DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN

Transcripción

DEDICATORIA
MATHEUS F. 2011
DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PARA EL
CULTIVO DE PAPA (Solanum tuberosum) EN UN SECTOR DE LA
FINCA "ESTAPAPE", SECTOR ESTAPAPE, PARROQUIA LA
QUEBRADA, MUNICIPIO URDANETA, ESTADO TRUJILLO.
Por:
Freddy Matheus
Trabajo de Grado presentada ante la ilustre Universidad de Los
Andes, Núcleo Universitario “Rafael Rangel” en el cumplimiento parcial
de los requisitos para optar al título de Ingeniero Agrícola.
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
NÚCLEO UNIVERSITARIO “RAFAEL RANGEL”
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
TRUJILLO ESTADO TRUJILLO
Trujillo, Octubre 2011
[iii]
DEDICATORIA
MATHEUS F. 2011
DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PARA EL
CULTIVO DE PAPA (Solanum tuberosum) EN UN SECTOR DE LA
FINCA "ESTAPAPE", SECTOR ESTAPAPE, PARROQUIA LA
QUEBRADA, MUNICIPIO URDANETA, ESTADO TRUJILLO.
Por:
Freddy Matheus
Trabajo de Grado presentada ante la ilustre Universidad de Los
Andes, Núcleo Universitario “Rafael Rangel” en el cumplimiento parcial
de los requisitos para optar al título de Ingeniero Agrícola.
_______________
________________
Msc. Jesús Mejías
PhD. Ricardo Trezza
Tutor Académico
Asesor Académico
_________________
Prof. Aixa Núñez
Asesor Académico
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
NÚCLEO UNIVERSITARIO “RAFAEL RANGEL”
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
TRUJILLO ESTADO TRUJILLO
Trujillo, Octubre 2011
[iii]
DEDICATORIA
MATHEUS F. 2011
DEDICATORIA
La constancia, sacrificio y perseverancia que antepuse para la realización de una
de mis metas trazadas, obtener el título de Ingeniero Agrícola Mención Riego y
Drenaje, finalmente se ha hecho realidad, se lo debo a quienes de una u otra
manera estuvieron a mi lado en este largo trajinar y se lo dedico muy
especialmente a:
Dios, Todopoderoso y la Santísima Virgen, por estar siempre en mí, derramando
sus dones: sabiduría, inteligencia, discernimiento y ciencia, permitiéndome
continuar siempre con más optimismo y no decaer para llegar a alcanzar el éxito.
A mis Padres: Fredy y Magdalena, fuente inagotable de lucha, perseverancia,
honradez y amor, ejemplo infinito de vida y humildad, pilares fundamentales en mi
vida, que dando lo mejor de sí, sin importar las circunstancias, me brindaron su
apoyo, confianza, consejos y orientación, que día a día ayudaron a fortalecer mi fe
y esperanza, para el logro de mi meta. A ustedes les debo lo que soy Que Dios
Los Bendiga… Los Amo!!
A mis hermanos Fernando y Nathaly por estar siempre a mi lado en los momentos
difíciles, conté siempre con su apoyo incondicional, cariño y perseverancia… Los
Quiero!!
A mis abuelos: Nolberto(+), María De La Trinidad (+), Hipólito (+) y Ana Teresa,
quienes me brindaron su amor y sabiduría, guiándome por el mejor camino…
Gracias por sus bendiciones…
A mis Tíos y Primos, por su apoyo en todo momento, siempre colmando mi vida
de amor. Emprender un camino no es fácil, pero tampoco imposible, espero que
este triunfo les sirva de estimulo y dedicación para continuar… Los Quiero
[iii]
AGRADECIMIENTOS
MATHEUS F. 2011
AGRADECIMIENTOS
Al ver culminado los estudios de pregrado, quiero expresar mi sincero
agradecimiento primeramente a Dios Todopoderoso por ser la fuente de mi
vocación y a todas aquellas personas que contribuyeron al logro de esta meta.
A la ilustre Universidad de Los Andes (ULA-NURR), por haberme brindado la
formación académica para obtener el título de Ingeniero Agrícola.
A mi tutor y amigo MSC. Jesús Mejías por compartir conmigo sus conocimientos y
ayuda incondicional en la elaboración de este proyecto.
A mi asesor PHD. Ricardo Trezza por sus orientaciones y conocimientos
aportados.
Al Sr. Manuel Barroeta por su colaboración prestada para culminar con éxito este
trabajo.
Al Sr. Francisco Vetencourt por darme la oportunidad de aplicar el diseño de este
proyecto en su finca.
A mis profesoras Aixa Núñez e Igle Umbría por su apoyo incondicional, trasmitirme
sus conocimientos y brindarme su amistad.
A mis profesores que en su mayoría supieron cultivar sus conocimientos en mi y
de quienes aprendí que la inteligencia no es una utopía.
A la Sra. Claret Márquez personal administrativo del departamento de Ingeniería
por todo su apoyo, paciencia y amistad.
A mis amigos y compañeros de estudio por su apoyo brindado.
[iv]
INDICE GENERAL
MATHEUS F. 2011
ÍNDICE GENERAL
Capítulo
I
II
Contenido
Página
DEDICATORIA
iii
AGRADECIMIENTOS
iv
ÍNDICE GENERAL
v
ÍNDICE DE FIGURAS
ix
ÍNDICE DE TABLAS
x
ÍNDICE DE APÉNDICES
xii
ÍNDICE DE ANEXOS
xiii
LISTA DE SIMBOLOS
xiv
RESUMEN
xvi
INTRODUCCIÓN
1
Objetivos
3
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
4
2.1 Conceptos básicos
4
2.2. Riego por aspersión
6
2.3. Criterios de selección de un método de riego
8
2.4 Ventajas y desventajas del riego por aspersión
11
2.4.1 Ventajas
11
2.4.2 Desventajas
12
2.5 Planeación del sistema de riego por aspersión
13
2.6 Componentes que integran un equipo de riego por
aspersión
14
[v]
INDICE GENERAL
MATHEUS F. 2011
2.7 Aspectos financieros
III
17
CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO
3.1 Generalidades
19
3.2 Ubicación
19
3.2.1 Político administrativa
19
3.2.2 Geográfica
21
3.2.3 Hidrográfica
21
3.2.4 Práctica
21
3.3 Topografía y superficie
21
3.3.1 Topografía
21
3.3.2 Relieve
22
3.3.3 Geología
22
3.3.4 Litología
23
3.4 Climatología
IV
19
23
3.4.1 Precipitación
24
3.4.2 Temperatura
25
3.4.3 Vegetación
27
3.4.4. Suelos
27
ESTIMACIÓN DE LA OFERTA Y DEMANDA DEL
RECURSO HÍDRICO
36
4.1 Oferta del recurso hídrico
36
4.1.1 Cantidad de agua
36
[vi]
INDICE GENERAL
MATHEUS F. 2011
4.1.2 Calidad del agua
V
37
4.2 Demanda del recurso hídrico
39
4.2.1 Cálculo de la evapotranspiración del cultivo de
referencia (ETo).
39
4.2.2. Cálculo de la evapotranspiración del cultivo (Etv)
41
4.2.3 Precipitación efectiva
44
4.2.4. Balance hídrico
46
DISEÑO DEL SISTEMA DE RIEGO
49
5.1 Diseño agronómico
49
5.1.1 Lámina almacenable del suelo (dt)
49
5.1.2 umbral de riego (UR)
50
5.1.3 Lámina neta (dn)
50
5.1.4 Frecuencia de riego máxima (Fr max)
51
5.1.5 Frecuencia de riego (FR)
52
5.1.6 Lámina neta de riego
52
5.1.7 Lámina bruta de riego
53
5.2 Características de operación del sistema de riego
54
5.2.1 Trazado y características del sistema
54
5.2.2 Selección del aspersor
54
5.2.3 Separación entre aspersores y laterales
55
5.2.4 Intensidad de aplicación
56
5.2.5 Tiempo de riego
57
[vii]
INDICE GENERAL
5.2.6 Número de posiciones de laterales por día
57
5.2.7 Número de posiciones en los días de riego
58
5.2.8 Número de posiciones totales
59
5.3 Diseño hidráulico
VI
MATHEUS F. 2011
60
5.3.1 Diseño hidráulico del sector 01
60
Diseño de las tuberías laterales
60
Diseño de la tubería secundaria
64
66
5.4 Calculo de la Inversión Inicial
67
5.5 Costos de producción para el cultivo
69
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
74
6.1 CONCLUSIONES
74
6.2 RECOMENDACIONES
75
BIBLIOGRAFÍA
76
APÉNDICES
78
ANEXOS
[viii]
INDICE DE FIGURAS
MATHEUS F. 2011
INDICE DE FIGURAS
Figura
Contenido
Página
3.1
Ubicación de la zona de estudio
20
3.2
Precipitación promedio mensual
25
3.3
Temperatura media mensual
26
3.4
Infiltración básica
35
4.1
Curva de coeficiente de cultivo para la papa
43
4.2
Balance hídrico de la papa (Solanum tuberosum)
47
[ix]
INDICE DE TABLAS
MATHEUS F. 2011
INDICE DE TABLAS
Tabla
Contenido
Página
3.1
Precipitación promedio mensual periodo 2000-2010
24
3.2
Temperatura media mensual (°C) periodo 2000-2010
26
3.3
Resultado del análisis de suelos
28
3.4
Escala de ph para suelos agrícolas
29
3.5
Escala de salinidad
30
4.1
Aforos en la tubería que surte la unidad de producción
37
4.2
Resultados de los análisis de calidad del agua
38
4.3
Valores de temperatura,Rn,G,u2, esat, eact,Δ,γy Eto
43
4.4
Valores de Kc para la papa (Solanum tuberosum)
43
4.5
Resultados de la evapotranspiración
44
4.6
Valores de precipitación efectiva
46
4.7
Balance Hídrico para el cultivo de papa (Solanum tuberosum)
47
5.1
Resultados del diseño agronómico
53
5.2
Características del aspersor
54
5.3
Espaciamiento de laterales
55
5.4
Características de operación del sistema
59
5.5
Resumen del diseño del lateral más crítico del sector 01
64
5.6
Resumen del diseño de la tubería secundaria
66
5.7
Resumen del diseño del lateral más crítico del sector 02
67
5.8
Resumen del diseño de la tubería secundaria del sector 02
67
[x]
INDICE DE TABLAS
MATHEUS F. 2011
5.9
Costos de las tuberías de (PEAD).
68
5.10
Costos para los accesorios principales.
68
5.11
Costo de los accesorios del diseño del sistema de riego.
69
5.12
Resumen de los costos de materiales y precios
69
5.13
Costos de producción de la papa(Solanum tuberosum)
70
5.14
Costos totales del proyecto.
73
[xi]
INDICE DE APENDICES
MATHEUS F. 2011
INDICE DE APÉNDICES
Apéndice
Contenido
Página
A
Zona de muestreo
79
B
Resultado análisis de suelo
81
C
Pruebas de infiltración 02-03
87
D
Registro de precipitación
92
E
Resultados calidad del agua
95
F
Modelo del aspersor
98
G
Método simplificado de KC
100
[xii]
INDICE DE ANEXOS
MATHEUS F. 2011
INDICE DE ANEXOS
Anexo
Contenido
I
Plano general de la finca
II
Plano del área destinada para el diseño del sistema de riego
III
Plano con el diseño del sistema de riego
[xiii]
LISTA DE SIMBOLOS
LISTA DE SIMBOLOS
SIMBOLO
DEFINICION
cm
Centímetros
cm/h
Centímetros por hora
Γ
Constante psicrométrica
Eto
Evapotranspiración potencial
Etc
Evapotranspiración real
G
Flujo de calor en el suelo
°C
Grados centígrados
gr/cm3
Gramos por centímetro cubico
ha
hectáreas
h
Horas
kPa
Kilo pascales
km
Kilómetros
km/h
Kilómetros por hora
PSI
Libras por pulgada cuadrada
l/s
Litros por segundo
m
Metro
m.c.a
Metros de columna de agua
m.s.n.m
Metros sobre el nivel del mar
mm
Milímetros
[xiv]
MATHEUS F. 2011
mm/dia
Milímetros por día
mm/h
Milímetros por hora
min
minutos
Δ
Pendiente de la curva de presión de vapor del aire
Pe
Precipitación efectiva
eact
Presión actual del vapor del aire
esat
Presión de vapor a saturación
Rn
Radiación neta
T
Temperatura
U2
Velocidad del viento
[xv]
RESUMEN
MATHEUS F. 2011
RESUMEN
El método de riego por aspersión es el que más se adapta a la zona de los Andes,
ya que esta se caracteriza por poseer suelos con topografías ligeramente
accidentadas y suelos con alta velocidad de infiltración y erodabilidad. El consumo
de agua es moderado y la eficiencia de uso bastante aceptable. En el caso
específico de la Finca "Estapape" ubicada en el sector Estapape, parroquia La
Quebrada, municipio Urdaneta del estado Trujillo se pretende incorporar una
nueva superficie para riego. El área de estudio comprenden 5,003 ha, que por
medio del levantamiento topográfico se determino que el área a utilizar para el
diseño del sistema de riego es de 2,36 ha. La fuente de abastecimiento que surte
la finca es la quebrada “Estapape”, se realizaron aforos a la tubería de 6” que
surte al tanque de almacenamiento estimando un caudal promedio de 35,8 l/s, el
agua es de muy buena calidad, de baja mineralización óptimas para el consumo
humano, los suelos son de textura Franco Arenoso con un rango de pH de 4,0 –
5,8 (ácidos), con una infiltración básica de 3,50 cm/h. el balance hídrico realizado
para la zona de estudio muestra dos picos de precipitación que corresponden a los
meses de abril–mayo y septiembre–octubre, también muestra dos periodos secos
que corresponde a los meses de junio-julio y diciembre. Para la realización del
diseño se tomó en consideración el rubro papa (Solanum tuberosum), ya que este
es el cultivo que prefiere el productor. Se realizó el diseño agronómico e hidráulico
para el riego de la parcela; el diseño hidráulico se efectuó en dos sectores debido
a la longitud de la parcela y al criterio de laterales no mayores a 100 m de longitud.
La inversión inicial para la instalación del sistema es de BsF. 125.892,7 que según
el cambio oficial equivalen a $29.269,33., al día 04/10/2011. Es de mencionar que
se utilizaron varios software como lo son CROPWAT para determinar los
requerimientos de riego y AUTOCAD para la elaboración de los planos.
Palabras claves: diseño, aspersión, rubro, infiltración básica, laterales.
[xvi]
CAPITULO I: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO
MATHEUS F. 2011
CAPITULO I
INTRODUCCION
En Latinoamérica la agricultura se manifiesta como el más importante consumidor
de agua, el promedio es similar al mundial con variaciones entre países y
regiones. La disponibilidad de agua para el ser humano siempre ha sido vital
porque además del sustento que obtiene en el cultivo de la tierra, creaba riquezas
y con ella conseguía poder. El dominio del agua ha originado en la historia de la
humanidad disputas y confrontaciones.
Con el dominio de las técnicas de riego se inicia la agricultura de regadío al mismo
tiempo que aparecen los primeros poblados con casas de adobe. El dominio de
las técnicas de riego impulso una nueva forma de vida más segura y con menos
riesgo que la vida errante del cazador, ya que desde ahora podría disponer de
alimentos sin tener que desplazarse de un sitio a otro, ya no era necesario el
continuo traslado para buscar sustento.
Existen tres métodos de riego para cultivos, los cuales son el riego por aspersión,
el de superficie y el goteo. El riego por aspersión es un método mediante el cual el
agua se aplica sobre la totalidad de la superficie del suelo en forma de lluvia.
Utilizando para ello una red de riego que permite conducir el agua con la presión
adecuada hasta los elementos encargados de aplicarla, los aspersores.
Para conseguir un buen riego por aspersión son necesarios: presión en el agua,
una estudiada red de tuberías adecuadas a la presión del agua, aspersores
adecuados capaces de esparcir el agua a la presión que les llega por la red de
distribución y un depósito de agua que conecte a la red de tuberías.
[1]
MATHEUS F. 2011
En los sistemas de riego por aspersión la red de distribución del agua está
formada por conducciones cerradas que llevan el agua a presión hasta los
aspersores, el agua sale a través de ellos a gran velocidad y caen en forma de
lluvia sobre el terreno donde se infiltra pasando desde la superficie del suelo hasta
capas cada vez más profundas, quedando así a disposición del cultivo. La
cantidad de agua que se infiltra será más o menos homogénea según sean las
características físicas del suelo y las propias características de funcionamiento de
los aspersores. En un sistema de riego por aspersión bien diseñado no se debe
producir escorrentía, es decir que cada gota de agua debe infiltrarse en el mismo
punto donde cae. Además el tamaño de las gotas producidas por los aspersores
debe ser tal que no provoque erosión al caer al suelo.
Sin embargo, la aplicación del agua en forma de lluvia está bastante condicionada
a las condiciones climáticas que se produzcan, en particular al viento y a la aridez
del clima (las gotas podrían desaparecer antes de tocar el suelo por la
evaporación). Estos sistemas son especialmente útiles para aplicar riegos
relativamente ligeros con los que se pretende aportar algo de humedad al suelo en
el período de nascencia o para aplicar riego de socorro.
Los sistemas de riego por aspersión son el método que más se adapta a la zona
de los Andes, ya que esta se caracteriza por poseer suelos con topografías
ligeramente accidentadas y suelos con alta velocidad de infiltración y erodabilidad,
tanto con las tradicionales redes de tuberías como con las maquinas de riego. El
consumo de agua es moderado y la eficiencia de uso bastante aceptable.
En el caso específico de la Finca "Estapape" ubicada en el sector Estapape,
parroquia La Quebrada, municipio Urdaneta del estado Trujillo se pretende
incorporar una nueva superficie para riego. El problema objeto de estudio se
deriva de la posibilidad de obtener agua suficiente para garantizar el riego por
[2]
MATHEUS F. 2011
aspersión, para ello se debe confrontar la demanda de agua de los rubros
potenciales a desarrollar contra la disponibilidad en el almacenamiento y en la
fuente o quebrada que alimenta la unidad de producción. La superficie estimada
que se agregaría para riego es de 2,4 ha. El cultivo a sembrar es Papa (Solanum
tuberosum), la cual es una planta tuberífera originaria de América.
En Venezuela, el Estado Trujillo se caracteriza por sus tres pisos altitudinales, y la
papa es uno de los rubros que se cosechan sobre todo en los pisos medios y altos
de la región. En cada piso altitudinal se utilizan los tres métodos de riego
mencionados anteriormente. En la Finca “Estapape” se usa el riego por aspersión
y goteo, sin embargo, las cotas que presentan algunas áreas de la hacienda no
permiten la aplicación de este último u otro método debido a sus altas pendientes.
Objetivo General
Diseñar un sistema de riego por aspersión para el cultivo de Papa (Solanum
tuberosum) en la Finca " Estapape ", sector Estapape, parroquia La Quebrada,
municipio Urdaneta, estado Trujillo.
Objetivos Específicos

Elaborar el diagnostico físico natural del área objeto de estudio.

Realizar el estudio de caracterización de las variables edafológica e hídrica.

Determinar la demanda de agua para el rubro papa (Solanum tuberosum)
en la zona de estudio.

Realizar el diseño agronómico e hidráulico del sistema de riego.

Calcular la inversión inicial.
[3]
CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA
MATHEUS F. 2011
CAPITULO II
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
2.1. CONCEPTOS BASICOS
El riego según Israelsen y Hansen (1962) definen el riego como “la aplicación
artificial de agua a la tierra, con el fin de suministrar a las especies vegetales la
humedad necesaria para su desarrollo”. De igual forma, asignan al riego los
siguientes objetivos:
 Proporcionar la humedad necesaria para que los cultivos puedan
desarrollarse.
 Asegurar las cosechas contra sequías de corta duración.
 Enfriar el suelo y la atmósfera para, de esta forma, mejorar las condiciones
ambientales en bien del desarrollo vegetal.
 Llevar o diluir sales contenidas en el suelo.
 Reducir el peligro de erosión por la formación de cauces naturales de
drenaje.
 Ablandar los terrones de tierra.
Nugteren (1970) amplia dicha definición al considerar que el riego comprende “las
provisiones, medidas o actividades, de naturaleza temporaria o permanente, con
el propósito de suministrar agua, en algunos casos conjuntamente con otras
materias, al suelo y por consiguiente a la planta, con el fin de mantener o
promover su crecimiento”.
En base a las definiciones que anteceden, los objetivos del riego se agrupan
siguiendo a Nugteren (1970) en las siguientes tres categorías: (a) compensar
[4]
MATHEUS F. 2011
deficiencias de humedad en el suelo; (b) mejorar las condiciones ambientales del
suelo y del cultivo; (c) aplicar nutrientes y medios protectores.
Gurovich (1985) define el riego agrícola como una práctica o practica de
producción con la aplicación oportuna y uniforme de agua a un perfil del suelo
para reponer en este el agua consumida por los cultivos.
Castañón (2000) plantea que existen diferentes métodos de riego entre los más
empleados se tienen: riego por gravedad, aspersión y localizado.
Según Israelsen (1962) los métodos de riego pueden clasificarse en:
 Métodos superficiales.
 Métodos subsuperficiales.
 Métodos por aspersión.
En el método de riego por superficie y riego por aspersión el agua penetra desde
la superficie y se repone a intervalos de tiempo, generalmente de varios días, toda
vez que la lámina de agua consumida alcanza un espesor adecuado para su
manejo eficiente. En el método por sub-irrigación el agua asciende por capilaridad
desde un plano freático controlado, que se ubica próxima a la base del sistema
radical a medida que es consumida por los cultivos.
La diferencia entre los métodos de riego por superficie y aspersión radica en que,
en el primer caso, el agua penetra en el suelo a medida que escurre sobre el
terreno, mientras que en el segundo caso el agua se aplica asperjada, o sea
fraccionando el caudal en innumerables cantidades de pequeñas gotas de agua,
que penetran en el suelo al tiempo que se aplica.
[5]
MATHEUS F. 2011
El Manual para Educación Agropecuaria Riego y Drenaje (2006) plantea que a
diferencia de los sistemas de riego por inundación y por surcos el riego por
aspersión no incluye un acondicionamiento del terreno. El suministro del agua no
depende de la gravedad, pues su aplicación se realiza en forma de lluvia por
presión hidráulica. La instalación consta de una bomba, una o más líneas
principales y laterales con aspersores.
2.2. RIEGO POR ASPERSION
El sistema de irrigación por aspersión no requiere más que la eliminación de las
irregularidades del terreno, solo en el caso de una pendiente fuerte, se deben
establecer cultivos en terrazas. La máxima pendiente tolerable para aplicar el riego
por aspersión será hasta el 20%.
Los sistemas de aspersión suelen clasificarse según el grado de movilidad de los
diversos componentes que integran el sistema. De esta manera se facilita la
comprensión de su funcionamiento y además se ofrece una mejor idea acerca de
los costos necesarios e inversiones a realizar. De esta forma general los costes de
inversión se incrementan y los requerimientos de mano de obra disminuyen a
medida que aumenta el número de elementos fijos del sistema.
Los sistemas de aspersión se clasifican en dos grupos: sistemas estacionarios y
sistemas de desplazamiento continuo.
Los sistemas estacionarios son aquellos que permanecen fijos mientras riegan y a
su vez pueden clasificarse en móviles, semifijos y fijos.
Según el Manual de Riego Agrícola (2006) el riego por aspersión consiste en la
distribución del agua o los cultivos en forma de lluvia, mediante la presión
[6]
MATHEUS F. 2011
hidráulica de una bomba, una o más líneas de tuberías y un conjunto de boquillas
o aspersores que la rocían.
Según Grassi (1996) mediante el riego por aspersión, el agua se aplica al suelo
asperjada, o sea, fraccionando el caudal en innumerable cantidad de gotas que se
infiltran en el terreno al tiempo que alcanza la superficie del mismo.
Se trata de un sistema de riego mecanizado, que asegura un preciso control de la
lámina de agua aplicada y ajuste a las condiciones edafoclimaticas y de cultivo y
además permite una adecuada tecnificación de la práctica del riego.
Condiciones que favorecen la instalación del método:
El riego por aspersión se emplea en una gran diversidad de cultivos y condiciones
naturales; y en determinados casos compite incluso con ventaja con el riego por
superficie, en las condiciones que hacen aconsejable este método. Sin embargo,
es insustituible en las siguientes condiciones:
a) Terrenos de topografía irregular, ondulados y de pendientes fuerte, en cuyo
caso la conducción del agua por tuberías resuelve los inconvenientes del trazado
de acequias en terrenos irregulares.
b) Suelos poco profundos en las cuales no pueden realizarse trabajos de
nivelación y deben aplicarse reducidas láminas de agua en cada riego. También
en los de alta velocidad de infiltración con grandes pérdidas por percolación de
agua en la cabecera.
c) Suelos de alta erodabilidad, donde el escurrimiento de agua en superficie puede
acarrear efectos perjudiciales para su conservación.
[7]
MATHEUS F. 2011
d) Disponibilidad de agua en causales pequeños y largos horarios de riego, ya que
un diseño económico se logra con un equipo que permanezca en actividad
durante un elevado número de horas al año.
Se puede instalar en buenas condiciones, cuando la fuente de provisión de agua
subterráneas ó manantiales propios, o de los predios donde resulta factible
regularizar el caudal recibido mediante embalses.
Dado que este sistema cubre íntegramente el área imaginada, se presta
especialmente para cultivos sembrados “al voleo” tales como forrajeras y cereales,
y para cultivos hortícolas, su empleo en cultivos permanente, tales como caña de
azúcar y frutales es menos factible por el patrón de humedecimiento del suelo en
algunos casos; y por la altura y características del cultivo que dificultan
notablemente los trabajos de movimiento de las tuberías en otras.
2.3. CRITERIOS DE SELECCIÓN DE UN METODO DE RIEGO
Criterios de selección de un método de riego: La selección del método de riego se
basa en criterios que tienen relación con el cultivo, el suelo, la topografía, la
economía, el clima, la disponibilidad de mano de obra así, como las labores
vinculadas al desarrollo físico, manejo del riego y administración de la finca en
general. Seleccionar el método de riego, implica al mismo tiempo tomar decisiones
con respecto al planteamiento integral del predio y grado de sistematización del
terreno.
A continuación se mencionan varios de los criterios de selección de métodos de
riego:
[8]
MATHEUS F. 2011
Cultivos: Sin duda este es un criterio importante, ya que en algunos casos el
cultivo prácticamente determina el método de riego. Por ejemplo el arroz se riega
en la casi generalidad de los casos por melgas en contorno o por grandes
secciones de inundación.
La papa (Solanum tuberosum) es una planta perteneciente a la familia de las
solanáceas, originaria de América del Sur y cultivada en todo el mundo por sus
tubérculos comestibles. Domesticada en el altiplano andino por sus habitantes
hace unos 7.000 años fue llevada a Europa por los conquistadores españoles más
como una curiosidad botánica que como una planta alimenticia. Con el tiempo su
consumo fue creciendo y su cultivo se expandió a todo el mundo hasta
posicionarse como uno de los principales alimentos para el ser humano.
Topografía: Si tenemos en cuenta la gran subdivisión al tratar los métodos de
riego, diríamos que el riego por superficie puede realizarse con relieve plano a
ondulado; el riego sub-superficial solo en terrenos muy planos; y la aspersión en
terrenos desde llanos hasta fuertemente ondulados.
El riego por aspersión se adapta a una amplia gama de condiciones topográficas.
Si bien pueden emplearse exitosamente en terrenos llanos, constituyen
generalmente la única posibilidad de riego eficiente en terrenos fuertemente
ondulados, en cuyo caso no hay alternativas. La aspersión posibilita el riego de
tierras clasificadas incluso como no aptas para la agricultura por sus condiciones
topográficas.
Entre los métodos por superficie, la topografía y el valor de la pendiente, permite
una mayor especificación del método de riego. Así una topografía llana, con
pendiente de 0,2% en la dirección del riego y pendiente nula en dirección normal a
la del riego, es ideal a la del riego por melgas rectangulares.
[9]
MATHEUS F. 2011
Sin duda el criterio topográfico está íntimamente unido a las posibilidades de
nivelación. Aunque es este un factor que puede modificarse.
Suelo: Comprende las características internas del perfil del suelo: profundidad,
textura, drenabilidad, contenido de fragmentos gruesos y en particular los
aspectos de relación agua – suelo, vinculados al riego, tales como la capacidad de
almacenamiento de agua e igual que en el caso de una topografía muy irregular,
este criterio puede determinar que el riego por aspersión constituye la única
posibilidad en tales condiciones.
Recursos de agua: El recurso agua a disposición del predio en cuanto a caudal,
tiempo e intervalo de entregas, es sin duda un criterio de peso tal, que puede
prácticamente determinar el Método de Riego a utilizar, la disponibilidad en el
predio de un gran caudal en tiempo reducido y con grandes intervalos entre
entregas sucesivas, señala la convivencia de un método que se ajusta a tales
condiciones, como ocurre con todas las variantes de riego por inundación; salvo
que económicamente sea posible la construcción de un reservorio regulador en
cuyo caso se pueden considerar otras alternativas.
Costos: Con respecto a los costos, debemos subdividir su incidencia en: (i) costos
de construcción y operación de las obras generales del sistema; (ii) costos de
desarrollo y de operación del riego en el predio.
El costo de construcción y operación se atiende mediante un canon de
amortización de obras y un canon de operación y conservación de las mismas. Ya
sea que estos servicios la administración de riego los perciba por volumen de
agua entregado al predio, por unidad de superficie servida, o por sistema mixto, el
costo de los mismos debe incidir en los criterios de selección del método de riego
y en los trabajos a realizar para acondicionar las tierras.
[10]
MATHEUS F. 2011
Los costos de desarrollo y operación del riego a nivel predial afectan también en
forma directa la escogencia del método de riego. En general una inversión mayor
en el desarrollo físico de las tierras, se traduce posteriormente en menores costos
de operación y conservación.
Otros criterios: En determinados casos, un solo factor adicional puede tener una
importancia decisiva en la selección del método de riego. Un clima con vientos
predominantes de alta velocidad puede ser suficiente para proscribir el riego por
aspersión. Las labores mecanizadas y el empleo de determinado equipo agrícola
resulta un factor tan importante, como para cambiar ideas preconcebidas con
respecto a un determinado método. (Métodos de riego, 1984).
2.4 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL RIEGO POR ASPERSION
2.4.1 Ventajas
Las ventajas del riego por aspersión se fundamentan principalmente en dos
aspectos: uno el control del riego solo está limitado por las condiciones climáticas;
y dos, la uniformidad de aplicación del agua es independiente de las
características del suelo.
Permite regar terrenos ondulados ó poco uniformes sin necesidad de una
nivelación o preparación previa del mismo, al contrario de lo que ocurre en riego
por superficie.
Se aprovecha más la superficie de cultivo, ya que no hay que destinar parte del
suelo a canales y acequias. Además el riego por aspersión puede ser utilizado en
una gran variedad de suelos, incluso aquellos muy ligeros o de textura arenosa
que exigen riegos cortos y frecuentes.
[11]
MATHEUS F. 2011
Es un método de riego que se adapta muy bien a las primeras fases de desarrollo
de los cultivos, sobre todo durante la germinación de las semillas, donde son
necesarios riegos ligeros pero frecuentes. Esto ocurre en algunos cultivos tales
como zanahoria, remolacha, etc. También es un método muy útil para dar riegos
de socorro y especialmente eficaz en la lucha contra heladas.
Es el método de riego ideal para realizar lavado de sales, ya que tiende a
desplazarse junto con el agua hasta capas más profundas del suelo quedando
fuera del alcance de las raíces.
Hay una mayor posibilidad de mecanización de los cultivos, ya que se eliminan los
obstáculos propios del riego por superficie. Únicamente en el caso de sistemas
con tuberías en superficie durante la campaña de riegos dificultaría esta
mecanización.
Posibilita la aplicación junto con el agua de riego de sustancias fertilizantes y
algunos tratamientos químicos y permite cierto grado de automatización.
Se adapta a la rotación de cultivos, siempre y cuando el diseño de la red de
distribución se realice para el cultivo que tenga mayores necesidades de agua.
2.4.2 Desventajas
El principal inconveniente del riego por aspersión es de carácter económico.
Dependiendo del tipo de sistema que se implante podrá hacer falta una gran
inversión inicial y/o de mantenimiento. A esto hay que añadirle el alto costo
energético que supone el funcionamiento de la instalación, al necesitar
importantes sistemas de bombeo para dotar a la red de la presión adecuada.
[12]
MATHEUS F. 2011
El aporte de agua en forma de lluvia puede tener efectos negativos sobre algunos
cultivos, ya que al humedecerse la parte aérea del cultivo aumenta el riesgo de
desarrollo de enfermedades.
El viento dificulta el reparto uniforme del agua haciendo disminuir la uniformidad
de aplicación y la eficiencia del sistema de riego.
Algunos cultivos pueden sufrir quemaduras en las hojas en mayor o menor grado
dependiendo de la sensibilidad del cultivo y de la calidad del agua de riego, puesto
que al evaporarse las sales pueden quedar concentradas en exceso (CIDIAT,
2005).
2.5 PLANEACIÓN DEL SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN
Un sistema de riego por aspersión requiere de una planeación cuidadosa y
profesional hecha con base en un estudio para determinar qué sistema es el más
apropiado de acuerdo con sus capacidades y las características de las bombas,
tuberías, accesorios y boquillas.
Esta planeación debe tomar en cuenta la relación de hasta 60% del costo –
beneficio entre el rendimiento de los cultivos y los gastos de instalación del
sistema, la disponibilidad de mano de obra capacitada para manejar los equipos y
su costo, así como el método apropiado para impulsar las bombas, ya sea que se
disponga de energía eléctrica o no.
Sin embargo, el énfasis de la planeación debe estar en armonía y equilibrio en la
elección de la bomba y su potencia, en el diseño de las tuberías principales y sus
ramales y en la selección de las boquillas.
[13]
MATHEUS F. 2011
La elección errónea del equipo, las velocidades inadecuadas de aplicación de las
cargas a los aspersores y la equivocada selección de las boquillas, de su presión
de trabajo a su velocidad, traen como consecuencias un riego deficiente y una
mala inversión (Manual del Riego Agrícola 2006).
2.6 COMPONENTES QUE
INTEGRAN UN EQUIPO
DE
RIEGO
POR
ASPERSIÓN
Según la Sprinkler Irrigation Asociation (1969) un sistema de riego por aspersión
es una red de tuberías con aspersores unidos al mismo y cuyo objetivo es aplicar
agua pulverizada sobre el terreno.
Un sistema de riego por aspersión puede abarcar todo un proyecto con tuberías
fijas de alta presión que conducen y distribuyen agua a cada predio ó secciones
del proyecto, de donde el agua a equipos individuales ó comunitarios, o también
equipos individuales con la fuente de agua en el mismo predio y que cubre la
totalidad a una parte del mismo.
Un equipo de riego por aspersión está integrado por:
1. El equipo motobomba.
2. Las tuberías.
3. Los aspersores o rociadores.
4. Los accesorios.
Equipo motobomba: El equipo motobomba tiene por fin aspirar el agua desde la
fuente de provisión e impulsarla a través del sistema. Dado que para el
funcionamiento de los aspersores se requieren carga la bomba crea la presión
[14]
MATHEUS F. 2011
necesaria para ello, como así también para compensar las pérdidas de energía en
las tuberías.
Se emplean para riego por aspersión bombas centrifugas de eje horizontal y
bombas turbinas. El motor puede ser eléctrico o a combustión interna;
conjuntamente con la bomba, el motor integra el equipo motobomba que puede
ser fijo o móvil.
La motobomba fija se emplea cuando se eleva agua del subsuelo o de una
estación de bombeo de un cauce superficial. En tal caso al calcular la potencia
necesaria, se debe tener en cuenta no solo el desnivel geométrico sino también la
presión de ejercicio de los aspersores y las pérdidas de carga en el sistema.
La motobomba móvil cambia de ubicación en cada posición de riego, esta se
monta sobre ruedas de hierro o neumáticas, pudiendo ser traccionada a sangre o
con tractor, se monta también sobre un trineo o acoplando la bomba a la toma de
fuerza de un tractor.
Tuberías: Las tuberías de un sistema de riego por aspersión, la integran los
conductos circulares que conducen el agua desde la bomba a los aspersores.
Dichas tuberías pueden ser todas fijas, en cuyo caso el equipo es fijo y van
enterradas; pueden ser semifijas, equipos semifijo, con parte de tubería fija y parte
móvil, y pueden ser móviles equipo móvil, con todas las tuberías transportables.
Las tuberías fijas son comúnmente metálicas, de plástico, de asbesto, cemento o
de concreto reforzado con junta especial. Las tuberías móviles en cambio, son de
aluminio o de acero zincado a fuego. Se caracterizan por reducido peso a fin de
que se puedan trasladar con facilidad y con el mínimo esfuerzo y se integran por
tramos de 6 -9 ó 12 m de largo y diámetro variable entre 2¨y 8¨.
[15]
MATHEUS F. 2011
Cada tramo se une por medio de un sistema especial de rápido acoplamiento. El
acoplamiento al ser angulable, 30º en algunos tipos y 12º en otros, permite
adaptar la tubería a las irregularidades del terreno. Se emplean diferentes
sistemas de acoplamiento: unos a palanca (Sistema Europeo) y otro hidráulico
automático (Sistema Americano).
Aspersores o regadores: Los aspersores se contribuyen de tipo estacionario y de
tipo rotario. La mayor parte de los aspersores existente en la actualidad en el
comercio para uso en la agricultura son giratorios; produciéndose dicha rotación,
ya sea por efecto del impacto, por acción del chorro de agua sobre una rueda o
por reacción. El giro puede ser total o puede ser regulable para cubrir un sector
circular y los aspersores pueden asimismo tener una o dos tuberías o boquillas.
Las casas fabricantes publican especificaciones de diferentes marcas y tipos de
aspersores, donde se detallan las condiciones de trabajo de los mismos. Ello
permite elegir el aspersor más adecuado para la intensidad de precipitación
propuesta e intervalo en el cual debe cubrirse un área determinada de terreno.
El Manual de AMES (1962) clasifica los aspersores en los tipos siguientes:
1. Aspersores de baja presión entre 1 y 2 atm. Especialmente diseñados para
riego de los árboles frutales debajo de la copa; o para cultivos anuales o
permanentes, en los casos en que se cuenta con reducida presión. Estos
aspersores tienen un limitado radio de influencia.
2. Aspersores de presión intermedia entre 2 y 4 atm. Comúnmente se diseñan
con una o dos toberas y se adaptan a todos los tipos de suelo y cultivos.
Diámetro del círculo humedecido entre 21 m y 39 m.
[16]
MATHEUS F. 2011
3. Aspersores de alta presión, entre 4 y 7 atm. Aspersores “gigantes”
especialmente adaptados para cultivos de elevado tamaño, tales como
maíz y caña de azúcar. El diámetro del círculo humedecido varía entre 60 y
150 m.
Según la altura del cultivo, los regadores pueden estar aplicados directamente en
la tubería, caso de los cultivos forrajeros y algunas hortalizas; o sobre tubo
portaregador en frutales, caña de azúcar, algunas hortícolas e industriales. Para
frutales se construyen aspersores con reducido ángulo de salida de las toberas,
que permiten regar debajo de la copa de los mismos.
Una variante del sistema clásico de riego por aspersión lo constituye la tubería
perforada. En tal caso no se instalan aspersores; sino que la tubería tiene una
sucesión de perforaciones a través de las cuales fluye el agua.
2.7 ASPECTOS FINANCIEROS
Withers y Vipond (1978) un proyecto debe atender a liquidarse por sí mismo, pero
hay pocos proyectos que podrían considerarse como viables si esta regla es
inflexible.
Los autores apuntan que es preciso responder en lo que se refiere a
financiamiento de un proyecto, si los beneficios, financieros y sociales lo pueden
justificar o no.
Gittinger, P. (1973) plantea que para el proceso de toma de decisiones con
respecto a las asignaciones de inversión sobre la pertinencia de llenar adelante el
proyecto se hace necesario evaluarlo a la luz de algunos criterios que permita
decidir lo mas racionalmente posible sobre la convivencia de aceptar el proyecto.
[17]
MATHEUS F. 2011
Dentro de estos criterios podemos mencionar el uso de algunas equivalencias
financieras como lo son: VAN, TIR, RELACION BENEFICIO-COSTO (B/C).
Costos en un sistema de riego: los costos significan un importante criterio en
términos de rehabilitación de un sistema de riego. Entre estos costos se pueden
considerar:
 Costos anuales de operación: personal e insumos, energía.
 Costos anuales de mantenimiento
 Costos anuales de reposición
(Chile-riego) 2004
[18]
CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO
MATHEUS F. 2011
CAPITULO III
CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO
3.1 GENERALIDADES
En la ejecución de cualquier plan para el desarrollo de un determinado sector es
de vital importancia estudiar las variables físico naturales que nos permitan
conocer las dificultades de la zona o región, así como también la viabilidad de los
recursos naturales que ahí se encuentren. Estas variables nos suministran los
instrumentos indispensables para el establecimiento de normas destinadas a
lograr un aprovechamiento justo de los recursos del área.
3.2
UBICACIÓN
3.2.1 Político administrativa
El área de estudio se localiza en la República Bolivariana de Venezuela, formando
parte de los andes venezolanos, dentro del estado Trujillo, municipio Urdaneta,
parroquia La Quebrada, sector Estapapes. (Ver Figura 3.1)
[19]
Figura 3.1. Ubicación de la zona de estudio
[20]
MATHEUS F. 2011
MATHEUS F. 2011
3.2.2 Geográfica
El sector Estapapes se encuentra localizado en la coordenada de referencia UTM:
CL21 UTM: CL21, Coordenadas geográficas en grados decimales (WGS84)
Latitud: 9.145 Longitud: 70.574
Coordenadas
geográficas
en
grados,
minutos
y
segundos
(WGS84)
Latitud: 9 08 '43'' Longitud: 70 34 '28''
3.2.3 Hidrográfica
Hidrológicamente se encuentra ubicada en la Hoya Hidrográfica del Lago de
Maracaibo, en la margen derecha de la parte alta de la cuenca del rio Motatan,
siendo su principal afluente la quebrada “Estapapes”.
3.2.4 Practica
El área objeto de estudio se sitúa a 1,50 km de la población de La Quebrada.
3.3 TOPOGRAFIA Y SUPERFICIE
3.3.1 Topografía
El área objeto de estudio comprende aproximadamente 5 ha, para la realización
del levantamiento topográfico se utilizo un teodolito, dos miras y dos niveles
trazando poligonales cerradas.
[21]
MATHEUS F. 2011
3.3.2 Relieve
Los andes venezolanos conforman una cadena montañosa caracterizada por
laderas escarpadas, gran masividad y altitud. El relieve es irregular con fuertes
pendientes y donde se encuentran pocas áreas que presentan una topografía
plana.
Desde el punto de vista fisiográfico, el área está conformada por un sistema de
relieve montañoso muy abrupto, prolongación de la Sierra de La Culata y La
Serranía de Trujillo, caracterizado por laderas pronunciadas con fuertes problemas
de erosión y muy intervenidas; alternándose con un complejo sistema deposicional
de valles intramontanos, conformados por terrazas y conos de deyección muy
disectados. Las pendientes son muy fuertes y aumentan considerablemente de
Quebrada de Cuevas hasta la población de La Quebrada, donde caen casi
verticalmente hasta el fondo del valle, oscilando entre el 40 y 70%. (M.A.R.N.R.
ZONA 7, Estado Trujillo).
3.3.3 Geología
Geológicamente la zona de estudio presenta gran homogeneidad, debido a que en
la misma existe una sola unidad litoestratigrafica, la cual corresponde al Grupo
Iglesias del Precámbrico por las formaciones geológicas de Sierra Nevada.
Estratigráficamente los relieves más elevados están constituidos por rocas que
van desde las más antiguas en los andes venezolanos pertenecientes al
precámbrico, hasta los sedimentos más recientes depositados durante el
cuaternario reciente. En sectores donde no se presentan afloramientos, están
cubiertos por mantos de depósitos Cuaternarios del Pleistoceno o por mantos de
materiales del Cuaternario reciente. (M.A.R.N.R. Zona 7, Trujillo).
[22]
MATHEUS F. 2011
3.3.4 Litología
Litológicamente las rocas del Grupo Iglesias que se encuentran están
metamorfisadas y la componen fundamentalmente los granitos y los gneis, pocos
y muy meteorizados. Estos materiales bajo la influencia de los agentes climáticos
y antropicos, han alterado su condición general, dando origen a un paisaje de
mayor estabilidad como terrazas y pequeños valles.
El tipo de granitos y gneis pocos meteorizados corresponden a rocas duras
coherentes, expuestos débilmente a la meteorización y ocupan la parte superior
de las vertientes por sobre los 3.400 msnm. Granitos y Gneis muy meteorizados
se localizan a partir del contacto de las vertientes con el valle. Está representado
por rocas sometidas a meteorización química y se caracteriza por la profundidad
de los mantos de alteración que en algunos casos alcanzan los 10 y 20 m, estos
afloramientos son muy friables y propensos a la erosión, especialmente cuando la
pendiente es fuerte y están provistos de poca vegetación.
3.4 CLIMATOLOGIA
Según Pabon (1970) el clima constituye un factor primordial en el uso de la tierra.
Los elementos climáticos más importantes a considerar son las temperaturas y las
precipitaciones.
Dentro del estudio climatológico se hace referencia a tres variables que influyen en
las actividades propias del área siendo estas la precipitación, temperatura y la
evaporación, así como el balance hídrico que se elabora conociendo las variables
antes mencionadas.
[23]
MATHEUS F. 2011
3.4.1 Precipitación
La precipitación representa casi todo el aporte hídrico natural al sistema sueloplanta. La cantidad de agua retenida en la capa radical con relación al total de la
lluvia depende de las características del suelo para recibir agua: condiciones
físicas y contenido de humedad, cobertura, pendiente, y de las características de
la lluvia: espesor, intensidad, duración y frecuencia.
De los elementos climáticos la precipitación constituye uno de los de mayor
importancia los registros obtenidos son de la estación de La Quebrada entre el
periodo 2000 – 2010. Por ser esta la estación más próxima a la zona de estudio;
estos registros pluviométricos indican que la zona tiene un régimen de lluviosidad
bimodal: uno principal durante los meses de marzo a mayo y otro de agosto a
octubre (Ver Tabla 3.1 y Figura 3.2).
Tabla 3.1. Precipitación promedio mensual (mm). Estación: La Quebrada. Periodo:
2000 - 2010
MESES
Ene
Feb.
23.9 18.0
Mar
Abr.
May. Jun.
51.3 81.3 89.3
Jul.
Ago. Sep. Oct.
45.1 47.4 88.8
Fuente: M.A.R.N.R Zona 7. Estado Trujillo.
[24]
88.0
Total
anual
20.6 724.3
Nov. Dic.
102.3 68.3
MATHEUS F. 2011
PRECIPITACION PROMEDIO MENSUAL
PRECIPITACION
120
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
MESES
Figura 3.2 Precipitación promedio mensual
3.4.2 Temperatura
Para obtener los datos de temperatura, estos se extrapolaron de los datos de la
estación Valera a través del gradiente altotermico, según la Ecuación 4.2.
Ver en la Tabla 3.2 los valores de temperatura extrapolados para el sector
Estapapes.
T= Tconocida - (0.65/100) x (Altura ZONA – Altura
VALERA)
Donde:
Altura
ZONA:
1.677 msnm
Altura VALERA: 628 msnm
Tconocida: Temperatura máxima y mínima de Valera mensual.
[25]
(4.2)
MATHEUS F. 2011
Tabla 3.2. Valores de temperatura extrapolados para la zona de estudio. Finca
“Estapapes”, Parroquia La Quebrada, Municipio Urdaneta.
ENE
FEB
MAR
ABR
MAY
JUN
JUL
AGO
SEP
OCT
NOV
DIC
Tmedia 17.18 17.32 17.78 17.88 18.48 18.38 18.68 18.88 18.28 17.98 17.58 17.48
Fuente: Datos obtenidos a través del gradiente altotermico
Temperatura °C
Temperatura media mensual
19
18
17
16
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Meses
Figura 3.3 Temperatura media mensual (°C)
Donde se aprecia que los meses más fríos son enero y diciembre donde se
alcanzan temperaturas de 17,2°C y 17,5 °C, respectivamente y siendo los meses
más cálidos julio y agosto donde las temperaturas alcanzan 18,7°C y 18,9°C.
[26]
MATHEUS F. 2011
3.4.3 Vegetación
La vegetación existente va desde bosque seco montano bajo a bosque húmedo
montano y vegetación de páramo en las zonas más altas. Presenta un alto grado
de intervención por sustitución de especies por otras de aprovechamiento agrícola.
Las superficies con pendientes más suaves en su mayoría son destinadas a la
producción hortícola y las zonas con mayor pendiente al cultivo de hortalizas en
terrazas y pastos para ganadería.
De acuerdo a los sistemas Ambientales Venezolanos (M.A.R.N.R., 1984) la
vegetación de la zona se caracteriza principalmente por páramo moderadamente
intervenido, pequeñas extensiones de bosques siempre verde, matorral semideciduo fuertemente intervenido y matorral de páramo.
3.4.4. Suelos
El análisis físico químico de las muestras de suelo tomadas en la finca
“Estapapes” se realizó en el Laboratorio de Servicio de Análisis de Suelos de La
Universidad de Los Andes Núcleo Trujillo (ULA – NURR). Para la toma de las
muestras se tomo en cuenta las distintas pendientes con que cuenta la zona. Las
muestras fueron tomadas por medio del método del Barreno, que consiste en
tomar muestras de suelo con profundidad de 0-30 cm, tomando un kilogramo de
cada muestra. Las distintas zonas de muestreo se pueden observar en el
Apéndice A.
En el laboratorio de suelos se hicieron los análisis de textura, pH y conductividad
eléctrica, materia orgánica, fosforo, potasio, calcio y magnesio, utilizando los
métodos de Bouyoucos, Potenciometrico; conductimetrico, Walkey and Black,
Bray – Olsen, Bray – 1, Complexometrico (Acetato de Amonio), respectivamente,
los resultados obtenidos se muestran resumidos en la Tabla 3.3 y completos en el
Apéndice B.
[27]
MATHEUS F. 2011
Tabla 3.3 Resultados del Laboratorio. Finca “Estapapes”. Parroquia La Quebrada,
Municipio Urdaneta.
IDENT. DE LA
PROF. DE LA MUESTRA
CLASE
p
C.E
Da
MUESTRA
(cm).
TEXTURAL
H
LOTE: N°. 1
0 – 30
F.a
4.8
0.28
1.40
LOTE N°. 2
0 – 30
F.a
4.0
0.27
1.40
LOTE N°. 3
0 – 30
F.a
5.0
0.23
1.40
LOTE N°. 4
0 – 30
F.a
5.8
0.21
1.40
 Textura
La textura del suelo es un medio de describir el tamaño de las partículas presentes
en el mismo, tiene mucho que ver con el tránsito del aíre, agua y raíces a través
del suelo.
La textura obtenida y como se observa en la Tabla 3.3 es liviana franco arenoso,
por tener este tipo de textura son suelos donde su capacidad de retención de
humedad es de media a baja y baja capacidad de almacenamiento de nutrientes,
muy permeables al aíre, al agua, y a las raíces, son suelos bastantes sueltos los
que los hace susceptibles a problemas de erosión.
La textura, es un buen indicativo para la interpretación del valor, uso y manejo de
un suelo. Los suelos francos (los más importantes desde el punto de vista
agrícola) y franco arenoso se caracterizan por ser:
1. Usualmente fértiles
2. Fáciles de preparar
3. Buena aireación y capacidad de drenaje.
[28]
MATHEUS F. 2011
 pH
La escala de pH se utiliza como un indicador de la concentración de los iones de
hidrógeno en el suelo, sirve para medir la acidez y la alcalinidad de un suelo.
El pH del suelo influye en la tasa de liberación de nutrientes por meteorización, en
la solubilidad de todos los materiales del suelo y en la cantidad de iones nutritivos
almacenados en los sitios de intercambio cationico. La solución del suelo puede
ser neutra a un pH de 7, donde la concentración de iones ( H+) es igual a la
concentración de iones (OH-); puede ser ácida cuando la concentración de (H+)
es mayor que la concentración de (OH-) y alcalina cuando (OH-) > (H+). El pH es
uno de los mejores indicadores del nivel de saturación de bases que posee el
suelo y por lo tanto su índice de fertilidad. La interpretación de los valores de pH
se muestra en la Tabla 3.4
Tabla 3.4. Escala de pH para suelos agrícolas
Reacción
Ph
Fuertemente Acido
Menor de 5
Moderadamente ácido
5.1 – 6.5
Neutro
6.6 – 7.3
Moderadamente Alcalino
7.4 – 8.5
Fuertemente Alcalino (suelos sódicos)
Mayor de 8.5
En los resultados obtenidos en la Tabla 3.3 se puede apreciar que predomina el
pH fuertemente ácido lo cual impide la mineralización, con la constante
disminución del nitrógeno en el suelo trayendo como consecuencia un descenso
en la fertilidad y un medio poco adecuado para el crecimiento de las plantas
produciendo alteraciones morfológicas tales como raíces raquíticas, las hojas con
un aspecto purpureo y rígido, no se desarrolla el tallo, entre otras características,
los suelos ácidos favorecen el desarrollo de las malas hierbas que pueden
tolerarlo, en cambio, no pueden soportar la competencia que brinda un cultivo bien
[29]
MATHEUS F. 2011
nutrido; también se puede apreciar la Deficiencia de: Ca, K, N, Mg, Mo, N. Suelos
sin carbonato cálcico. Actividad bacteriana escasa.
 Conductividad Eléctrica (CE)
La medida de la conductividad eléctrica (CE) del los suelos y de las aguas de riego
permite apreciar de una forma cuantitativa la cantidad de sales que contiene el
suelo. El análisis de conductividad eléctrica se realiza en los suelos para
determinar si las sales solubles se encuentran en cantidades suficientes que
puedan afectar la germinación normal de las semillas, el crecimiento normal de las
plantas o la absorción de agua por parte de las mismas.
Tabla 3.5 Escala de salinidad
CE en dS/m a 25 �C
0 – 2 No salino
2 – 4 Ligeramente salino
4 – 8 Moderadamente salinos
8 – 16 Fuertemente salinos
> 16
Muy fuertemente salinos
Efectos
Despreciable en su mayoría
Se restringen los rendimientos de cultivos muy
sensibles
Disminuyen los rendimientos de la mayoría de
los cultivos.
Entre los que toleran están: alfalfa, remolacha,
cereales y los sorgos para grano.
Sólo dan rendimientos satisfactorios los cultivos
tolerantes.
Sólo dan rendimientos satisfactorios algunos
cultivos muy tolerantes.
Fuente: http://mct.dgf.uchile.cl/AREAS/medio_mod1.1.htm
Los valores de Conductividad Eléctrica (CE) obtenidos en las diferentes muestras
tomadas en los suelos de la finca en estudio (Tabla 3.3) muestran que no se corre
ningún riesgo de salinidad en los suelos que pueda ser perjudicial para los cultivos
arrojando como resultado que la (CE) en dicho suelo es normal.
[30]
MATHEUS F. 2011
 Capacidad de Campo
La capacidad de campo (CC) establece el límite entre el agua capilar y
gravitacional, esta se define como la cantidad de agua que un suelo bien drenado
puede retener contra las fuerzas de la gravedad, y representa el límite superior de
agua que puede estar disponible para las plantas.
Para los fines de diseño de riego se permite como valor de equilibrio el que se
alcanza entre las 24 y 48 horas después del riego. En los suelos arenosos estas
condiciones ocurren a las 24 horas después del riego y en los suelos arcillosos
ocurre varios días después de aplicado el riego.
 Punto de marchitez permanente
Cantidad de agua en el suelo con una retención de 15 atm y en el cual las hojas
de las plantas muestran síntomas de marchitamiento esto debido a que las raíces
de las plantas no pueden absorber el agua que esta retenida en el suelo.
 Densidad aparente
La densidad aparente se define como la relación que hay entre el peso seco de
una muestra de suelo y el volumen que ocupó dicha muestra en el campo. Los
factores que afectan la densidad aparente son: la textura, la estructura y la
presencia de materia orgánica, el resultado de la relación (peso/volumen) se
obtiene en gramos por centímetros cúbicos (gr/cm3).
Los suelos con textura arenosa presentan una mayor densidad aparente que los
suelos con texturas finas, al igual que los suelos bien estructurados los valores de
densidad aparente son menores, la densidad aparente es un buen indicador de
las características del suelo tales como la porosidad, el grado de aireación que
posee el suelo y la capacidad de infiltración.
[31]
MATHEUS F. 2011
 Infiltración
Según Grassi (1998) la infiltración del agua en el suelo constituye un proceso de
directo interés en la ingeniería de riego y drenaje. En drenaje porque sustenta los
procedimientos para calcular la escorrentía y en riego porque constituye un
parámetro esencial en planificación, diseño y operación de los sistemas en la
parcela. La infiltración es el proceso mediante el cual el agua penetra desde la
superficie del terreno hacia el suelo.
De similar modo señala que el método más común para determinar la infiltración
en el suelo es el infiltrometro estandarizado por el Departamento de Agricultura de
los Estados Unidos, el cual fue empleado en el presente estudio, los equipos
utilizados para la prueba fueron los siguientes:
 Tres cilindros infiltrometros de metal, de 22 a 30 cm. De diámetro (Ø) y de
30 cm de altura.
 Tres cilindros amortiguadores de metal, de 50 cm de diámetro (Ø) y 20 cm
de altura.
 Gancho calibrador.
 Escalimetro.
 Papel periódico.
 Nivel de carpintero.
 Listón de madera.
 Mandarria.
 Cronometro.
 Un recipiente de 120 l de capacidad (pipa).
El método se aplico de la siguiente manera: con la ayuda del plano topográfico del
área en estudio se procedió a seleccionar las zonas donde las características
geomorfológicas fuesen semejantes, con el propósito de aplicar en dichas zonas
[32]
MATHEUS F. 2011
las pruebas de infiltración, ya seleccionadas las zonas, se determinó el lugar
exacto para colocar los cilindros eliminando toda la maleza presente en el sitio de
instalación de los cilindros los cuales se ubicaron de forma triangular en el área de
estudio.
Luego, se procedió a enterrar los cilindros con la ayuda de la mandarria y el listón
de madera a una profundidad aproximadamente de 15 cm. Con el nivel de
carpintero se verifico su verticalidad, alrededor de estos se colocaron los cilindros
amortiguadores enterrándolos a una profundidad de 10 cm. Ya colocados y
nivelados se procedió a añadir agua al cilindro amortiguador y al infiltrometro hasta
la altura marcada, la cual representó la lectura inicial, de esta manera procedió a
infiltrarse el agua en el terreno, al principio con una velocidad mayor y un tiempo
corto, luego los intervalos de medición fueron más largos y las velocidades de
infiltración más lentas, este procedimiento se realizó varias veces, añadiendo en
cada medida agua al cilindro para reponer la lectura inicial, para la realización de
las lecturas se utilizó el gancho y el Escalimetro. Para garantizar que la infiltración
sea vertical y no se escape agua horizontalmente se mantuvo un nivel de agua
constante en el cilindro amortiguador durante toda la prueba.
En la Figura 3.4 se publican los valores de la prueba de infiltración 01, destacando
que la misma proviene de la hoja de cálculo Excel, la cual facilitó el procesamiento
de los datos y la obtención de resultados.
En el Apéndice C se muestran los resultados obtenidos en las pruebas 02 y 03.
Para efectos del diseño se tomó la mayor infiltración básica que corresponde a la
prueba 01 de una magnitud igual 3,5 cm ∕ h.
[33]
Determinación
de
MATHEUS F. 2011
Icum = A t
B
Hora
Tiempo acum (min)
Icum(mm)
Log T
Log Icum
11:44
0
0
---------
-----------
11:45
1
21
0.00
1.32
11:46
2
27
0.30
1.43
11:47
3
34
0.48
1.53
11:48
4
38
0.60
1.58
I=atb
11:49
5
42
0.70
1.62
a
11:50
6
46
0.78
1.66
b
11:51
7
48
0.85
1.68
11:52
8
52
0.90
1.72
11:53
9
56
0.95
1.75
11:54
10
60
1.00
1.78
11:59
15
72
1.18
1.86
12:04
20
86
1.30
1.93
12:09
25
96
1.40
1.98
12:14
30
105
1.48
2.02
12:19
35
112
1.54
2.05
12:24
40
126
1.60
2.10
12:29
45
140
1.65
2.15
12:34
50
151
1.70
2.18
12:39
55
161
1.740362689
2.206825876
12:44
60
168
1.77815125
2.225309282
12:54
70
178
1.84509804
2.250420002
01:04
80
186
1.903089987
2.269512944
01:14
90
192
1.954242509
2.283301229
01:24
100
194
2
2.28780173
01:34
110
198
2.041392685
2.29666519
01:49
125
207
2.096910013
2.315970345
02:04
140
218
2.146128036
2.338456494
02:19
155
220
2.190331698
2.342422681
02:34
170
226
2.243038049
2.354108439
02:49
185
232
2.255272505
2.365487985
[34]
Icum = A t
A
B
B
18.97
8
0.507
9.624
0.493
Infiltración
Básica
295.7
Tb (min)
4
Ib
(mm/min)
0.58
Ib(cm/h)
3.50
MATHEUS F. 2011
1000
Icum (mm)
100
10
1
1
10
Tiempo (min)
100
160
y = 18,978x 0,5071
R² = 0,9939
140
120
Icum (mm)
100
80
60
40
20
0
0
10
20
30
Tiempo (min)
Figura 3.4. Resultados de la prueba de infiltración 01
[35]
40
50
60
CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO
MATHEUS F. 2011
CAPITULO IV
ESTIMACION DE LA OFERTA Y DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO
4.1 OFERTA DEL RECURSO HIDRICO
4.1.1 Cantidad de agua
La fuente de agua que surte a la finca es la quebrada Estapape. En conocimiento
de que en dicha fuente no se llevan registros de caudales diarios se decidió
realizar un aforo puntual en época de estiaje, en la cota donde se localiza la
captación a objeto de adquirir un valor de referencia del caudal que por dicha
fuente circula en la época crítica del año.
No se realizó el aforo de la quebrada Estapape porque en reiteradas ocasiones el
propietario hizo la solicitud al Ministerio del Ambiente y no se pudo concretar el
aforo, en vista de eso se decidió hacer aforos uno (01) por semana por tres (03)
semanas consecutivas durante la finalización del periodo de estiaje del año 2010,
el cual finalizó en el mes de Febrero para la zona en estudio; esto se puede ver en
los registros de precipitación para la estación de La Quebrada que se muestra en
el Apéndice D.
Los aforos se realizaron en la tubería de 06” pulgadas que alimenta el tanque de
almacenamiento que surte a la finca por el método de la trayectoria los días
viernes 05, 12 y 19 del mencionado mes en horas de la mañana. Los resultados
se muestran en las Tablas 5.1.
[36]
MATHEUS F. 2011
Tabla 4.1 Aforos en la tubería que surte al tanque de almacenamiento
Fuente
Tubería
Promedio
Caudal (l/s)
32
39.5
35.9
35.8
Fecha del aforo
05/02/2010
12/02/2010
19/02/2010
4.1.2 Calidad del agua
La calidad de agua para el riego está establecida en gran parte a la concentración
y composición de sales disueltas.
Las consecuencias nocivas de las sales sobre los cultivos principalmente se den a
la presión osmótica que provoca, la cual está estrechamente relacionada con la
concentración total de las sales.
Usualmente la concentración de las sales disueltas se determina mediante la
conductividad eléctrica (CE). El agua pura es mal conductora de electricidad,
mientras que cuando contiene sales, la conduce en proporción a la cantidad de las
mismas en solución.
El análisis de la calidad del agua de la quebrada Estapape se llevó a cabo en el
Laboratorio de Química Ambiental de la Universidad de Los Andes Núcleo
Universitario Rafael Rangel. Esta se realizó en dos etapas, la primera siguiendo
las instrucciones suministradas por el personal técnico del laboratorio.
Toma de la muestra de agua
La toma de la muestra de agua se debe realizar con el mayor cuidado y bajo
condiciones de higiene ya que un mal manejo en la toma de la muestra condiciona
los resultados del análisis y la interpretación de los resultados.
[37]
MATHEUS F. 2011
Para la toma de la muestra se utilizó una botella de agua mineral con capacidad
de almacenamiento de 1litro debidamente esterilizada, esta se lleno con el agua
de la quebrada y se cerró herméticamente con tirro, unido a la toma de la muestra
también se realizó la medición de la temperatura del agua la cual arrojo 17.5°C a
las 08:15am del día 29/11/10.
Los resultados se pueden observar en la Tabla 4.2 y en el Apéndice E copia del
resultado emanado por el Laboratorio.
Tabla 4.2. Resultados del análisis de calidad del agua
Parámetros
Ph
Método
Muestra
Unidades
Potenciometrico
7.96
U/pH
Valores Máximos
(M.A)
6–9
Conductimetrico
60.00
S/cm
2000
Termométrico
20.00
°C
-
Titulación
25.00
mg/L
500
Titulación
18.00
mg/L
200
Titulación
6.00
mg/L
70
Colorímetro
0.05
mg/L
10
Kjeldahl
0.10
mg/L
20
Colorímetro
0.50
mg/L
20
Titulación
1.00
mg/L
300
Colorimétrico
10.00
mg/L
500
Titulación
14.00
mg/L
500
Secado – Evaporación
60.00
mg/L
1500
Filtración – Secado
15.00
mg/L
60
Filtración – Secado
8.00
mg/L
60
Conductividad eléctrica (C.E).
Temperatura (°C)
Dureza total
Calcio total
Magnesio total
Fósforo total
Nitrógeno total
Potasio total
Cloruros
Sulfatos
Alcalinidad total
Sólidos totales
Sólidos suspendidos
Sólidos disueltos
[38]
MATHEUS F. 2011
De los análisis fisicoquímicos realizados en muestra de agua de la quebrada
Estapape, ubicada en el municipio Urdaneta, parroquia La Quebrada, sector
Estapape se puede deducir lo siguiente:
Todos los valores obtenidos en los parámetros fisicoquímicos se encuentran por
debajo de los valores permitidos por el Ministerio del Ambiente, en la Gaceta
Oficial N° 37.563, para aguas del tipo 1. Es decir, que estas aguas pueden
utilizarse para consumo humano con un mínimo tratamiento. Son aguas de baja
mineralización y tienen un contenido bajo en los nutrientes Fosforo (P), Nitrógeno
(N) y Potasio (K), lo que la hacen poco recomendable para riego, sin la fertilización
correspondiente.
4.2 DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO
4.2.1 Calculo de la evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo).
Allen (2006) expresa que la evapotranspiración de los cultivos de referencia puede
definirse como la tasa de evapotranspiración de una superficie extensa de
gramíneas de 12 cm de altura, con un valor fijo de resistencia de la superficie de
70 sm-1 y un albedo de 0,23. El cultivo es asumido como uniforme, en crecimiento
activo y sin limitaciones de agua.
Para calcular la ETo se utilizo el método de Hargreaves y el de Penmman-Monteit.
Se utilizaron los datos obtenidos por Penman-Monteith y tomar en consideración la
alta humedad que hay en la zona esto debido a las lluvias. De igual forma se
necesitan de los datos de temperatura media, máxima y mínima del aíre y valores
de precipitación. Y se fundamenta en la ecuación 5.1
[39]
MATHEUS F. 2011
Donde:
Eto: es la evapotranspiración del cultivo de referencia en (mm/día)
Rn: Es la radiación neta en la superficie del cultivo en (MJ/m2 *día)
G: es el flujo de calor en el suelo en (MJ/m2 *día)
T: temperatura media del aíre, medida a 2 m de altura (m/s)
esat: presión de vapor a saturación (kPa), correspondiente a la temperatura del aire
(T)
eact: presión actual del vapor del aíre (kPa)
Δ: pendiente de la curva de presión de vapor Del aíre (kPa/°C)
γ: constante psicrometrica (kPa/°C).
Para calcular las variables presentes en la Ecuación 4.1 se realizó mediante una
hoja de cálculo del programa Excel elaborado por Trezza (2007). En la Tabla 4.3
se pueden apreciar los resultados obtenidos, en los cuales destaca la Eto diaria
para la zona en estudio. El mayor valor de Eto se presenta en el mes de Agosto
con un valor de 3.11mm/día y el menor valor para el mes de Diciembre con 2.33
mm/día.
4.2.2 Calculo de la Evapotranspiración del cultivo (Etv)
Allen (2006) define que las diferencias entre Eto y la evapotranspiración de un
cultivo en particular (Etc) están relacionadas con las diferencias fisiológicas entre
el cultivo de referencia y el cultivo a estudiar, así como diferencias en resistencia
aerodinámicas del cultivo a la evapotranspiración. Entre las principales
características que diferencian a un cultivo dado del cultivo de referencia están:
1. Altura del cultivo: este parámetro afecta la resistencia aerodinámica del
cultivo a la transferencia de vapor de agua a la atmosfera.
[40]
MATHEUS F. 2011
2. Albedo: el albedo afecta la cantidad de radiación que es reflejada, lo que
modifica el valor de radiación neta, la cual es la principal fuente de energía
para el proceso evapotranspiratorio.
3. Resistencia del cultivo: cada cultivo tiene un particular número de estomas
(relacionado con su área foliar) y resistencia de los mismos a la
transferencia de vapor de agua hacia la atmósfera.
Evapotranspiración del agua a partir de la superficie del suelo: cada cultivo cubre
una determinada porción de suelo con respecto a su área total de influencia. Esto
produce cambios en la cantidad de agua que es evaporada a partir de las
superficies húmedas del suelo.
La determinación de Etc a partir de Eto comprende los siguientes pasos:
1. Identificar las diferentes etapas del ciclo del cultivo a estudiar y determinar
el número de días correspondientes a cada una de ellas
Las etapas de desarrollo del cultivo consideradas en el trabajo de la FAO-56
(2006) son las siguientes:
Etapa Inicial: esta etapa comprende el período de tiempo entre la fecha de
siembra y la fecha en que el cultivo cubre aproximadamente un 10% del área
cultivada.
Etapa del desarrollo del cultivo: esta etapa comprende desde la fecha en que el
cultivo cubre el 10% de área, hasta que llega a su máximo porcentaje de
cobertura. En la práctica, para la mayoría de los cultivos la máxima cobertura
coincide con los inicios de la floración.
Etapa intermedia o de mediados de temporada: esta etapa comienza al
producirse el área máxima de cobertura y finaliza al comenzar la madurez del
cultivo. Esta maduración del cultivo es indicada por la maduración del fruto y caída
de las hojas.
[41]
MATHEUS F. 2011
Etapa final, la etapa comprendida entre el comienzo de la madurez y el final de la
cosecha o total senescencia de la planta.
2. Seleccionar el valor de Kc correspondiente a cada etapa del cultivo,
ajustando el valor de Kc inicial para condiciones de humedecimiento
frecuentes en el suelo.
Para la determinación del valor de Kc, se utilizó el método simplificado que
consiste en asumir el valor de Kc obtenido de la Tabla mostrada en el Apéndice F
para el cultivo a estudiar.
El cultivo a desarrollar en la unidad de producción es papa (Solanum tuberosum)
Los resultados del valor de Kc para cada etapa del cultivo de la papa se muestra
en la Tabla 4.4
1. Construir la curva del cultivo a partir de los valores de Kc obtenidos y la
longitud de cada etapa del cultivo. Esta curva permite obtener los valores
medios de Kc
En la Figura 4.1 se muestra la curva construida para el cultivo de papa.
2. Calcular Etc
El cálculo del valor de Etc está basado en la Ecuación 5.2
Donde:
ETc: evapotranspiración del cultivo (mm/día)
ETo: evapotranspiración del cultivo de referencia (mm/día)
Kc: coeficiente del cultivo (adimensional).
[42]
MATHEUS F. 2011
En la Tabla 4.5 se muestra los cálculos de la Etc (mm/día) para el cultivo de papa.
Tabla 4.3 Valores de temperatura,Rn,G,u2, esat, eact,Δ,γy Eto para la zona de
estudio. Finca “Estapape” parroquia La Quebrada, municipio Urdaneta Edo Trujillo.
Ene
Feb.
Mar
Abr.
May
Jun. Jul.
Ago. Sep. Oct.
Nov. Dic.
Rn
9.06
10.25
11.10
11.21
10.85
10.77
11.12
11.38
10.98
10.02
8.79
8.45
G
-0.03
0.04
0.06
0.05
0.04
0.02
0.00
0.050
-0.07
0.01
-0.12
-0.05
T
17.18
17.32
17.78
17.88
18.48
18.38
18.68
18.88
18.28
17.98
17.58
17.48
U2
e sat
eact
Δ
γ
2
1.18
0.84
0.08
0.047
2
1.20
0.85
0.08
0.047
2
1.23
0.88
0.08
0.047
2
1.27
0.92
0.08
0.047
2
1.29
0.96
0.09
0.047
2
1.30
0.96
0.09
0.047
2
1.30
0.93
0.09
0.047
2
1.33
0.95
0.09
0.047
2
1.29
0.94
0.09
0.047
2
1.30
0.96
0.09
0.047
2
1.22
0.92
0.08
0.047
2
1.20
0.89
0.08
0.047
2.77
2.96
2.98
2.89
2.91
3.03
3.11
2.98
2.74
2.41
2.33
Eto 2.49
Fuente: Hoja de cálculo en Excel
Tabla 4.4. Valores de Kc para la papa (solanum tuberosum)
Etapas
Inicio
Desarrollo
Intermedia
Final
Longitud (días)
25
30
35
30
Tiempo desde el día de
25
55
90
120
0,5
0,5
1,15
0,75
siembra
Kc
[43]
MATHEUS F. 2011
(Papa)
1,4
1,2
1
Kc
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
25
55
90
Tiempo desde el dia de siembra (Dias)
120
Figura 4.1. Curva Kc para el cultivo papa
Tabla 4.5. Resultado de la evapotranspiración del cultivo papa en la zona de
estudio. Finca “Estapape” parroquia La Quebrada Municipio Urdaneta Edo Trujillo.
Ene Feb. Mar
Eto 2.49 2.77 2.96
Kc
0
0
0
ETc
0
0
0
Abr.
2.98
0.53
1.57
May Jun. Jul. Ago.
2.89 2.91 3.03 3.11
1.01 1.15 0.90 0.16
2.91 3.34 2.72 0.49
Sep.
2.98
0.66
1.96
Oct. Nov.
2.74 2.41
0.99 1.11
2.71 2.67
Dic.
2.33
0.87
2.02
2.2.3 Precipitación Efectiva
El contenido de humedad del suelo antes de la lluvia es de vital importancia para
determinar su efectividad, su aprovechamiento es parcial, a menos que la percolación
se requiera para lixiviar las sales. Además en determinados períodos del ciclo
vegetativo, cuando declina el consumo de agua, la lluvia no es efectiva, tal como
ocurre en la maduración.
[44]
MATHEUS F. 2011
La relación entre la lámina retenida de la zona radicular del suelo y la que totaliza la
precipitación caída, es una medida de la eficiencia de la misma. En los cálculos sobre
demanda de agua se debe tomar en consideración la precipitación efectiva (pe), que
es igual a una fracción de (p), que puede ser desde igual a la unidad hasta
prácticamente insignificante.
La fracción de (p) usada es del 80%, según el método del Servicio de Conservación
de Suelos de Estados Unidos (2008) citado por Trezza (2008).
Este parámetro se emplea para el cálculo de los requerimientos de agua del cultivo en
la zona de estudio, se cálculo mediante un programa de computación desarrollado por
la División de Aguas y Tierras de la FAO, el cual lleva por nombre CROPWAT versión
4.3, a partir de los valores de precipitación (ver Tabla 3.2), de la estación de La
Quebrada. Los resultados se muestran en la Tabla 4.6.
4.2.4. Balance hídrico
El balance hídrico del suelo en equilibrio con el clima es una forma de cuantificar
la condición hídrica de un área determinada para un intervalo de tiempo dado. Se
realiza con fines de planificación agrícola e hidráulica a nivel nacional, regional o
zonal y también con fines de diseño y funcionamiento de un sistema de riego.
Una vez calculados los parámetros necesarios (Etc, Pe) se procede a elaborar el
balance hídrico por medio de la hoja de cálculo de Excel de un trabajo de ascenso
del profesor Trezza (2007) para el cultivo.
El periodo de déficit marca el lapso en el cual los cultivos dependerán del riego
artificial, y permite conocer la lamina de agua que representa la necesidad de
riego. El periodo de exceso, por el contrario, da una indicación de la existencia de
potenciales problemas de drenaje, si es que no existen condiciones naturales
favorables para la evacuación de los excedentes.
[45]
MATHEUS F. 2011
En la Tabla 4.7 y Figura 4.2 se muestra el balance hídrico obtenido para el cultivo
de la papa (Solanum tuberosum).
Tabla 4.6 Valores de precipitación efectiva en la zona de estudio, Finca
“Estapape”, sector Estapape, Parroquia La Quebrada, Municipio Urdaneta, Estado
Trujillo.
Mes
Enero
Precipitación total Precipitación efectiva
(mm/mes)
(mm/mes)
23.9
19.12
Febrero
18.0
14.4
Marzo
51.3
41.04
Abril
81.3
65.04
Mayo
89.3
71.44
Junio
45.1
36.08
Julio
47.4
37.92
Agosto
88.8
71.04
Septiembre
88.0
70.4
102.3
81.84
Noviembre
68.3
54.64
Diciembre
20.6
16.48
724.3
579.44
Octubre
Total
Fuente: Programa CROPWAT versión 4.3
Tabla 4.7. Balance Hídrico para el cultivo de papa (Solanum tuberosum) en la
zona de estudio, finca “Estapape”, sector Estapape, parroquia La Quebrada,
municipio Urdaneta, estado Trujillo
[46]
Pe
(mm)
Etc
(mm)
B
Alm.
(mm)
ET
real
(mm)
Exc
(mm)
Def
(mm)
MATHEUS F. 2011
E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
19.1
14.4
41
65
71.4
36.1
37.9
71
70.4
81.8
54.6
16.5
0
0
0
47.1
90.2
100.2
84.3
15.2
58.8
84.4
80.1
62.5
19.1
0
33.5
2
70
29
46.9
35.7
16.9
16.9
-47.2
0
-46.4
0
55.9
31
42.6
37.3
35.2
35.2
9.7
9.7
-36.4
0
0
0
0
47.1
90.2
53
37.9
15.2
58.8
84.0
80.1
26.2
0
4.5
41
11.3
0
0
0
24.8
5.3
0
0
0
0
0
0
0
0
47.2
46.4
0
0
0
0
36.4
7
8
9
10
11
Pe, ETc, Alm. (mm)
Fuente: Hoja de cálculo en Excel.
100
80
60
40
20
0
Deficit
-20
-40
-60
1
2
3
4
5
6
Mes del Año
Precipitación Efectiva (mm)
Almacenamiento Humedad en el Suelo
[47]
ETo(mm)
Deficit
12
MATHEUS F. 2011
Analizando los resultados obtenidos en el Balance Hídrico se puede apreciar que
el área presenta dos períodos secos durante el año; el primer periodo que
comprende los meses desde Junio y Julio y el segundo período que comprende al
mes de Diciembre. Estos períodos de déficit indican los lapsos en los cuales el
cultivo dependerá del riego artificial. La demanda a satisfacer es de 47,2mm para
el mes de Junio, 46.4mm para el mes de Julio y 36.4mm para el mes de
Diciembre,
siendo
la
lámina
[48]
almacenable
37.3mm
CAPITULO V: DISEÑO DEL SISTEMA DE RIEGO
MATHEUS F. 2011
CAPITULO V
DISEÑO DEL SISTEMA DE RIEGO
Concluidas las etapas precedentes que produjeron la información básica para los
fines de riego, se procede a diseñar el sistema de riego por aspersión, el diseño se
fundamenta en garantizar el suministro de agua en la parcela, para condiciones de
máxima demanda, con el objetivo principal de obtener un apropiado desarrollo de
los cultivos y maximizar su rendimiento.
El diseño del sistema de riego comprende el diseño agronómico e hidráulico,
los cuales se detallan a continuación.
5.1 DISEÑO AGRONOMICO
El diseño agronómico de un sistema de riego constituye una de las partes más
importantes, ya que determina el régimen de riego del cultivo, en función de
características edáficas, meteorológicas y de la operación del sistema de riego.
En el diseño agronómico se determina la frecuencia, lámina y tiempo de riego.
5.1.1 Lámina almacenable del suelo (dt)
Corresponde a la parte de la lámina total de agua en la capa del suelo que
exploran las raíces de los cultivos. La lámina almacenable viene dada en función
de las características físicas del suelo, que determinan su capacidad de
almacenamiento hasta la profundidad radicular de las plantas. Para el cálculo de la
lámina de almacenamiento se utiliza la Ecuación 5.1
[49]
MATHEUS F. 2011
Donde:
dt: lámina almacenable en el suelo, en cm
Wcc: capacidad de campo, en %
Wpmp: punto de marchitez permanente, en %
Da: Densidad Aparente en gr/cm3
Zr: profundidad radicular del cultivo, en cm
Los valores a utilizar en la Ecuación 5.1 se obtienen de la Tabla 3.3.La lámina
almacenable, en la profundidad considerada:
Dt0-30 = 4,3512 cm
5.1.2 umbral de riego (UR)
Es el porcentaje de agua almacenable que se permite agotar antes de aplicar el
riego. El umbral de riego depende de la sensibilidad del cultivo al estrés hídrico y
del valor económico del cultivo. En nuestro caso se utiliza un umbral de riego del
40%, recomendado para cultivos hortícolas.
5.1.3 Lámina neta (dn)
Es la lámina de agua a reponer en cada riego, considerando el manejo del agua
en el suelo a través del umbral de riego y se calcula por la Ecuación 5.2.
[50]
MATHEUS F. 2011
Donde:
dn: lámina neta, en cm
dt: lámina total almacenable, en cm
UR: umbral de riego (40% para hortalizas)
Dn= 17,4048 = 174,05 mm
5.1.4 Frecuencia de riego máxima (Frmax)
Representa el máximo intervalo entre dos riegos consecutivos, considerando la
lámina neta y la demanda evapotrasnspiratoria para el periodo de máxima
demanda. Se calcula a través de la Ecuación 5.3.
Donde:
Frmax: frecuencia de riego máxima, en días
dn: lámina neta, en mm
ETc: evapotranspiración real máxima, en mm/día.
Se toma la evapotranspiración máxima que en este caso es la del mes de Junio
que es de 3.34mm ∕ día (Ver Tabla 4.5)
[51]
MATHEUS F. 2011
Frmax=5.20= 5 días
5.1.5 Frecuencia de riego (FR)
Es el valor de frecuencia de riego que se asume dependiendo del método de riego
y la preferencia de riego de los agricultores. La frecuencia de riego que se asume
para el diseño deberá ser menor o igual a la frecuencia máxima. En nuestro caso
asumo una frecuencia de riego de 5 días, es decir:
Fr= 5 días
5.1.6 Lámina neta de riego
Es la lámina neta de agua que se va aplicar en cada riego, para satisfacer la
demanda de agua de los cultivos durante la frecuencia de riego. Se expresa
mediante la Ecuación 5.4.
(5.4)
Donde:
Etc: lámina a aplicar en mm
Fr=frecuencia de riego en días
Etc= evapotranspiración real del cultivo, expresada en mm/día
Para nuestro caso, tomando en cuenta la frecuencia de riego asumida de 4 días
(Fr = 4 días) y con el fin de suministrar el agua necesaria para el periodo máximo
de demanda, es decir el mes de Junio donde existe mayor Evapotranspiración.
(Ver Tabla 4.5) la lámina neta de riego es:
Dnr = 5 días*3,34 mm/día = 16,7mm
[52]
MATHEUS F. 2011
5.1.7 Lámina bruta de riego
Es la cantidad de agua que realmente se va aplicar considerando la eficiencia del
sistema de riego. La lámina bruta de riego se calcula por la Ecuación 5.5
Donde:
db: Lámina bruta de riego en mm
dn: Lámina neta de riego en mm
Ef: Eficiencia de la aplicación del riego
La eficiencia de riego se obtuvo en función del viento, la lámina de agua a aplicar y
el valor de evapotranspiración, obteniendo un valor de eficiencia del 68% por lo
que la lámina bruta es:
db = 24.55mm
En la Tabla 5.1 se muestra un resumen de los valores obtenidos en el diseño
agronómico.
Tabla 5.1 Resultados del diseño agronómico
Lámina almacenable (mm)
43,52
Umbral de riego (%)
40
Lámina neta (mm)
17,40
Frecuencia de riego (días)
5
Evapotranspiración máxima (mm/d) 3,34
Lámina neta de riego (mm)
16,7
Eficiencia de riego (%)
68
Lámina bruta (mm)
24,55
[53]
MATHEUS F. 2011
5.2 CARACTERISTICAS DE OPERACIONES DEL SISTEMA DE RIEGO
5.2.1 Trazado y características del sistema
El trazado del sistema se aprecia en el plano (Anexo III), el cual contiene la
aducción y el sistema de riego de la parcela seleccionada. El sistema de riego
seleccionado es del tipo fijo, con tuberías laterales, secundarias y principales
todas de polietileno.
La tubería secundaria se trazó en el sentido de la pendiente del terreno
permitiendo de esta manera localizar las tuberías laterales a lo largo de las curvas
de nivel.
5.2.2 Selección del aspersor
El aspersor es el componente del sistema que aplica el agua al suelo. El tamaño
del área mojada de un aspersor es función de la presión de trabajo del mismo, del
tipo de aspersor y del ángulo y diámetro de las boquillas.
La selección del aspersor se realizó en función de la presión de trabajo y del
espaciamiento que debe existir entre los aspersores y los laterales, comprobando
las especificaciones del fabricante.
En la Tabla 5.2 se indican las características del aspersor seleccionado.
Tabla 5.2 Características del aspersor
Modelo
Presión de operación
Caudal
Diámetro de la Boquilla
Diámetro de Mojado
[54]
Costa RC 160
28,1 mca
1,6 m3/h
4,36*2,38 mm
27,6 m
MATHEUS F. 2011
5.2.3 Separación entre aspersores y laterales
La separación entre laterales y aspersores se asume en función de obtener una
uniformidad de riego adecuada. El viento modifica el comportamiento del regado,
además la separación de los aspersores no debe ser mayor que la de los
laterales. La separación entre laterales y aspersores se puede determinar a través
de las Ecuaciones 5.6 y 5.7.
Donde:
Sa= Separación entre aspersores
Sl= Separación entre laterales
Sa = 0,50*27,6 = 13,8 se asume 12 m
Sl = 0,65*27,6 = 17,94 se asume 18 m
Los valores de Ka y Kl se presentan en la Tabla 5.3, en función del viento
promedio de la zona
Tabla 5.3 Espaciamiento de laterales
Espaciamiento máximo
Velocidad del Viento
entre laterales y aspersores
Km/h
0–8
8 – 11
11 – 16
 16
m/s
0 – 2.2
2.2 – 3.0
3.0 – 4.4
 4.4
KL
0.65
0.65
0.60
0.50
[55]
Ka
0.50
0.40
0.40
0.30
MATHEUS F. 2011
Para nuestro caso, asumiendo un viento moderado de 8 km/h aproximadamente,
el espaciamiento máximo entre aspersores y laterales es de 65 % del diámetro de
mojado del aspersor. Este se calcula mediante las Ecuaciones 5.6 y 5.7.
De acuerdo a los resultados obtenidos se decidió asumir una separación entre
aspersores y laterales de .12x18 m
5.2.4 Intensidad de aplicación
La intensidad de aplicación de agua por el aspersor es un parámetro importante a
considerar en el diseño del riego por aspersión. En la práctica, la intensidad de
aplicación del aspersor deberá ser menor a la infiltración básica del suelo, esto
con el fin de evitar el escurrimiento y/o encharcamiento del agua de riego sobre la
superficie del terreno.
La intensidad de aplicación se calcula mediante la Ecuación 5.8.
Donde:
Iap: intensidad de aplicación, en cm/h
Qa: Caudal del aspersor, en m 3/h
Sa: Separación entre aspersores, en m
Sl: Separación entre laterales, en m
[56]
MATHEUS F. 2011
Para este caso:
0,74 mm/h
El valor de la intensidad de aplicación obtenida es de 0,74 mm/h, el cual es menor
a la infiltración básica que es de 35,0 mm/h.
5.2.5 Tiempo de riego
Se refiere al tiempo que debe permanecer cada lateral regando en su posición, y
este se calcula mediante la Ecuación 5.9.
Donde:
Tr: Tiempo de riego en, h
db: Lámina Bruta de riego
Iap: Intensidad de aplicación, en mm/h
En nuestro caso:
5.2.6 Número de posiciones de laterales por día
Representa el número de posiciones que un lateral puede regar durante el día, en
función del tiempo de riego requerido en cada posición y el tiempo total disponible
[57]
MATHEUS F. 2011
diariamente para la operación en el sistema de riego. Este se calcula mediante la
Ecuación 5.10.
Donde:
NPLD: Número de posiciones de laterales por día
To: Tiempo de operación del lateral, expresado en h
Tc: Tiempo de descanso, expresado en h
Tr: Tiempo de riego expresado en h
Para mi caso:
5.2.7 Número de posiciones en los días de riego
Estas posiciones se calculan mediante la Ecuación 5.11.
Donde:
NPLDR: Numero de posiciones del lateral de riego
NPLD: Numero de posiciones del lateral por día
Dr: Días de riego
[58]
MATHEUS F. 2011
5.2.8 Número de posiciones totales
Se calcula mediante la Ecuación 5.12.
En la Tabla 5.4 se muestra un resumen de las características de operación del
sistema de riego.
Tabla 5.4 Características de operación del sistema
Tipo de sistema
Fijo
Separación entre laterales (m)
18
Separación entre aspersores (m)
12
Intensidad de aplicación (mm/h)
0.74
Tiempo de riego (horas)
3.5
Tiempo de operación (horas)
10
Número de posiciones del lateral por día
2
Días de riego
4
Número de posiciones del lateral en los días de riego
8
Número de posiciones totales
Sistema 1
Sistema 2
Número de laterales (sistema fijo)
15
8
15
Número de laterales trabajando simultáneamente
[59]
2
MATHEUS F. 2011
5.3 DISEÑO HIDRAULICO
El diseño del equipo de riego considera aspectos técnicos y económicos de
manera de optimizar los costos del sistema. El diseño hidráulico consiste en la
selección de diámetros de las tuberías, de los aspersores y accesorios
complementarios, todo esto en función de obtener una uniformidad de riego
adecuada. Todos los elementos de este sistema serán fijos (red de riego y
emisores). Como se puede observar en el Anexo II la parcela tiene una pendiente
muy irregular, por tanto se decidió para el diseño hidráulico dividir la misma en dos
sectores, los cuales se señalan en el Anexo III.
Diseño de las tuberías laterales
Las tuberías laterales llevan el agua a los aspersores, para que estos la apliquen
al suelo. El material seleccionado es el polietileno. El trazado de los laterales se
hizo de manera que estos vayan orientados en dirección a las curvas de nivel, de
tal manera que no existan diferencias importantes entre las cotas de los extremos
de las tuberías.
El procedimiento para el diseño de los laterales es el siguiente:
1. Número de aspersores:
Estos se calculan mediante la Ecuación 5.13:
[60]
MATHEUS F. 2011
2. Longitud real del lateral:
Este se calcula mediante la Ecuación 5.14:
Donde:
Ll: longitud del lateral, en m
Na: número de aspersores
Sa: separación entre aspersores, en m
Ll = 67 m
3. Caudal del lateral:
Este se calcula mediante la Ecuación 5.15
Donde:
ql: caudal del lateral en m3/h
qa: caudal del aspersor, en m 3/h
Na: número de aspersores
Ql = 9,6 m3/h
4. Perdidas máximas permisibles
La tubería lateral se diseña como una línea de salidas múltiples, adoptando
el criterio de que la pérdida total de carga no debe exceder el 20% de la
presión de operación del aspersor.
La perdida máxima permisible se calcula por la Ecuación 5.16.
[61]
MATHEUS F. 2011
Donde:
hfm: perdidas máximas permisibles en el lateral, en m
Po: presión de operación del aspersor, en m
Δz: diferencia de nivel en el lateral mas critico, en m
En nuestro caso:
hfm = 5,62 m
5. Pérdida de carga por fricción
Para calcular las perdidas por fricción en los laterales, se utilizó la Ecuación
de Hanzen-William, expresada mediante la Ecuación 5.17.
Donde:
hf: Perdida de carga, en m
L: longitud de lateral, en m
Ql: caudal del lateral, en m
D: diámetro del lateral, en m
F: factor de salidas múltiples
C: coeficiente de material de tubería
Debido a que la tubería a utilizar es plástica el valor de C = 140. El valor de
F para un total de 6 aspersores es de 0,387 (ver Apéndice III) asumiendo
una tubería de 2” de diámetro, con un diámetro interno de 50 mm, las
pérdidas de carga por fricción son: 1,09m
[62]
MATHEUS F. 2011
Tomando en consideración un 10% adicional de perdidas menores, en los
codos, conexiones, uniones, etc., tenemos que las perdidas por fricción en
el lateral son:
Hf = 1,2m
Debido a que las pérdidas por fricción en el lateral (hf = 1,2 m) son menores
que las perdidas máximas permisibles
(hfm = 5,62 m) se admite un
diámetro de 2” para las tuberías laterales.
6. Presión de entrada al lateral
Consiste en la presión que debe prevalecer en la entrada de la tubería
lateral para garantizar el correcto funcionamiento de los aspersores. Esta se
calcula mediante la Ecuación 5.18.
Donde:
Pe: Presión de entrada al lateral, expresado en m
Po: Presión de operación del aspersor expresado en m
hf: Perdidas de carga por fricción en el lateral, expresado en m.
Δz: Diferencia de nivel topográfico del lateral, expresado en m
Δelev: Altura del elevador expresado en m
En nuestro caso:
[63]
MATHEUS F. 2011
En la Tabla 5.5 se muestra un resumen del diseño de las tuberías laterales
Tabla 5.5. Resumen del diseño del lateral más crítico del sector 01
Longitud Numero
Q
Diámetro
Diámetro Hfm Hf
Pe
(m)
Aspersores (m3/h) Nominal
Interno
(m) (m) (m)
(Pulgadas) (mm)
67
6
9.6
2
50
5.62 1.09 30.3
Diseño de la tubería secundaria
Como se puede apreciar en el plano (Anexo III) la tubería secundaria ya
existe y está colocada enterrada en el terreno, en sentido de la máxima
pendiente, con un desnivel a favor de 11 m dentro de la parcela (Sector 01).
El material de la tubería secundaria será de Polietileno de alta densidad
(PEAD) y su diámetro de 3 pulgadas. Se hará el cálculo del diámetro del
mismo para comprobar que se puede usar la tubería ya existente.
 Pérdidas de carga por fricción en la tubería secundaria:
La tubería secundaria se calcula como una tubería sin salidas múltiples,
calculándose a través de la fórmula de Hazen-Willian. Ecuación 5.19.
Donde:
hfs: Perdidas en el secundario, en m
Ql= Caudal del lateral en, m3/h
L=Longitud del secundario, en m
D: Diámetro del secundario en, mm
[64]
MATHEUS F. 2011
C: Coeficiente de material de la tubería
En vista de que para el sistema 1 funcionaran simultáneamente dos
laterales en cada turno de riego el caudal de la secundaria (Qs) es:
Qs = Ql*Nl
(5.20)
Qs =1,6 m3/h * 12 = 19,2 m3/h = 0,0053 m3 /s
Para el cálculo del diámetro mínimo se realizó mediante la Ecuación (5.21)
Dmin=
Dmin = 0,058 m = 58 mm, se asume tubería de75 mm = 3 pulgadas
Las pérdidas de entrada en el secundario hfs se calculó por medio de la
Ecuación (5.22)
Hfs = 4.36m,
Asumiendo un 10 % de perdidas menores:
Hfs = 1,10 x 4,36 = 4,796 m
Hfs = 4,796 m
[65]
MATHEUS F. 2011
Presión de entrada al secundario:
La presión de entrada a la secundaria es la necesaria para garantizar la
presión de entrada al lateral en su posición más crítica, considerando las
pérdidas de carga que se producen en el mismo secundario, así como el
desnivel disponible. Inicialmente se considera que la presión mínima en el
secundario se produce al final del mismo, en este caso la presión de
entrada al secundario se calcula mediante la Ecuación (5.23)
Ps = 24,096 m
Como la presión de entrada al secundario resulta menor que la presión de
entrada al lateral entonces la posición más crítica del lateral no se
encuentra al final sino al principio del secundario. Esto es debido a que las
ganancias de energía por pendiente son mayores que las pérdidas por
fricción, en este caso la presión mínima estará a la entrada del secundario,
por lo tanto:
Si Ps < Pe Ps = Pe
Ps = 24,096 m
Tabla 5.6 Resumen del diseño de la tubería secundaria
Longitud Qs
Diámetro
Diámetro Velocidad Hf
(m)
(m3/h) Nominal
Interno
(m/s)
(m)
(pulgadas) (mm)
207
19,2
3
75
[66]
1,20
4,796
Desnivel Ps
(m)
(m)
11
24,096
MATHEUS F. 2011
El sector 02 se puede observar en el Anexo III. Es de mencionar que para este
sector solo se presentan las Tablas resumen del diseño del lateral más crítico y la
tubería secundaría, debido a que el procedimiento para su cálculo es exactamente
el mismo que se empleó para el sector 01. Las Tablas 5.7 y 5.8 muestran los
resultados obtenidos en el diseño del lateral más crítico y la tubería secundaria,
respectivamente.
Tabla 5.7. Resumen del diseño del lateral más crítico del sector 02
Longitud
(m)
Numero
Aspersores
Q
(m3/h)
Diámetro
Nominal
(pulgadas)
Diámetro
Interno
(mm)
68
6
9,6
2
50
Hfm
(m)
Hf
(m)
5,62 1,09
Pe
(m)
30,3
Tabla 5.8. Resumen del diseño de la tubería secundaria del sector 02
Longitud Qs
Diámetro
Diámetro Velocidad Hf
Desnivel Ps
3
(m)
(m /h) Nominal
interno
(m/s)
(m)
(m)
(m)
(pulgadas) (mm)
84
16,3
3
75
1,02
3,177
9
24,477
5.4 CALCULO DE LA INVERSIÓN INICIAL PARA ESTABLECER EL DISENO
EN LA PARCELA
Para efectuar el cálculo de la inversión inicial del diseño que se va implementar en
la parcela con tuberías de Polietileno de Alta Densidad (PEAD), se realizó una
valoración de los costos de ciertos materiales, y de esta manera considerar la
opción que asegure el optimo funcionamiento del sistema, las unidades
monetarias utilizadas para estimar los costos es el Bolívar Fuerte (BsF) y el Dólar
($) al cambio oficial (1$ equivale a 4,3 BsF). Dicho presupuesto incluye el
[67]
MATHEUS F. 2011
impuesto al valor agregado (IVA) cuyo monto a la fecha de elaboración del
proyecto es del 12%.
Para posibles eventualidades que puedan surgir en la ejecución del proyecto, se
considera oportuno incrementar el costo total de la inversión en un 15% de su
valor, de igual modo se incluye el costo de producción por hectárea del rubro papa
(Solanum tuberosum). Cabe mencionar que en dichos costos no se refleja la
inversión en mano de obra para la instalación del mismo, ya que el costo de la
misma se considera al momento de su instalación en campo.
En las Tablas 5.9, 5.10, 5.11 se expresan los costos de las tuberías y accesorios
necesarios para realizar el diseño del sistema de riego.
Tabla 5.9 Costos de las tuberías de (PEAD) que se utilizaran en el diseño
Tipo
PEAD
PEAD
Diámetro Diámetro Longitud Presentación Precio
Exterior
Exterior
(m)
(rollo de 100 Unitario
(mm)
(pulgadas)
m)
(BsF)
75
50
3
2
291
1138
3
12
2.800
1.250
Total
(BsF)
Total
($)
8.400
15.000
1.953,5
3.488,4
Tabla 5.10 Costos para los accesorios principales
Descripción
Aspersores Costa RC-160
Válvula reguladora de presión
Válvula de paso
Diámetro
Cantidad Precio
Total Total
(pulgadas)
Unitario (BsF) ($)
(BsF)
¾
3
3
97
2
2
45
845
765
4.365
1.690
1.530
692,9
393,0
355,8
A continuación se presenta un resumen de los costos de todos los materiales
necesarios para la instalación del sistema de riego, el precio de mercado y la tasa
de cambio oficial al día 04/10/2011. Ver Tabla 5.12
[68]
MATHEUS F. 2011
Tabla 5.11 Costo de los accesorios del diseño del sistema de riego
Descripción
Abrazaderas
Abrazaderas
Tapón
Llave de Bola
Llave de Bola
Anillos
Elevadores
Diámetro Exterior Cantidad Precio Unitario
(pulgadas)
2” a ¾”
3” a 2”
2”
2”
3”
¾”
¾
97
22
22
22
2
97
97
25
35
60
480
1.000
5
14,4
Total
(BsF)
Total
($)
2.425
770
1.320
10.560
2.000
485
1.400
564
179,1
307
2.455,8
465
112,8
325,6
Tabla 5.12 Resumen de los costos de materiales y precios de mercado al día
04/10/2011
Descripción
Sub -total (BsF) Sub-total ($)
Tuberías (PEAD)
23.400
5.441,9
Accesorios principales
7.585
1.763,9
Accesorios
18960
4.409,3
Sub-total
49.945
11.615,1
IVA (12%)
5.993,4
1.393,8
TOTAL
55.968,4
13.008,9
5.5 COSTOS DE PRODUCCION PARA EL CULTIVO Papa (Solanum
tuberosum)
Estos costos están representados por los gastos directos y mano de obra
necesarias para desarrollar una hectárea de cultivo. En la Tabla 5.13 se reflejan
los costos de producción para 01 ha de papa según información actualizada,
suministrada por el Ministerio del Poder Popular para la Agricultura y Tierras
(MPPAT) para el año 2011.
[69]
MATHEUS F. 2011
Tabla 5.13 Costos de producción para la papa
ESTADO: TRUJILLO
RUBRO: PAPA
RENDIMIENTO (kg/ha):
PRECIO AL PRODUCTOR
(Bs/kg):
20.000
4000
ESTRUCTURA DE COSTOS UNITARIOS. RUBRO AGRICOLA: PAPA
UNIDAD DE
COSTO
COSTO
CONCEPTO
MEDIDA
CANTIDAD UNITARIO
TOTAL Bs/F
SEMILLERO
Acondicionamiento del terreno
Arado
Rastra
Siembra
Fertilización orgánica
Fertilización química
Desinfección
PREPARACION DEL
TERRENO
880,00
ARADO
YUNTAS
8
80
640,00
SURCADO
NIVELACION
YUNTAS
3
80
240,00
SIEMBRA O TRANSPLANTE
Adquisición de semillas
Adquisición de plantas
Adquisición de plántulas
RIEGO
Preparación de regaderas
Instalación de sistemas
Cuota de riego
4.375,00
kg
1.750
2,5
INSUMOS
Fertilizantes:
Orgánico
4.375,00
9.368,00
KG
15.000
0,30
Químico (detallar formulas)
4.500,00
-
NUTRI K13-00-46
KG
300
2,00
600,00
12-24-12
KG
250
2,40
600,00
SOLUB 13-40-13
KG
50
2,30
115,00
[70]
BORAX
KG
200
CAL AGRICOLA
KG
2.500
MATHEUS F. 2011
-
0,56
Foliares (detallar)
1.400,00
-
OMEX BIO 20
LT
4
22
88,00
MANVERT ZIN
LT
1
28
28,00
MANVERT SILARGON TERRA
LT
6
25
150,00
Insecticidas (detallar)
-
SISTEMIN
LT
4
24
96,00
SOFION 200SC
LT
1
200
200,00
Fungicidas (detallar)
-
KUMULUS
KG
8
20,0
160,00
ALIETTE
KG
16
82,0
1.312,00
ADHERENTE(UN-FILM-17)
LT
2
22,0
44,00
Herbicidas (detallar)
KOLTAR
LT
1
75
MANO DE OBRA
75,00
2.840,00
Aplicación de Cal
Acondicionamiento del
terreno(DESPEDRADO)
JORNAL
10
40
400,00
JORNAL
8
40
320,00
Siembra
JORNAL
10
40
400,00
Abonamiento Orgánico
JORNAL
6
40
240,00
Riego (cantidad en el ciclo)
JORNAL
4
40
160,00
Aplicación de herbicida
JORNAL
1
40
40,00
Aplicación de insecticida
JORNAL
4
40
160,00
Aplicación de fungicida
JORNAL
4
40
160,00
Labores de cultivo (detallar)
-
Otras labores (detallar)
-
[71]
REGAR SEMILLA
CONTROL MANUAL DE
MALEZA
JORNAL
4
40
160,00
JORNAL
20
40
800,00
COSECHA
Manual
Mecanizada
800,00
JORNAL
20
40
OTROS MATERIALES
Sacos
Cabuyas
Otros (detallar)
MATHEUS F. 2011
800,00
544,00
UNIDAD
400
1,2
480,00
KG
8
8
64,00
OTROS SERVICIOS
3.062,12
Flete de insumos
KG
5.101
0,12
612,12
Flete de cosecha
Otros (detallar)
KG
20.000
0,12
2.400,00
MUESTRA
1
50
50,00
ANALISIS DE SUELOS
TOTAL COSTOS DIRECTOS
COSTOS INDIRECTOS
Ciclo (días)
21.869,12
DIAS
120
Seguro Agrícola
%
0,02
437,38
Intereses financieros
%
0,04
364,49
TOTAL COSTOS INDIRECTOS
801,87
TOTAL COSTOS
22.670,99
Fuente: Ministerio del Poder Popular Para la Agricultura y Tierras (MPPAT) de fecha 04 de
octubre, 2011
[72]
MATHEUS F. 2011
En base a la información recabada y ajustada a la superficie a incorporar se
estima una inversión inicial de 53.503,53 BsF para cubrir los costos de producción
del cultivo. Los costos totales del proyecto se pueden apreciar en la Tabla 5.14
Tabla 5.14. Costos totales del proyecto
Costo de la inversión inicial para instalar el
sistema de riego
Costos de producción del cultivo
Imprevistos (15%)
TOTAL
[73]
Bolívares Fuertes
(BsF)
55.968,40
53.503,53
16.420,78
125.892,70
Dólar (%)
13.008,90
12.442,68
3.817,73
29.269,33
CAPITULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
MATHEUS F. 2011
CAPITULO VI
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1 CONCLUSIONES
1. Del levantamiento topográfico de la finca “Estapape” se concluye que cuenta con
una superficie total de 5,003 ha, de las cuales todas son regables, la parcela
seleccionada es de 2,36 ha, apta para plantar cultivos hortícolas de piso alto.
2. Los análisis de suelo de la finca presentan un textura media predominando suelos
Franco-Arenosos, con unas infiltraciones básicas de 0,79 cm/h, 3,18cm/h y 3,50
cm/h, seleccionando para el diseño la de 3,5 cm/h.
3. Los suelos de la zona de estudio presentan ph en un rango de 4 a 5,8, lo que
muestra que son muy ácidos.
4. El estudio de la demanda hídrica de la zona mediante el balance hídrico, se logra
apreciar que para el cultivo de la papa (Solanum tuberosum) existe déficit durante
los meses de junio, julio y diciembre, sin embargo, el riego se programará para
todo el año debido a que la precipitación es un fenómeno variable.
5. El suministro de agua de la finca proviene de la quebrada Estapape, la cual surte
sin almacenamiento, a la finca, a través de una aducción de 6”, siendo el caudal
promedio en periodo de estiaje de 35, 8 l/s, según los aforos realizados
6. El agua que abastece la finca “Estapape” es de excelente calidad, de baja
salinidad y puede ser usada en la mayoría de los suelos, garantizando una
elevada productividad de los cultivos, usando las técnicas adecuadas de riego.
7. La fuente de abastecimiento de agua, su caudal las características físicas de las
suelos, el cultivo, la topografía y la preferencia del productor, favorecieron la
selección del método de riego por aspersión.
8. Se realizó el diseño agronómico para el cultivo papa (Solanum tuberosum), y el
hidráulico se elaboró para la parcela dividida en dos sectores, acordes con la
pendiente y la amplitud de la parcela.
[74]
CAPITULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
MATHEUS F. 2011
9. El diseño agronómico se resume en el cálculo de los siguientes parámetros:
lámina almacenable 43.512 mm, umbral de riego 40%, lámina neta 17,40 mm,
lámina bruta 24,55 mm, frecuencia de riego 5 días, días de riego 4 días, tiempo de
riego 3,5 horas.
10. El diseño hidráulico se resume en el cálculo de los siguientes parámetros:
Aspersor Costa RC 160 con un diámetro de mojado de 27,6 m. Tanto para el
Sector 01 como para el sector 02 la separación entre laterales es de 18 m y entre
aspersores es de 12 m, el diámetro de las tuberías laterales es de 50 mm y el de
las tuberías secundarias es de 75 mm.
11. La tubería que surte a la secundaria en ambos sectores ya existe en el campo, el
diseño se adapto a esa condición, por tanto en ninguno de los sectores se diseño
la tubería principal.
12. La inversión inicial para instalar el sistema de riego por aspersión, sumando los
costos de producción del primer ciclo del cultivo es de BsF 125.892,7, que según
el cambio oficial vigente equivalen a $ 29.269,33.
6.2 RECOMENDACIONES
1. Aplicar cal agrícola para corregir los problemas de acidez que presentan los
suelos en el sector.
2. Aplicar apropiadamente la dosis de abono orgánico para evitar el problema de
acidez.
3. El proyecto elaborado tiene un funcionamiento hidráulico adecuado por lo cual se
recomienda su ejecución sin ningún tipo de riesgo.
4. La calidad del agua que surte a la Unidad de Producción “Estapape” es tal que el
productor podría plantearse a futuro el envasado de la misma con fines de
comercialización.
[75]
BIBLIOGRAFIA
MATHEUS F. 2011
BIBLIOGRAFIA
AROCHA, S. 1980. Abastecimiento de agua. Ediciones Vega. Caracas,
Venezuela.
BASTIDAS, J. 2007. Nociones de Hidrografía. Consejo de Publicaciones de la
Universidad de Los Andes. 1° Edición. Mérida, Venezuela.
CASTAÑON, G. 2000. Ingeniería del riego. Ediciones Paraninfo. Madrid, España.
DOORENBOS, J. y KASSAM, A. 1980. Efecto del agua sobre el rendimiento de
los cultivos. Estudio FAO: Riego y drenaje N° 33. Roma, Italia.
GARCIA, 2001. Contabilidad de costos. Editorial Mundial. D.F., México.
GARCIA, I. y Briones, G. 1977. Sistema de riego: por aspersión y goteo. Editorial
Trillas. México.
GRASSI, C. 1977. Operación y conservación de sistemas de riego. Material de
enseñanza CIDIAT. Mérida, Venezuela.
__________ 1984. Métodos de Riego. CIDIAT. Mérida, Venezuela.
__________ 1998. Fundamentos de Riego. CIDIAT. Mérida, Venezuela.
GUROVICH, L. 1985. Fundamentos y diseño de sistema de riego. IICA. San José,
Costa Rica.
HARGREAVES, G. y Merkley, G. 2000. Fundamentos del riego. Wáter Resources
Publications, LLC. Denver Colorado, U.S.A.
HERNANDEZ, O. 1992. Manual de riego por aspersión. UCV. Caracas,
Venezuela.
[76]
BIBLIOGRAFIA
MATHEUS F. 2011
KELLER; J. 1983. Manual de diseño de sistema de riego por aspersión y goteo.
Utah, U.S.A.
Manual de AMES, 1962
Manual de Riego Agrícola. 2006 Editorial Trillas, México
Manual para la Educación Agropecuaria. 2.006, riego y Drenajes. Editorial Trillas,
México
PEREZ, F. 1981. Demandas de agua por los cultivos. Material de enseñanza.
UCV. Maracay, Venezuela.
PRICE, G. 1973. Análisis económico de proyectos agrícolas. Editorial ASBA. Lima,
Perú.
TREZZA, R. 2009 Apuntes tomados en clases presenciales de la materia Riego y
Drenaje I. ULA – NURR. Trujillo, Venezuela.
WITHERS B, Vipond S. 1978. El Riego: diseño y practica. Editorial Diana, México
BIBLIOGRAFÍA ELECTRÓNICA
Conductividad eléctrica disponible en la página web:
http://mct.dgf.uchile.cl/AREAS/medio_mod1.1.htm
[77]
(16 de junio de 2.011)

DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN

Transcripción

Documentos relacionados

plan de riego cuenca del aconcagua

INYECTORES DE FERTILIZANTE

Riego tecnificado