego por aspersión.
Con este sistema podemos programar que las electroválvulas vayan
abriendo y cerrando de acuerdo a las necesidades de aplicar los riegos.
Figura 38.
Programador, vía radio,
de electroválvulas
y vista del interior del receptor
de programa de la electroválvula.
Figura 39.
Introduciendo
un programa
en la electroválvula.
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Riego antihelada
9
Figura 40. Aspecto de un árbol frutal (ciruelo) después de un riego antihelada.
Hay determinados cultivos en que la posibilidad de heladas primaverales les puede afectar de manera determinante. Eso pasa, por ejemplo, en la
vid, en el momento de brotación y en los frutales en floración. También en cultivos hortícolas podemos tener serios problemas por heladas inesperadas
(patata, por ejemplo).
Un modo de contrarrestar la helada es la aplicación del agua. Lo que tenemos durante la helada es que hay una fuerte pérdida de calorías (0,10,3 cal/cm2/min) que puede provocar que se dañen los tallos, flores, etc., por
la congelación del agua de los vasos.
Para paliar este daño podemos aplicar agua mediante el riego. Cuando
el agua pasa de estado líquido a sólido por efecto de la helada se desprende
calor (unas 80 calorías por gramo), compensando la pérdida anterior.
61
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Las pérdidas de calor por las heladas pueden oscilar:
0,1-0,3 cal/cm2/min = 600.000 – 1.800.000 Kcal/ha hora
Calor de congelación del agua: 80 cal/g
Compensación de pérdidas:
Mínimo: 600.000/80 = 7.500 kg/ha hora = 0,75 mm/h
Máximo: 1.800.000/80 = 22.500 kg/ha hora = 2,25 mm/h
Es decir, no es necesario un gran caudal para un riego antihelada. Aunque
hay diversas opiniones, normalmente una dotación de 3-3,5 mm/h es suficiente para defender una helada de –6 ºC. Lo que es importante es aplicarlo
a toda la superficie en peligro y durante todo el tiempo que dure la helada.
Para instalar un riego antihelada normalmente se usan marcos amplios
(18 x 15), aspersores especiales (protegidos para no helarse ellos mismos).
Es importante saber que, como hay que regar toda la superficie de forma simultánea, se necesitan grupos de bombeo de gran caudal.
A
B
Figura 41. A, programador termostato de mínimas para arrancar
el riego antihelada a la temperatura deseada. B, aspersor antihelada).
62
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Página 63
9. Riego antihelada
Ejercicio. Calcular la pluviometría que aportará a un marco de 15x18 un aspersor para riego antihelada que aporta 1000 l/h a 4 atm de presión.
Calcular el número de aspersores necesarios para cubrir una plantación
de frutales de 5Ha. Calcular la potencia necesaria si sabemos que la Hm
es de 55mca y el rendimiento del grupo motobomba es de 70%.
(Con lo explicado hasta aquí se tienen todos los conocimientos para hacer estos
cálculos).
Resultados:
— Pluviometría . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3,70 mm/h
— Número de aspersores necesarios . . . . . . .
185.
— Potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
53,8 cv.
Conviene mantener el riego aún después de que la temperatura ambiente
supere los 0 grados; pues si hay un deshielo rápido del agua que hemos aplicado, ese agua al pasar de sólido a líquido absorbe calor y puede llegarnos
a helar la planta.
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Fertilización y
tratamientos fitosanitarios
a través
del riego
Introducción
Antes de nada hay que comenzar avisando que hay prohibiciones sobre tratamientos
determinados a través del riego
por aspersión que conviene conocer y respetar. También que
se deben tener precauciones
máximas en la aplicación de tratamientos para no dañar flora,
fauna o personas, así como para
evitar contaminaciones de las
tomas de agua, que pueden ser
fatales. Partiendo de la legalidad
y la correcta aplicación hablaremos en este punto.
10
Figura 42. Tanque de fertilización.
A través del riego por aspersión se pueden incorporar fertilizantes (normalmente nitrogenados) y tratamientos mediante la incorporación a la red de
agua a presión del caldo a aplicar.
En cualquier caso, se necesita que la sustancia a aplicar se disuelva muy
bien en el agua.
Los métodos más comunes en riego por aspersión, para incorporar tratamiento, dado que las instalaciones suelen ser de campo, son:
— Inyector venturi.
— A través de la cuba de tratamientos.
Si hay disponibilidad eléctrica pueden usarse el resto de los sistemas más
comunes en riego localizado como son las bombas inyectoras.
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Venturi
El principio del contador
venturi es la disminución de
presión que se produce al aumentar la velocidad que provoca un estrechamiento en un
tubo de paso del agua. La presión en el estrechamiento es
menor que en el resto del
tubo, y eso hace que “absorba” el liquido que queremos inyectar en la red a fin de
ejecutar un tratamiento.
Figura 50. Venturi intercalado en la red de riego.
Prueba
Pondremos un venturi en la línea de riego y conectaremos un tubo al
bidón cuyo líquido queremos conectar. Para comprobar el funcionamiento
haremos una prueba llenando el bidón de agua teñida con un producto químico llamado rodamina. Iremos regulando con las llaves hasta que veamos
que el líquido del bidón va entrando en la red de riego. Contaremos el tiempo
desde que entra en la red hasta que veamos salir líquido enrojecido por los
aspersores, pues es a partir de que sale el líquido rojo cuando, supuestamente, empieza el tratamiento.
Para la aplicación real conviene:
— Medir la superficie sobre la que vamos a aplicar el tratamiento (lo haremos calculando el número de aspersores abiertos y multiplicándolo por el marco). Por ejemplo, pueden ser 70 aspersores a marco
de 12 x 15, lo que suponen 12.600 m2.
— Preparamos un bidón con el tratamiento a aplicar sobre esa superficie. Si tenemos que aplicar, por ejemplo, 2 litros/ha de fungicida disuelto en agua para 12.600 m2, corresponderán 2,52 litros.
— Disolvemos el caldo en agua en el bidón procurando no queden grumos.
— Comenzamos a regar esa zona y cuando se haya aplicado agua unos
5 minutos empezaremos la aplicación. Regularemos de modo que
entre el líquido despacio y tarde en aplicarse en la zona de riego unos
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10. Fertilización y tratamientos fitosanitarios a través del riego
5-7 minutos, tiempo suficiente para que los aspersores den unas
cuantas vueltas y se logre una aplicación uniforme. También contaremos el tiempo desde que cortamos el paso del líquido por el venturi hasta que deja de salir el agua teñida por los aspersores. Estos
tiempos controlados van a depender de la distancia del lugar donde
tenemos el venturi y el punto de aplicación. Una vez terminada la
aplicación hay que cortar el riego en esa zona para evitar que se lave
el producto (salvo que precisamente nos interese que se lave como
podría ser con la aplicación de nitrógeno).
Cuba de tratamientos
Es otro modo, sobre todo, de aplicar tratamientos curativos (insecticidas,
fungicidas, etc.). La aplicación es sencilla y similar al venturi.
— Medir la superficie sobre la que vamos a aplicar el tratamiento (lo haremos calculando el número de aspersores abiertos y multiplicándolo por el marco). Por ejemplo, pueden ser 70 aspersores a marco
de 12 x 15, lo que suponen 12.600 m2.
— Preparamos el caldo en la cuba. Normalmente en la cuba llevamos
producto para varias aplicaciones; deberíamos poder saber, por las
marcas de volumen de la cuba, la cantidad a aplicar en cada una.
Esta cuba normalmente está graduada. Calculamos la cantidad de
producto a aplicar. Si podemos tintar el caldo veremos más fácilmente el momento en que empieza a incorporarse a la parcela y el
momento en que deja de hacerlo.
— La aplicación de hace conectando la cuba a la red de riego y aprovechando la presión de
la bomba de la cuba
para meter el líquido a
presión en la red de
riego e irlo incorporando. Hay que procurar conseguir un ritmo
de aplicación constante.
Figura 44.
Manguera que conecta
la cuba con la red de riego.
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En cualquier caso:
— Seguir las normas y legislación de aplicación de tratamientos tanto en productos
como en seguridad. Esta
aplicación debe hacerse
por personas con carnet de
manipulación de plaguicidas o técnicos agrícolas (ver
cuaderno didáctico de la
Diputación de Valladolid “Fitosanitarios”).
Figura 45.
La cuba vista desde el tractor. La toma de fuerza
alimenta la bomba de la cuba. Para graduar una
entrada progresiva del caldo en la red de riego
tenemos que regular el acelerador del tractor y el
retorno de la cuba, de manera que veamos que
el nivel del caldo (que se ve al trasluz) baja a la
velocidad que queremos que lo haga.
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Ahorro energético
en las instalaciones de riego
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La aplicación de riego a presión necesita energía, que normalmente suele
ser térmica o eléctrica. Dado el momento energético que vive nuestro planeta
está bien dedicar unas líneas a hacer algunas observaciones sobre como conseguir el máximo de eficiencia energética en nuestro riego.
El ahorro y eficiencia energética puede venir por dos cuestiones: ahorro
y buen aprovechamiento del agua, por un lado, y buena gestión de la energía eléctrica, por otro.
11.1.
Ahorro del agua
Para conseguir ahorro de agua dentro de riegos a presión, éstas son las
comprobaciones que deberíamos hacer:
— Si usamos riego por aspersión por cañón o cobertura, considerar el
cambio a pívot (ahorro de un 10% de agua) o a riego por goteo (ahorro de un 20% de agua). El cambio a riego por goteo sólo se puede
hacer en algunos cultivos; además hay que considerar la inversión
que supone cambiar el sistema de riego y otros muchos factores.
Esos cambios suponen también un ahorro de energía, pues tanto los
aspersores del pívot como los emisores de riego por goteo funcionan
con menos presión que la cobertera o el cañón.
— Dentro de nuestro sistema de riego es muy importante comprobar el
coeficiente de uniformidad (haciendo prueba de campo). Un coeficiente de uniformidad bajo supone, o bien más gasto de agua para
cubrir las zonas deficitarias, o bien una disminución en la producción.
Una vez comprobado el coeficiente de uniformidad, deberemos
poner remedio a aquellas causas que provocan falta de uniformidad:
mala presión, deficientes aspersores, mal diseño, etc. Evitaremos
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también pérdidas de agua por percolación profunda, escorrentías y
por acción del viento.
— Conocer las necesidades de agua de los cultivos en cada momento
y aplicar las dosis justas y las cantidades necesarias. Este punto es
crucial, pues si no sabemos lo que hay que regar tenderemos a echar
demasiada agua o nos guiaremos por costumbres… Para lograr bien
esto, están los servicios públicos ya señalados y la necesidad de una
adecuada formación al respecto.
11.2.
Para ahorrar energía se necesita
— Tener un grupo de bombeo adecuado a nuestro riego y necesidades.
A veces se heredan grupos de bombeo con un gasto muy por encima
de nuestras necesidades. El variador de frecuencia es un dispositivo
electrónico que nos permite graduar el caudal y la presión que necesitamos, ahorrando mucha energía. Este se hace más necesario si
usamos con el mismo grupo de bombeo, diversos sistemas de riego,
que exigen distinta presión: pívot y cañón, por ejemplo.
— Utilizar el máximo de horas valle y llano y no usar horas punta. Ahorraremos dinero y colaboramos en un consumo más racional de la
energía en nuestro país.
— Tener controlado el factor de potencia. Si en nuestra factura pagamos energía reactiva, llamar a los técnicos para que, instalando condensadores, evitemos ese gasto.
— Tener el contrato de potencia necesario para el uso que vamos a dar.
Conviene consulta con la empresa que nos suministra.
— En principio, la energía eléctrica es mucho más barata que la térmica
y los motores no necesitan mantenimiento. Siempre que se pueda,
decantarnos por la eléctrica (si no podemos usar otras más limpias,
como la eólica o solar).
Todo ello se completa apostando por automatizar al nivel necesario la
instalación de riego cuando queramos regar, controlar pérdidas de agua, etc.,
y además, teniendo un buen mantenimiento y vigilancia de la instalación de
riego.
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Ahorro energético en las instalaciones de riego
Figura 46.
Grupo de bombeo con variador de
frecuencia y equipo de filtrado. Puede
observarse a la derecha las bombas
eléctricas. De ahí el agua pasa al filtrado
y luego a la red de riego.
Figura 47.
Programación un variador de
frecuencia. Podemos programar tiempo
de arranque y parada, presión que
queremos aportar a la red en diversos
períodos horarios, bombas que han de
arrancar o parar, etc.
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Prácticas y ejercicios a realizar con la ayuda del profesor y de este manual
1. Cálculo de las necesidades de agua de los
cultivos más representativos de Castilla y
León a partir de los datos de la página 7.
2. Uso del programa Cropwat, en español.
3. Suscripción a <www.inforiego.org> a través
de e-mail y móvil.
4. Prácticas de medidas de humedad en suelo
con tensiómetros.
5. Determinación de la permeabilidad del suelo
Soil Water Characteristics.
6. Determinación de los parámetros de riego
de diversos cultivos para riego por aspersión
con cobertura.
7. Elección de aspersor sobre catálogo en diversos supuestos.
8. Manejo de unidades de medida comunes en
riego.
9. Manejo de programas informáticos para
cálculo de pérdida de carga (ver bibliografía).
10. Evaluación de riego por aspersión con cobertura.
11. Evaluación de riego por aspersión con pívot.
12. Diseño de una evaluación de riego por aspersión con enrollador.
13. Elaboración de un calendario de riegos
completo:
— Para un cultivo determinado.
— Para una finca con varios cultivos.
14. Diseño de la automatización con electroválvulas para una finca de superficie determinada con una alternativa de cultivos frecuente
en Castilla y León.
15. Determinación de los elementos necesarios
para realizar una instalación completa de
riego.
16. Auditoría energética en una instalación de
regadío.
Bibliografía y materiales de interés
<www.elriego.com> También aquí hay tablas
apara calcular pérdidas de carga que son in<www.inforiego.org> Página del ITACyL, con reteresantes.
comendaciones de riego.
<http://hydrolab.arsusda.gov/soilwater/Index.
<www.aimcra.com> Página de AIMCRA, dedihtm> Ahí se puede encontrar un programa
cada al cultivo de la remolacha.
que relaciona entre otros conceptos textura
<www.mapya.es> Página del Ministerio, con
y permeabilidad del suelo.
datos de necesidades de toda España.
<www.inea.uva.es> Página de INEA con abundante información de riegos.
Libros
<www.feragua.com> Federación de regantes
del Guadalquivir. Han publicado una serie de Además de los clásicos, como son el libro Técnicas
CDs didácticos sobre riego de gran interés. de riego, de Fuentes Yagüe y Riego por aspersión,
<www.uralita.com> Empresa que tiene edicio- de Tarjuelo Martín-Benito, ambos editados por
nes de materiales y programas de riego muy Mundi-Prensa es recomendable, a nivel de divulimportantes. Normalmente los entrega de gación, los libros editados por la Junta de Andaforma gratuita para enseñanza.
lucía, Manual de Riego para agricultores.
Internet
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Portada Riego por aspersion:Maquetación 1
13/9/07
20:19
Página 1
Riego
por aspersión

Riego por aspersión - INEA, Escuela Universitaria de Ingeniería

Transcripción

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