Texto de Fertirrigacin

UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERA AGRONMICA

TEXTO DE FERTIRRIEGO

DOCENTE: ING. M. Sc. ALBERTO C. GUTIRREZ A.

2014INTRODUCCINEl Ingeniero Agrnomo, el estudiante o el agricultor, antes de la planificacin, diseo del mtodo de riego o de determinar las necesidades de riego de sus cultivos, y el empleo de los fertilizantes a travs de la irrigacin, debe contestarse algunas preguntas fundamentales como:

Cunto regar?

Cul es la dosis de riego por aplicar?

Cundo regar?

Cul es el intervalo de riego?

Cmo regar?

Cul mtodo de riego seleccionar?

Porqu regar?

Qu beneficios pretende obtener del riego?.

Las respuestas correctas a estas preguntas permitirn hacer un uso racional y eficiente del agua y de los fertilizantes y evitar el riego en exceso o en deficiencia, condiciones que han de repercutir negativamente sobre el suelo los fertilizantes y el rendimiento de los cultivos.

La prctica del riego consiste esencialmente en reponer al perfil del suelo, el agua consumida por el cultivo. Este concepto se basa en un conocimiento de las relaciones suelo-agua-planta- atmsfera y en el clculo de las necesidades de riego de los cultivos a partir de datos pertinentes sobre el suelo, el clima, el cultivo y el mtodo de riego. La intencin es exponer en forma clara, ordenada y concisa los parmetros que integran la determinacin del rgimen de riego de los cultivos.

Con este fin se abarca campos muy diversos, y por lo tanto se ha dividido este manual en tres captulos:

El primero trata de los factores que influyen sobre el rgimen de riego, principalmente las propiedades fsicas e hdricas del suelo, las caractersticas del mtodo de riego, y de los cultivos.

El segundo enfoca el procedimiento para calcular la dosis de agua y el intervalo de riego, para determinar la demanda de agua durante el periodo de mximo consumo, y el caudal o descarga horaria, que sirven de base para la seleccin del equipo de bombeo y el diseo de las redes de riego.

En el tercer captulo se halla lo referente a la fertirrigacin, fertilizantes utilizados en las soluciones, dispositivos para la aplicacin y controladores de riego.

Se incluye numerosos datos y tablas de notoria utilidad en la prctica cotidiana del riego. Para facilitar la comunicacin entre estudiantes y lectores, y a fin de evitar graves errores en planeacin y en el manejo de mtodos de riego a presin,

CAPITULO I

Factores que Influyen sobre el Rgimen de Riego

Existen varios factores que influyen sobre el rgimen de riego tales como el suelo y sus propiedades fsicas, el potencial hdrico del suelo, el perodo vegetativo del cultivo, las condiciones climticas y el mtodo de riego. El conocimiento de estos factores permite determinar el rgimen de riego adecuado en cada cultivo a fin de obtener rendimientos ptimos.

1. Factores del suelo

1.1 Propiedades Fsicas del Suelo

1.1.1. Peso Especfico Aparente (Pea)

El peso especfico aparente (Pea), es el peso seco por unidad de volumen del suelo, en el cual se incluye el volumen ocupado por las partculas slidas y el volumen de los poros, se lo calcula con la (-1.1 y en la Tabla 1 1 se presentan valores tpicos del Pea.

TABLA 1-1

Valores representativos del Peso especfico aparente de los suelos

MATERIALPESO ESPECFICO

APARENTE

( g/cm3 (

Pomina - Escoria volcnica0.80 - 0.90

Suelo Arcilloso1.20 - 1.30

Suelo Arcillo-Arenoso1.25 - 1.35

Suelo Franco-Arcilloso1.20 - 1.40

Suelo Franco1.34 - 1.50

Suelo Franco-Arenoso1.40 - 1.60

Suelo Arenoso1.55 - 1.80

Fuente: Fuertes J. L. 20031.1.2 Peso Especfico Real de las Partculas (Per)

El peso especfico real, es el peso seco por unidad de volumen de las partculas slidas del suelo, ((-1.2).

El peso especfico de las partculas minerales del suelo es = 2.6 g/cm3. La presencia de materia orgnica reduce este valor.

1.1.3. Porosidad (P)

Es el volumen ocupado por los poros del suelo. Se la expresa como un porcentaje del volumen total del suelo. La porosidad de los suelos minerales vara entre el 35 % y un 60%.

Se debe considerar por separado los poros de mayor dimetro, los macro poros, y los micro poros ((-1.4), existiendo una relacin entre la porosidad y la capacidad de campo. Se considera que la humedad a capacidad de campo (Cc) el micro poros est llenos de agua.

1.1.4 Textura del Suelo o Granulometra.La textura expresa el porcentaje, en base del peso de cada una de las tres fracciones del suelo. La clasificacin de la textura segn la Sociedad Internacional de la Ciencia del Suelo agrupa a las partculas del suelo en fracciones de acuerdo a su dimetro, Tabla 1-2.

TABLA 1-2

Clasificacin de la textura del suelo.

FRACCIONES DEL SUELODIMETRO EQUIVALENTE DE LAS PARTCULAS

(mm)

Arena muy gruesa2.00 1.00

Arena gruesa1.00 0.50

Arena media0.50 0.25

Arena fina0.20 0.02

Arena muy fina0.02 0.05

Limo 0.02 0.002

Arcilla Inferior a 0.002

Fuente: Fuertes J. L. 2003La textura del suelo se determina por medio del anlisis mecnico. Se toman en cuenta nicamente las fracciones con dimetro inferior a 2 mm. El anlisis comprende tres etapas:

Separacin de las partculas minerales (ligadas generalmente por materia orgnica, por cationes de Calcio o por xidos de Hierro).

Preparacin de una solucin estable del suelo, donde las partculas se encuentran en suspensin.

Sedimentacin de las partculas del suelo.

La sedimentacin de las partculas finas se rige por la ley de Stokes la cual expresa la relacin entre la velocidad de decantacin, en un liquido, de una partcula esfrica y el dimetro de dicha partcula.

Existen varios mtodos para separar las partculas de acuerdo a su tamao. El comnmente empleado por los laboratorios de suelo es el mtodo del Hidrmetro de Boyoucous, con el cual se determina el peso especfico de la solucin del suelo a espacios prefijados. Ya que dispone de una calibracin directa en porcentaje de las partculas.

De acuerdo al porcentaje (en base del peso) en cada fraccin del suelo, se definir la textura de este, recurriendo al Triangulo de Textura (Fig. 1.1)

Figura 1.1

Triangulo de la clasificacin de la textura del suelo

1.1.4. Estructura.

Es la forma en la cual las partculas que conforman el suelo se asocian entre si, formando agregados y creando as la estructura del suelo. Las estructuras granular, prismtica y de bloques son las mas favorables para las plantas. Cuando se realizan labores agrcolas en exceso: aradas, rastras, en condiciones agrcolas excesivamente hmedas, la estructura del suelo se deteriora rpidamente. En consecuencia se reduce la aireacin del suelo y se dificulta la filtracin y la percolacin del agua en el suelo.

Tambin un alto contenido de sodio en el complejo de intercambio ocasiona un deterioro de la estructura del suelo. Por el contrario una abundancia de calcio favorece la floculacin de los coloides y en consecuencia estabiliza la estructura. Los suelos de buena estructura gozan de alta porosidad y por este motivo gozan de una buena aireacin.

Por estos motivos, la estructura juega un papel muy importante en la productividad de los suelos. La Figura 1.2 muestra algunas estructuras caractersticas de los suelos.

1.2. Estados de Humedad del SueloLa determinacin de la capacidad de almacenamiento de agua en el suelo es de vital importancia para estimar calcular la lamina de agua que puede estar a disposicin de los cultivos. Los conceptos empleados a continuacin se ilustran en la Fig. 1.3

1.2.1. Determinacin del contenido de humedad del suelo por el mtodo gravimtrico. El mtodo gravimtrico permite determinar el contenido de humedad a fin de obtener tanto los datos fijos de la capacidad de campo y del punto de marchitez permanente del suelo, para determinar el rgimen de riego durante el periodo vegetativo del cultivo.

Para obtener tal informacin es necesario retirar muestras de cada estrata del suelo por medio de barrenos o de sondas. Dichas muestras se lleva al laboratorio donde se determina su contenido de humedad.

En el laboratorio se pesan las muestras hmedas (Wh) y luego se pone a secar al horno a 105C por 24 horas (para un suelo ligero) y hasta 72 horas (para un suelo pesado). Al sacarlas del horno, se pesan las muestras secas (Ws) y se determina el porcentaje de humedad en base del peso seco de la muestra del suelo, mediante la siguiente frmula ((-1.5)

Conociendo el peso especfico aparente (Pea) del suelo ((-1.1) es posible calcular el porcentaje de humedad a base del volumen con la (-1.6.

En el laboratorio se emplea un formulario para registrar los datos y determinar directamente tanto el contenido de humedad del suelo como el volumen de agua por aplicar en el prximo riego de acuerdo al dficit hdrico calculado, ver Tabla 1-3.

1.2.2. Saturacin.

En condiciones de saturacin, todos los poros del suelo estn llenos de agua y el potencial matricial es igual a cero ( ( m = 0 ).

TABLA 1-3

Formulario para la determinacin de la humedad del suelo y de la dosis bruta de agua para el riego.

Propietario: .. Fecha del ltimo riego:..

Direccin:.. Das a partir del ltimo riego:

Nombre de la propiedad:. Fecha del muestreo: ..

Parcela:. Fecha de entrega de los resultados:..

Cultivo:. Nombre del laboratorio:

Profundidad Radical Efectiva:.. Mtodo de Riego: ...

(DATOSClculosIIIIII

Horizonte (cm)de ade ade a

1Profundidad del Horizon (cm)Nota 1

Muestra NmeroNota 2123123123

2Peso de la muestra hmeda(g)

3Peso de la muestra seca(g)

4Peso neto del agua (g)(2)-(3)

5% de humedad a base

del peso seco100*(4)

(3)

6% de humedad a base del peso seco promedio / capaSuma(5)3

7Peso especifico aparente del suelo (g/cm3)Nota 3

8% de humedad a base del volumen del suelo(6)*(7)

9% de humedad a Capacidad de Campo (% del volumen)Nota 4

10Dficit neto lmina (mm) promedio por capa((9)-(8))*(1)

10

11Dficit neto total, lmina (mm)Suma (10)

12% del dficit por aplicar en el riegoNota 5

13Lmina neta (mm)(11)*(12)

14Eficiencia del riego (%)Nota 6

15Lmina bruta (mm)100*(13)(14)

16% del rea bajo riegoNota 7

17Dosis bruta de agua de riego (m3/Ha)(15)*(16)10

NOTAS:

1. Durante el muestreo se ha de tomar en consideracin la profundidad radicular efectiva del cultivo.

2. Para cada capa se retiran muestras de 3 diferentes sitios de la parcela.

3. El peso especfico aparente del suelo se determina de antemano.

4. El valor del % de humedad a Capacidad de Campo se determina de antemano.

5. El % del dficit por aplicar en el riego se determina por separado.

6. La eficiencia del mtodo de riego se determina por separado.

7. El % del rea bajo riego se determina de antemano.

EJEMPLO DE UTILIZACIN TABLA 1-3

Formulario utilizado para riego rutinario no para diseoPropietario: ..................................UTA Fecha del ltimo riego: .........5 de Mayo Direccin:....Va Cevallos-Quero Km 3 Das a partir del ltimo riego...........10

Nombre de la propiedad:. .Querochaca Fecha del muestreo: ................7 de MayoParcela: ................................. Lote ( 5 Fecha de entrega de los resultados:. 17-5Cultivo: .......................................Pasto Nombre del laboratorio: .................xxxxxxProfundidad Radicular Efectiva: 0.9 m Mtodo de Riego:....................Aspersin(DATOSClculosIIIIII

Horizonte (cm)de: 0 a 35de: 35 a 65de: 65 a 90

1Profundidad del Horiz. (cm)Nota 1353025

Muestra NmeroNota 2123456789

2Peso de la muestra hmeda(g)68.776.581.862.459.660.474.371.269.9

3Peso de la muestra seca(g)61.869.172.956.052.254.567.363.962.5

4Peso neto del agua (g)(2)-(3)6.97.48.96.47.45.97.07.37.4

5% de humedad a base

del peso seco100*(4)

(3)11.210.712.211.414.210.810.411.411.8

6% de humedad a base del peso seco promedio / capaSuma(5)311.412.111.2

7Peso especifico aparente del suelo (g/cm3)Nota 31.41.51.55

8% de humedad a base del volumen del suelo(6)*(7)16.018.217.4

9% de humedad a Capacidad de Campo (% del volumen)Nota 4) 25.023.022.0

10Dficit neto lmina (mm) promedio por capa((9)-(8))*(1)

10 31.514.411.5

11Dficit neto total, lmina (mm)Suma (10)57.4

12% del dficit por aplicar en el riegoNota 5100

13Lmina neta (mm)(11)*(12)57.4

14Eficiencia del riego (%)Nota 675

15Lmina bruta (mm)100*(13)(14)76.5

16% del rea bajo riegoNota 7100

17Dosis bruta de agua de riego (m3/Ha)(15)*(16)10765

NOTAS:

1. Durante el muestreo se ha de tomar en consideracin la profundidad radicular efectiva del cultivo.

2. Para cada capa se retiran muestras de 3 diferentes sitios de la parcela.

3. El peso especfico a aparente del suelo se determina de antemano.

4. El valor del % de humedad a Capacidad de Campo se determina de antemano.

5. El % del dficit por aplicar en el riego se determina por separado.

6. La eficiencia del mtodo de riego se determina por separado.

7. El % del rea bajo riego se determina de antemano.

1.2.3. Capacidad de Campo (Cc)

El estado de capacidad de campo (Cc) corresponde al contenido de humedad que existe en un suelo despus de una lluvia o de un riego, que a sido saturado, y luego que el exceso de agua (el agua gravitacional) haya drenado o percolado al subsuelo. En condiciones de capacidad de campo se han drenado los macroporos ((-1.4) y nicamente los micro poros del suelo retienen agua.

La determinacin de la capacidad de campo se realiza en el laboratorio, mas el muestreo se hace en el campo. Con este fin se aplica una lmina excesiva de agua (con relacin a la profundidad del suelo) en un rea reducida del terreno (2m x 2m), delimitada por un borde de tierra de 20 a 30 cm de altura. Luego se cubre dicha rea con un plstico para impedir la evaporacin de agua desde la superficie del suelo. Al haber transcurrido 24 horas en suelos arenosos y de 48 a 72 horas en suelos francos y pesados, se construye una calicata y se extraen del centro del rea las muestras de cada una de las estratas del suelo.

Tambin se puede determinar el contenido de humedad de un suelo empleando la olla ( cmara) de presin (Fig. 1-4). La capacidad de campo representa la cantidad de agua remanente en una muestra de suelo, inicialmente saturada, la cual a sido expuesta a una presin de 1/3 atmsfera durante tiempo suficiente para alcanzar equilibrio dentro de la olla de presin.

En el campo los suelos alcanzan esta condicin solo momentneamente. Esto se debe a que mientras el exceso de agua est aun drenando lentamente en las capas mas profundas del suelo, parte del agua disponible de las capas superficiales esta siendo evaporada desde el suelo o transpirada por las plantas. Determinar cuando el perfil tiene una capacidad de campo promedio es difcil precisar, especialmente en suelos arcillosos.

La determinacin de la capacidad de campo in situ se realiza delimitando un rea de muestro de 4 m2 en uno o varias sitios representativas del terreno con bordes de madera o tierra para facilitar la filtracin del agua. Posteriormente se humedece el suelo en forma progresiva hasta saturacin, y se cubre con algn material impermeable como plstico para evitar la evaporacin.

El tiempo que transcurre entre la aplicacin del agua y el momento en que se alcanza la capacidad de campo depende de La Textura del suelo, principalmente, varia de uno a tres das. Para suelos arcillosos se puede iniciar el muestreo 72 horas despus de la saturacin, en francos 48 horas despus y en arenosos 24 horas.

El contenido de humedad se determina por el mtodo gravimtrico, con tensimetros o con la sonda de neutrones. Posteriormente se realiza un grafico ubicando el contenido de humedad en las ordenadas y el tiempo en las abscisas. Con este grfico es posible determinar el porcentaje de humedad correspondiente a la capacidad de campo de cada estrato definido, la cual se obtiene en el momento en que la curva se estabiliza.

La determinacin de la capacidad de campo en el laboratorio se realiza saturando muestras no disturbadas a la profundidad deseada, las cuales se someten a una succin entre 0.1 y 0.3 bares (0.1 para suelos arenosos y 0.3 para suelos arcillosos). Esas muestras se pesan, luego se secan en una estufa a 105 C y se vuelven a pesar, obtenindose el porcentaje de humedad gravimtrica de acuerdo a la siguiente ecuaci6n:

Cc = (Psh - Pss) / Pss x 100

Donde:

Psh = Peso de la muestra de suelo hmedo (g) a 0.1 - 03 bares

Pss = Peso de la muestra de suelo seco (g), a 105 CSe puede utilizar la frmula emprica de Peele, para el clculo de la capacidad de Campo:

CC= 0,48Ac + 0,162 Lm + 0,023 Ar + 2.62

1.2.4. Punto de Marchitez Permanente (Pmp)

Corresponde al lmite inferior de humedad aprovechable por las plantas. Se determina con la olla de presin, exponiendo las muestras del suelo a una presin de 15 atmsferas y luego se determina la cantidad de agua remanente en la muestra del suelo. Tambin es posible determinar el punto de marchitez por el mtodo fisiolgico el cual consiste en determinar la cantidad de agua remanente en una maceta cuando una planta de girasol llega a la marchitez permanente.

Por debajo de este umbral, las fuerzas de succin de las clulas de las races son insuficientes para extraer el agua retenida por el suelo.

En un da seco y soleado, una planta con la raz, puede transpirar excesivamente y marchitarse temporalmente, an cuando la humedad del suelo sea de 1 a 2 bares (agua realmente disponible). Sin embargo la planta se recupera fcilmente durante la noche cuando las prdidas por transpiracin son mucho menores. Por contraste con esta marchitez temporal el punto de marchitez indica la baja disponibilidad de humedad en tales condiciones las plantas marchitas no se recuperan, a menos que se agregue agua al suelo.

Las plantas de diferentes especies y aun de diferentes variedades y cultivares tienen distinta capacidad para extraer agua del suelo, para resistir deficiencias hdricas. Por esta razn, la succin de 15 bares, considerada generalmente como punto de marchitez, es un promedio de poca rigurosidad tcnica y cientfica.

La determinacin del punto de marchitez en el laboratorio se realiza en forma similar a la indicada para la capacidad de campo, solo que en este caso las muestras son sometidas a una succin de 15 bares, este valor es solo un indicador general del lmite inferior de humedad del suelo a la que la planta puede extraer agua.

El punto de marchitez se expresa como un porcentaje en base al peso seco del suelo. Para fines prcticos se considera la relacin entre Pmp y Cc de 1/1.8 a 1/2.2.

Brigg, propone la Ecuacin para determinacin del Pmp. En relacin a los porcentajes de arena, limo y arcilla

PMP = 0,302 Ac + 0,102 Lm + 0,0147 Ar

1.2.5. Agua disponible en porcentaje del volumen (AD)

Corresponde al mximo porcentaje de la humedad del suelo que puede ser utilizado por las plantas y expresa la cantidad de agua que un suelo puede almacenar entre los lmites de capacidad de campo y el punto de marchitez permanente.

Las Figuras 1.3 y 1.5 presentan los estados de humedad del suelo y el porcentaje del agua disponible (agua til) en funcin de la textura del suelo.

El agua disponible se expresa en porcentaje del peso seco del suelo, y se calcula con la (-1.7.

Una gran diversidad de factores influyen sobre la disponibilidad del agua del suelo a las plantas, tales como la distribucin, profundidad y actividad del sistema radicular, uso consuntivo de la planta (evapotranspiracin), tensin de humedad del suelo y su conductividad capilar.

1.2.6. Clculo del Volumen de Agua Disponible por Hectrea a la profundidad radicular Efectiva (ADzr)

a) Agua disponible en porcentaje del volumen (AD)

Pea

(-1.7 AD (%v) = Cc - Pmp x

Pew

b) Lmina de agua disponible en una capa de un metro de profundidad (LDm)

c) Volumen de agua disponible en una capa de un metro de profundidad (Dm)

d) Lmina de agua disponible a la profundidad z (LDz)

e) Volumen de agua disponible a la profundidad z (VDz)

f) Lmina de agua disponible a la profundidad radicular efectiva (LDzr)

Es posible calcular directamente la lmina de agua disponible LDzr, con la formula -1.13 frmula expres

g) Volumen de agua disponible a la profundidad radicular efectiva (VDzr)

1.2.7. Datos sobre las Propiedades Fsicas de los Suelos.

En la Tabla 1-4 presentamos algunos datos representativos de las propiedades fsicas del suelo clasificados segn su textura.

TABLA 1-4

Textura del sueloVelocidad de Infiltracin Bsica*Volumen Poroso TotalPeso Especifico Aparente

PeaCapacidad de Campo

CcPunto de Marchitez Permanente

PmpAgua Disponible

% del volumenCapa de 1 metro

(mm/h)(P%)(g/cm3)(%w)(%w)(%v)(m3/Ha/m)

Arenosa50

( 25 250 )

38

( 32 42 )1.65

( 1.55 1.80 )9

( 6 12 )4

( 2 6 )8

( 6 10 )800

( 600 1000)

Franco Arenosa25

( 13 76 )43

( 40 47 )1.50

( 1.40 1.60 )14

( 10 18 )6

( 4 8 )12

( 9 15 )1200

( 900 1500 )

Franca

14

( 8 20 )46

( 43 49 )1.42

( 1.34- 1.50 )22

(18 26 )10

( 8 12 )17

( 14 20 )1700

( 1400 2000 )

Franco Arcillosa8.5

( 2.5 15 )49

( 47 51 )1.35

( 1.30 1.40 )27

( 23 31 )13

( 11 15 )19

( 16 22 )1900

( 1600 2200 )

Arcilloso Arenoso

4

( 3 5 )51

( 49 53 )1.30

( 1.25 1.35 )31

( 27 35 )15

( 13 17 )21

( 18 23 )2100

( 1800 2300 )

Arcillosa0.5

( 0.1 1 )53

( 51 55 )1. 25

( 1. 20 1. 30 )35

( 31 39 )17

( 15 19 )23

( 20 25 )2300

( 2000 2500)

Datos representativos de algunas propiedades fsicas del suelo, segn su textura.

*Los rangos de la velocidad de infiltracin bsica exceden los datos presentados, y varan con la estructura del suelo y su estabilidad.

1.2.8. Ejemplos

a) Ejemplo 1 En un suelo de perfil uniforme.

Calcular el volumen de agua disponible por hectrea en un suelo de perfil uniforme, en funcin de la profundidad radicular efectiva del cultivo, a base de los siguientes datos

DATOS

Cc22.0(%ws)

Pmp10.0(%ws)

Pea1.42(g/cm3)

Pew1.0(g/cm3)

Zr0.30(m)

Agua disponible (en % del volumen) (AD - %v)

Pea

-1.7 AD = Cc - Pmp x

Pew

1.42

AD = 22.0 - 10.0 x = 17.04 (% v )

1.0

Lmina de agua disponible en una capa de un metro de suelo (LDm - mm de agua/metro de suelo).

-1.8 LDm = AD x 10

LDm = 17.04 x 10 = 170.4 mm/m

Volumen de agua disponible en una capa de un metro de profundidad (VDm -m3/Ha/m de profundidad).

-1.9 VDm = LDm x 10

VDm = 170.4 x 10 = 1704 m3/ha

Lamina de agua disponible a la profundidad radicular efectiva (LDzr --mm/zr).

-1.12 LDzr = LDm x zr =

LDzr = 170.4 x 0.30 = 51.12 mm/zr.

Pea

-1.13 LDzr = Cc Pmp/100 x x zr x 10 =

Pe

LDzr = ( 22.0 - 10.0/100 ) x ( 1.42/1.0 ) x 0.30 x 10 = 51.12 mm/zr

Volumen de agua disponible a la profundidad radicular efectiva (VDzr -m3/Ha/zr)

-1.14 VDzr = LDzr x 10

VDzr = 51.12 x 10 = 511.2 m3/Ha/zr.b) Ejemplo 2 en un suelo con capas de diferentes texturas.

Calcular el volumen de agua disponible por hectrea en un suelo de perfil variable, en funcin de la profundidad radicular efectiva del cultivo, a base de los siguientes datos.

DATOS

Horizonte

Nm

de - a

Espesor de la Horizon

Textura

Cc

(%)

Pmp

(%)

Pea

(cm)

(m)

(%ws)

(%ws)

(g/cm)

1

0 - 25

0.25

Fr - Are

14

6

1.50

2

25 - 35

0.10

Fr.

22

10

1.42

3

35 - 75

0.40

Fr Arc

27

13

1.35

4

75 - 110

0.35

Arc

35

17

1.25

Pew = 1.0 ( g/cm3 )

Zr = 0.80 ( m )

(%) Porcentaje a base del peso seco del suelo.

Arc = Arcilloso; Are = Arenoso; Fr = Franco

Se calcula con la -1.13 para cada una de las capas de espesor z, hasta la profundidad radicular efectiva, zr.

Pea

LDzr (mm/zr) = Cc Pmp/100 x x zr (m) x 10

Pew

Lmina disponible a la profundidad radicular efectiva (z = 0.80 m )

Cc - Pmp*Pea*zmm/capa

( 14 6 )

( 22 10 )

( 27 13 )

( 35 17 )*1.50

*1.42

*1.35

*1.25*0.25

*0.10

*0.40

*0.05*10

*10

*10

*10= 30.00

= 17.04

= 75.60

= 11.25

LDzr ( 0 0.80 ) = 133.89 ( mm )

-1.13 VDzr = LDzr * 10 =

VDzr = 133.89 * 10 = 1338.9 m3/Ha/zr

1.3. El potencial hdrico del suelo -

Es indispensable tener conocimiento del estado termodinmico (energtico) del agua en el suelo y no solamente su estado esttico y cuantitativo. El conocimiento del estado energtico del agua en el suelo nos permite saber si el agua se encuentra en equilibrio o est en flujo.

La energa potencial del agua es de particular importancia ya que es funcin de su posicin, de la atraccin que ejerce la fase slida del suelo, de concentracin de sales en la solucin del suelo y de la temperatura.

La energa potencial se define en relacin a una condicin estndar de referencia. Para describir el estado energtico del agua en el suelo se toma como estado de referencia agua pura y libre a una cota determinada; a la temperatura ambiente y a presin de una atmsfera. El potencial del agua en estas condiciones tiene un valor de cero.

El potencial del agua del suelo, segn la definicin de la Sociedad Internacional de la Ciencia de Suelos, de 1963, es la cantidad de trabajo que es preciso invertir para transportar reversible e isotrmicamente una unidad de agua desde la condicin estndar de referencia al punto del suelo en consideracin.

En la prctica, el suelo absorbe al agua libre en el momento en que ambos hacen contacto. Por este motivo el potencial del agua en un suelo no saturado es negativo. En otras palabras, no se requiere de trabajo alguno para transportar agua desde el punto de referencia a un punto del suelo no saturado ya que este proceso se realiza espontneamente, con liberacin de energa. Por el contrario, para extraer agua de un suelo se requiere una fuente de energa.

1.3.1. Unidades de Potencial Hdrico.

El potencial se puede medir, en trminos de trabajo por unidad de masa, siendo la unidad ms comn el Julio/Kg., (Joule/Kg) o bien en trminos de trabajo por unidad de volumen:

La presin se mide en unidades de fuerza/rea 1 bar = 1 000.000 dinas / cm2

1 atmsfera = 76cm Hg = 1 013.000 dinas/cm2 = 1,033 Kgf/cm2 =1,013 bar = 10,33 m.C.E.

1 bar= 0987 atm = 1,019Kg/cm2 = 10,19m C.E. = 14,498 p.s.i.

1Kg/cm2 = 0,981 bar = 0,968atm = 10,0 m C.E.

1 p.s.i. = 0,0703 Kg/cm2 = 0,0690 bar

El pF es el logaritmo a base de 10, de altura, h, en cm.., de una columna de agua (pF = log10 (h) ). Por lo tanto:

Para h = 10 m 1000 cm; ---- log10 (1000) = 3 ----- pF = 3

El potencial matriz del agua en el suelo, o bien es cero (a saturacin), o bien tiene un valor negativo., al ser inferior al potencial de una gota de agua libre que se encuentra en la cota de referencia.

Se emplean trminos: Tensin del Agua los cuales son idnticos al potencial matriz y se miden en las mismas unidades, mas tienen signo positivo (-1.15).

1.3.2. Componentes del Potencial Hdrico.

El agua del suelo se encuentra bajo la influencia de diferentes fuerzas tales como: la fuerza de gravedad, la fuerza de atraccin que ejerce la fase slida sobre las molculas del agua (adsorcin), la capilaridad y la presin atmosfrica. El potencial del agua es la suma de los potenciales parciales debidos a estos factores.

Los componentes del potencial total del agua ( ) en unidades de presin, estn dados por la formula -1.16.

Desde el punto de vista del riego, los componentes mas importantes son el potencial matriz y el potencial gravitacional y desde el punto de vista del drenaje lo es el potencial de presin.

a) Potencial matriz (potencial capilar).

El agua se encuentra en movimiento, o es retenida por el suelo, principalmente por las fuerzas fsicas de la adhesin, de la cohesin y de la gravedad.

La adhesin expresa la fuerza con la cual la superficie de las partculas del suelo atrae a las molculas del agua, mientras que la cohesin representa la fuerza de atraccin mutua entre las molculas del agua.

El potencial matriz (m), en un suelo no saturado, expresa la resultante de ambas fuerzas.

Al potencial matriz tambin se lo denomina potencial capilar.Se considera al suelo como un sistema capilar con capilares irregulares y de distintos dimetros: los poros del suelo, que constituyen los espacios entre las partculas del suelo, las cuales se agrupan al azar.

El movimiento del agua en el capilar se debe a la adhesin, la cual se expresa por el ngulo de contacto entre las partculas del suelo y las del agua y la cohesin la cual se manifiesta en la tensin superficial del agua.

El potencial capilar, es de valor negativo, tambin se denomina succin capilar (del mismo valor numrico, mas de signo positivo).

Dicho potencial se mide por la altura a la cual asciende el agua en un tubo vertical (capilar) en equilibrio hidrosttico (Fig.1.6). la presin en los puntos A y B es la atmosfrica, mas en el punto C, la presin es inferior a la atmosfrica. Esta presin negativa, o succin en el punto C, es inversamente proporcional al dimetro del capilar o al de los poros del suelo. Por este motivo el agua asciende a una altura mayor en suelos con poros de reducido dimetro (suelos arcillosos) que en suelos que tienen poros de mayor dimetro (suelos arenosos).

b) Potencial gravitacional.

El agua del suelo se encuentra bajo la influencia de la fuerza de gravedad que ocasiona su movimiento vertical hacia las capas ms profundas del suelo.

En los suelos ligeros, el potencial gravitacional predomina sobre el potencial matriz y viceversa en los suelos pesados.

Este fenmeno se manifiesta particularmente en la forma del bulbo hmedo creado por el riego por goteo. En los suelos ligeros el bulbo es mas alargado que en los suelos pesados.

d) Potencial osmtico.

En condiciones de salinidad tambin se ha de tomar en consideracin el potencial osmtico ocasionado por las sales disueltas en el agua del suelo, el cual vara con el estado de humedad del suelo.

Existe una relacin entre el potencial osmtico del extracto de saturacin (oe, en atmsferas) y la conductividad elctrica del mismo extracto (CEe en mmhos/cm o en deciSiemens/metro), vea la (-1.18).

d) Potencial de presin.

En un suelo saturado, por ejemplo: por debajo del nivel fretico, el potencial matriz es nulo ya que el agua se encuentra a una presin superior a la atmosfrica.

Bajo estas condiciones el Potencial total () equivale a la suma del potencial de la presin (p) y el potencial gravitacional (g), respecto a una cota de referencia preestablecida.

1.3.3. La Curva de Retencin de la Humedad por el Suelo.

La relacin entre el contenido de humedad de un suelo y su potencial matriz (tensin de humedad) se expresa grficamente por una curva denominada Curva de Retencin de la Humedad del Suelo. Cada suelo tiene una curva de retencin caracterstica, la cual esta en funcin de su textura y de la estructura. (Fig. 1.7; Fig. 1.8 y 1.10).

La tensin del agua en el suelo se expresa comnmente en unidades de tensin (atmsfera, bar, centibar y milibar) o en centmetros de columna de agua.

Para obtener la curva de retencin de la humedad de un suelo en el laboratorio se aplica una succin o una presin predeterminada a una muestra del suelo. Luego se determina el contenido de humedad por el mtodo gravimtrico. Comnmente se determina la tensin de la humedad del suelo mediante la olla de presin (Fig. 1.4).

La tensin de la humedad en un suelo a capacidad de campo alcanza de 0.10 a 0.33 atmsferas, (pF = 2 a 2.4), mientras que en el punto de marchitez permanente llega a 15 atm. (pF = 4.2).

Dentro del rango de 0 a 80 centibares es posible medir la tensin de la humedad en el suelo por medio de un tensimetro.

Tanto la textura como la estructura afecta a la retencin del agua por el suelo. A un potencial (o tensin) determinado, un suelo ligero retiene menos agua que un suelo arcilloso, ya que este posee un mayor volumen total de poros de reducido dimetro (vea la Fig. 1.8).

La Figura 1.9 muestra que, por ejemplo, a una tensin de 0.5 atm en un suelo arenoso se ha agotado un 80% del agua disponible a las plantas, mientras que en un suelo arcilloso, que se encuentra a la misma tensin, no se ha agotado ms que un 20% del agua disponible.

La Figura 1.10. muestra el efecto positivo de los agregados. A saturacin (m = 0 ) los suelos bien agregados, los de buena estructura, retienen mas agua.

1.3.4. Histresis.

El fenmeno de la histresis influye sobre la curva de retencin del agua por el suelo: A una determinada tensin de humedad (m), el suelo retiene un mayor volumen de agua (v) durante el desecado que en la humectacin en el proceso de mojado (Fig. 1.11).

Ya que en la prctica los cultivos retiran el agua de un suelo que se seca paulatinamente, las curvas de retencin de agua que se obtienen sobre muestras del suelo en el laboratorio se elaboran a base de suelos inicialmente saturados, los cuales se van desecando debido a la succin (o presin) a la cual se ven sometidas.

1.4. El flujo de Agua en el Suelo.

La velocidad de flujo del agua de un punto a otro de un suelo saturado depende de dos factores la diferencia en potencial total () del agua entre ambos puntos y la resistencia de la matriz del suelo al flujo.

En un suelo saturado el potencial matriz es nulo; (m = 0) y el potencial osmtico (o) se considera uniforme. Por lo tanto, el flujo depende nicamente de la diferencia en potencial gravitacional ( g): la diferencia en presin hidrosttica entre ambos puntos. Este es el potencial que impulsa el agua a moverse a travs de los poros del suelo desde un punto de elevado potencial a otro de menor potencial. = g.

1.4.1. La Ley de Darcy.

a) En Suelos Saturados.

En un suelo saturado, la velocidad del flujo laminar del agua se rige por la Ley de Darcy, 1956, cuya expresin matemtica es la -1.19.

Al cociente H/L se le denomina gradiente hidrulica, el cual representa la variacin del potencial ( H1 H2 = H) con respecto a la distancia horizontal (L) entre los dos puntos de referencia (a y b) (valor a-dimensional), (Fig. 1.12).

El coeficiente de Darcy, o coeficiente de la conductividad hidrulica a saturacin, Ks, expresa la permeabilidad del suelo en unidades de velocidad, y es directamente proporcional al gradiente hidrulico.

La conductividad hidrulica a saturacin, Ks, depende de la textura del suelo.

El valor de Ks es mayor en suelos arenosos ( Ks = 0.1 a 0.01 cm/s). en suelos francos varia entre 0.001 y 0.0001 cm/s, mientras que en suelos arcillosos la conductividad hidrulica baja a 0.00001 cm/s, Tabla 1-5.

De acuerdo con la -1.19, la conductividad hidrulica a saturacin est dada por:

Ks = v x L/H

Factores adicionales que influyen sobre la conductividad hidrulica del suelo son la temperatura, el porcentaje de Sodio y la concentracin de electrolitos en la solucin del suelo.b) En Suelos no-saturados.

En suelos no-saturados se presentan dos importantes consideraciones: El potencial de presin es nulo: p = 0. por lo tanto el movimiento del agua se debe nicamente al potencial gravitacional y al potencial matriz.

TABLA 1-5

GRADO DE PERMEABILIDAD DEL AGUACONDUCTIVIDAD HIDRULICA

( mm /h )COMENTARIOS

Impermeable< 0.025Suelo impermeable, difcilmente se humedece, inadecuado para riego. Adecuado para la cra de peces en estanques.

Permeabilidad muy baja0.025 a 0.25Suelo inadecuado para drenaje artificial. Peligro de salinizacin por acumulacin de sales.

permeabilidad baja0.25 a 2.5Permeabilidad demasiado baja como para obtener buena aireacin y un desarrollo favorable de las races.

Permeabilidad media2.5 a 25Permeabilidad adecuada. Suelos con buenas condiciones de humedad y aireacin

Permeabilidad elevada25 a 250Caractersticas de los suelos arenosos ( livianos )

Permeabilidad muy elevada>250Caractersticas de las dunas de arena.

Permeabilidad y conductividad hidrulica en diversos suelos

TABLA 1-6

Relacin entre la tensin de la humedad y la conductividad hidrulica de dos suelos.

TENSIN DE LA HUMEDADCONDUCTIVIDAD HIDRULICA

Suelo arenosoSuelo franco

( centibar )( mm/h )( mm/h )

0 muy hmedo

10

20

40

60

80

120

200 + seco65.9

13.0

6.5

3.7

0.24

-

-

0.001214.8

5.1

-

4.3

3.0

1.7

0.21

0.121

El coeficiente de conductividad hidrulica (Kns ) de un suelo dado, no es una constante, sino que varia en funcin de su contenido de humedad ( v ), y llega a su mximo a saturacin ( Ks ), ver Tabla 1-6.

Los valores de Kns se obtienen en el laboratorio con el dispositivo descrito en la Figura 1.13, variando la tensin del agua en funcin de ( H ). Al aumentar H, disminuye el contenido de agua y as tambin Kns.

La Figura 1.4 muestra la conductividad hidrulica en relacin al contenido de humedad en dos suelos diferentes. En el suelo arenoso la conductividad disminuye con el contenido e humedad de manera mas acentuada que en el suelo arcilloso. A elevadas tensiones, Kns es inferior en los suelos arenosos que en los arcillosos, debido al reducido volumen de microporos en el primero.

La Figura 1.15 muestra la relacin que existe entre el gradiente hidrulico (H/L ) y la velocidad del flujo no-saturado ( v ) del agua en el suelo. Observamos que la velocidad del flujo no-saturado es proporcional al gradiente hidrulico mas la conductividad hidrulica, Kns ( ) varia con el contenido de agua y la tensin de la humedad en el suelo ( -1.20 ).

TABLA 1 - 7

Intensidad de precipitacin mxima recomendada para el riego por aspersin, en mm/h , de acuerdo a la pendiente del terreno, la cobertura y el perfil.

PENDIENTE0 - 5%5 8%8 12%>12%

COBERTURAconsinConsinconsinconsin

DESCRIPCIN DEL PERFILIntensidad de precipitacin mxima ( mm/h )

Arenoso. Perfil Homogneo a 1.8 m5050503838252513

Arenoso sobre suelo mas pesado4538322525181810

Franco Arenoso

Ligero. Perfil homogneo a 1.8 m4525322025151810

Franco Arenoso sobre suelo mas pesado321825131810138

Franco Limoso. Perfil homogneo a 1.8 m.25132010158105

Franco Limoso sobre suelo mas pesado15813710483

Arcilloso; Franco Limoso Arcilloso.54433232

Para el diseo del mtodo de riego ha de tomarse en consideracin que, a fin de evitar tanto el encharcamiento como el escurrimiento superficial del agua del riego, la precipitacin ocasionada por el aspersor por el micro aspersor ha de ser inferior a la infiltracin bsica del suelo.

A falta de datos experimentales sobre la velocidad de infiltracin en la parcela por regar, la Tabla 1-7 presenta valores de intensidad de precipitacin mxima recomendados para el riego por aspersin en funcin del tipo de suelo, la topografa y la cobertura vegetal.

1.4.2. Medicin de la Velocidad de Infiltracin I.

Varios factores afectan a la infiltracin del agua al suelo, tales como: el tipo de suelo (textura, perfil y sellamiento superficial), la pendiente del terreno, la preparacin del suelo (arado, rastrada, etc), la compactacin del suelo, su contenido de materia orgnica, las sales del suelo y el mtodo de riego.

Existen varios mtodos para medir la infiltracin del agua al suelo, tales como: surcos infiltrmetros, y el mtodo mas usado, el de Cilindros o Anillos Infiltrmetro (Fig. 1.16).

Para determinar la velocidad de infiltracin por el mtodo del cilindro infiltrmetro se prepara una zanja a la profundidad deseada, la cual permite realizar la prueba con toda comodidad. Se introducen los cilindros al suelo y se realiza el ensayo de infiltracin sobre la primera capa del suelo. A continuacin se retira dicha capa y se colocan los cilindros sobre la capa siguiente. El proceso se repite hasta alcanzar la profundidad deseada. (Fig. 1.16).

Los materiales requeridos son (Fig 1.17):

Un cilindro de 20 cm. de dimetro, en acero galvanizado de 0.5 cm. de espesor y de 30 cm. de altura.

Un martinete para penetrar el cilindro al suelo;

Una tabla de madera fuerte, capaz de cubrir el dimetro del cilindro y a cuyo centro se atornilla una barra de hierro sobre la cual se golpea con el martinete;

Una regla de 30 cm. de longitud y graduada en mm., para medir la altura del agua dentro del cilindro.

Un reloj cronometro; baldes con agua y.

Un plstico que se coloca en el interior del cilindro a fin de evitar la alteracin de la superficie del suelo al inicio del ensayo. Una vez llenado el cilindro con agua, se retira dicho plstico despacio sin provocar remolino. Es conveniente preparar de antemano formularios para el registro del tiempo transcurrido y del nivel del agua dentro del cilindro.

A intervalos fijos de 5 a 10 minutos, se mide la altura del agua dentro del cilindro. Para medir la velocidad de infiltracin del agua al suelo y en funcin de sus caractersticas, se requieren por lo general entre 2 y 4 horas, al trmino de las cuales se llega a una velocidad de infiltracin constante la denominada Infiltracin bsica.

De acuerdo a los datos registrados se calculan los valores de la velocidad de infiltracin ( I ) en cada intervalo ( t ) y luego se grafican los resultados. Cada suelo tiene una curva de infiltracin caracterstica, la cual depende de la textura, estructura y tambin del contenido de humedad (Fig. 1.18).

1.5. Factores del mtodo de Riego.

1.5.1. Influencia del mtodo de Riego sobre el Movimiento del Agua en el Suelo.

El movimiento del agua en el suelo consiste de un nmero de procesos: la infiltracin, el almacenamiento temporal en la zona radicular, el drenaje, la evaporacin y su absorcin por la planta.

El movimiento de agua en el suelo se ve afectado por el mtodo de riego:

1.5.2. Riego por Inundacin.

En el riego por inundacin el agua fluye sobre la superficie del suelo a fin de que se distribuya uniformemente sobre el lote o la melga.

En este caso el agua que se aplica sobre la parte mas elevada del lote, va disminuyendo en volumen a medida que infiltra al suelo, a la vez que va bajando por la pendiente.

1.5.3. Riego por Surcos.

El agua infiltra por el fondo y por los lados del surco. La uniformidad del riego por surcos depende de la relacin entre el avance del agua a lo largo del surco y el movimiento del agua hacia los costados de ste.

La Figura 1.19 muestra el perfil de humedecimiento en el riego por surcos (seccin semi-oval) el cual depende, por lo general, de la forma del surco y del tipo de suelo.

El espaciamiento entre surcos influye sobre el volumen real del suelo mojado (Fig. 1.20). en el riego por surcos la excesiva salinidad del suelo o del agua de riego puede crear graves problemas de germinacin (acumulacin de sales en la superficie y el tope de los lomos).

1.5.4. Riego por Aspersin.

En el riego por aspersin el agua se aplica sobre toda la superficie de la parcela y penetra uniformemente al suelo.

A fin de evitar escurrimiento superficial en el riego por aspersin, es necesario mantener la tasa de aplicacin por debajo de la velocidad de infiltracin bsica del suelo.

Tomando en cuenta la forma en la cual el aspersor distribuye el agua en su alrededor, (Fig. 1.21), se recurre al traslape o superposicin de los aspersores a fin de lograr una aplicacin uniforme del agua sobre el terreno, (Fig. 1.22).

La Figura 1.23 muestra la forma en la cual se aumenta paulatinamente el contenido de agua en el suelo durante el transcurso del riego.

1.5.6. Riego por Goteo.

En el riego por goteo se forma un bulbo hmedo. La accin combinada del potencial matriz (m) y del potencial gravitacional (g) crean la forma caracterstica de este bulbo hmedo (Fig. 1.26).

El tipo de suelo y su estratificacin tambin afectan a la forma del bulbo (Fig. 1.27 y 1.28).

La Figura 1.29 muestra la influencia del caudal del emisor y de la duracin del riego sobre la extensin del bulbo en el suelo.

La Figura 1.30 presenta la regin donde se acumulan las sales y las zonas de baja salinidad donde se desarrolla el sistema radicular.

Durante el riego se va formando una zona saturada por debajo del gotero. Sobre dicha zona se forma un charco cuyo radio aumenta paulatinamente, todo tiempo que continua el riego, hasta alcanzar un mximo.

1.6. Porcentaje del rea bajo riego.

El porcentaje del rea bajo riego, Par (%), depende del mtodo de riego, del emplazamiento del emisor, de la presin a la cual opera y de su descarga horaria, los cuales determinan el dimetro de cobertura efectivo d (m).

En el riego por aspersin / mini aspersin se ha de cubrir el 100% del rea mas en el riego por micro-aspersin o por goteo se humedece nicamente una fraccin de la superficie del suelo.

El porcentaje del rea bajo riego afecta al clculo de la dosis de agua de riego y al diseo del mtodo de riego.

1.6.1. En el riego por aspersin y mini-aspersin.

Un mtodo de riego por aspersin bien diseado y operando dentro de las normas establecidas por el fabricante, ha de cubrir efectivamente el 100% del rea del cultivo.

1.6.2. En el riego por micro-aspersin.

Se hace necesario calcular el porcentaje del rea humedecida en funcin de la relacin entre el rea bajo riego y el emplazamiento de los emisores.

a) Clculo de Par.

Con la -1.21 se calcula el porcentaje del rea bajo riego, Par a base del dimetro de cobertura del emisor, d; de la distancia entre emisores contiguos, de; de la distancia entre laterales contiguos, dl y adems, tomando en cuenta la existencia de micro aspersores sectoriales, del ngulo cubierto por el emisor.

b) Clculo de Parp en plantaciones de rboles frutales.Es posible calcular el porcentaje del rea bajo riego por planta, Parp (%), con la formula -1.22.

Para la planificacin del riego en frutales maduros por micro aspersin se considera aceptable cubrir un 50% - 75% del marco de plantacin.

1.6.3. En el riego por goteo

Para definir el espaciamiento entre los goteros sobre el lateral es necesario obtener datos fidedignos sobre el dimetro humedecido por el gotero cuando este riega una parcela determinada. A continuacin se describen algunos de los mtodos que permiten estimar el porcentaje del rea bajo riego por goteo.

a) Por ensayo.

Las dimensiones del bulbo hmedo creado en el riego por goteo dependen de cuatro factores bsicos:

La conductividad hidrulica del suelo.

El estado de humedad inicial del suelo.

La descarga del gotero.

El volumen de agua aplicado durante el riego.

Tomando en consideracin que los dos primeros trminos son variables que es muy difcil predecirlos el mtodo ptimo para determinar el porcentaje del rea bajo riego, Par, en el riego por goteo, es por medio de una serie de ensayos de campo conglomerados de diferentes descargas, realizados sobre las parcelas para la cual se disea el mtodo de riego.

Reconociendo que el dimetro del bulbo hmedo llega a su mximo por debajo de la superficie del suelo, se recomienda hacer un corte por uno de los dimetros del crculo humedecido y a unos 30 cm. de profundidad, a fin de determinar el dimetro humedecido, d, que servir de base para calcular el porcentaje del rea bajo riego.

En el mismo ensayo, excavando o empleando sondas y barrenos, puede determinarse la extensin vertical del bulbo y ajustar la lamina de riego en consideracin a la profundidad del sistema radicular del cultivo.

b) Por clculo.

A falta de ensayos de campo, es posible estimar aproximadamente el dimetro humedecido por un gotero a base de los datos de la infiltracin bsica, I (mm/h) y la descarga del gotero, qe (lt/h). Convirtiendo las unidades de I de mm/h a lt/m2/h se llega a la siguiente identidad, -1.23.

Sustituyendo al rea A por * d2 = 0.785 * d2 obtenemos la -1.24

Despejando al dimetro, d se llega a la -1.25

c) Por la Tabla de Karmeli y Keller.A falta de datos experimentales sobre el dimetro humedecido por el gotero y/o datos sobre la velocidad de infiltracin bsica es posible referirse a la tabla 1-8 tomada de Karmeli y Keller Porcentaje del Suelo humedecido en el riego por goteo.

OBSERVACIN:

Espaciamiento ptimo entre goteros y laterales de goteo.

Se considera como optimo un espaciamiento entre goteros sobre el lateral que corresponda a un 80% del dimetro humedecido d, (segn se obtiene, preferiblemente, por ensayo). De esta manera se obtiene una franja hmeda contina a lo largo de la hilera del cultivo y de un ancho equivalente a d.

TABLA 1-8

Porcentaje del rea humedecido en el riego por goteo.

Espaciamiento entre Laterales ( m )Descarga del Gotero ( lt/h )

Menos de 1.5248Ms de 10

Textura del suelo *

Grueso Medio Fino GruesoMedioFinoGruesoMedioFinoGruesoMedioFinoGruesoMedioFino

Espaciamiento del rea bajo riego ( estimado ) ( % )

0.20.50.90.30.71.00.61.01.31.01.31.71.31.62.0

Porcentaje del rea bajo riego ( estimado ) ( % )

0.8

1.0

1.2

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

6.038

33

25

20

15

12

10

9

8

7

6

588

70

58

47

35

28

23

20

18

16

14

12100

100

92

73

55

44

37

31

28

24

22

2050

40

33

26

20

16

13

11

10

9

8

7100

80

67

53

40

32

26

23

20

18

16

14100

100

100

80

60

48

40

34

30

26

24

20100

80

67

53

40

32

26

23

20

18

16

14100

100

100

80

60

48

40

34

30

26

24

20100

100

100

100

80

64

53

46

40

36

32

27100

100

100

80

60

48

40

34

30

26

24

20100

100

100

100

80

64

53

46

40

36

32

27100

100

100

100

100

80

67

57

50

44

40

34100

100

100

100

80

64

53

46

40

36

32

27100

100

100

100

100

80

67

57

50

44

40

34100

100

100

100

100

100

80

68

60

53

48

40

* G = Textura Gruesa, Arenosa.

M = Textura Mediana, Franca.

F = Textura Fina, Arcillosa.

Asimismo, el espaciamiento ptimo entre laterales adyacentes (por ejemplo: dos laterales por hilera en plantaciones de rboles frutales), ser tambin de un 80% del dimetro humedecido.

1.6.4 Porcentaje del rea bajo riego sugeridos para los diversos mtodos de riego.

Para el diseo del mtodo de riego se recomienda tomar como punto de referencia los datos presentados en la Tabla 1-9.

TABLA 1-9

Porcentaje del rea bajo riego recomendada para los diferentes metodos de riego

METODOS DE RIEGOPORCENTAJE DEL REA BAJO RIEGO

de - a

Aspersin

Goteo

Micro aspersin100

30 70

50 - 75

1.7. Eficiencia del Riego.

Es la relacin entre la lmina de agua neta calculada para un riego y la lmina de agua bruta por aplicar, en consideracin a las condiciones de operacin del mtodo de riego (-1.26).

Los factores que influyen sobre la eficiencia de riego son la distribucin suficiente del agua a consecuencia de vientos fuertes (en el riego por aspersin) o diseo defectuoso del mtodo de riego; tipo de suelo (si la precipitacin del mtodo de riego es superior a la velocidad de infiltracin del suelo), pendiente del terreno (escurrimiento superficial), etc.

Para la planificacin de los diferentes mtodo de riego se consideran los valores de eficiencia presentados en la Tabla 1-10.

TABLA 1 10

Eficiencia en los mtodos de riego a presin.

METODO DE RIEGOEFICIENCIA (%)

Aspersin

Mini-aspersin

Micro-aspersin

Goteo 75 80

80 85

90

85 - 90

1.8. Factores del cultivo.

1.8.1. Profundidad Radicular Efectiva.

La absorcin de agua por la planta no es uniforme en todo el volumen ocupado por las races del cultivo, sino que se efecta principalmente en las capas prximas a la superficie, ah y donde se concentra la mayor parte del sistema radicular (Fig. 1.31 y Fig.1.32).

Por lo tanto, la lmina de riego se determina tomando en consideracin a la profundidad efectiva del sistema radicular que corresponde al perfil del cual un cultivo en pleno desarrollo extrae 80 85% del agua entre riegos sucesivos (Tabla 1-11).

TABLA 1-11

Profundidad del sistema radicular

Efectivo de algunos cultivos.

CULTIVOPROFUNDIDAD

RADICULAR

EFECTIVA (m)

Aguacate o palta

Alfalfa

Algodn

Almendros

Arroz

Batata

Berenjena

Caf

Caa de azcar

Cebada

Cebolla

Ciruelo

Ctricos

Clavel

Fresa, frutilla

Frjol

Frutales de hoja caduca

Girasol

Lechuga

Maz

Man, cacahuate

Manzanos

Melocotn, duraznos

Meln

Nogal

Olivos

Palmera

Papa

Pepino

Peral

Pimentn

Pia

Pltano, banano

Remolacha azucarera

Sorgo para grano

Tabaco

Tomate

Trbol

Trigo

Viedo

Zanahoria 0.9 - 1.0

0.9 - 1.2

1.0 - 1.2

0.9 1.2

0.8 0.9

0.6 0.9

0.5 0.6

0.9 1.2

0.4 0.6

0.9 1.0

0.4 0.5

0.9 1.0

0.9 1.0

0.3 0.4

0.3 0.5

0.5 0.8

1.0 1.2

0.9 1.0

0.3 0.4

0.9 1.2

0.9 1.0

0.9 1.0

0.9 1.0

0.8 1.0

1.1 1.2

0.9 1.1

0.8 0.9

0.6 0.8

0.6 0.9

0.8 1.1

0.5 0.6

0.4 0.6

0.9 1.2

0.8 1.0

0.8 0.9

0.8 1.0

0.9 1.2

0.7 0.9

0.8 1.2

0.8 0.9

0.4 0.5

1.8.2. Lmina de agua aprovechable a la profundidad radicular efectiva Lazr.

Para obtener rendimientos ptimos hemos de evitar que el cultivo agote el agua disponible en el suelo y llegue al punto de marchitez permanente. Por este motivo se determina el mximo porcentaje del agua disponible que el cultivo puede aprovechar sin que disminuya su rendimiento, Tabla 1 12.

TABLA 1-12

Mximos porcentajes de agua aprovechables sugeridos de acuerdo a ETo y al cultivo.

Eto

TIPO DE CULTIVOBaja de 2 a 5 (mm/da)Media a Alta de 6 a 10 (mm/da)

Hortalizas

Frutales

Pastos

Cereales

Algodn

Oleaginosas

Caa de Azcar

Tabaco 30-40

40-50

50-70

60-70

60-70

60-70

60-70

60-7015-25

20-35

30-45

40-55

40-55

40-55

40-55

40-55

Este porcentaje, Pa (%), depende en gran medida del tipo de cultivo, de la etapa de desarrollo de ste y de la ETc.

Se considera necesario reducir el Pa (%):

Durante el periodo de establecimiento del cultivo.

En condiciones de ETc elevada.

Para cultivos que constantemente requieren de un alto nivel de humedad en el suelo, (%v), como lo son algunas hortalizas, en las cuales se desea obtener el mximo de produccin de materia vegetal.

Para la determinacin del rgimen de riego, el Pa (%) tambin tomar en consideracin el mtodo de riego, ya que para los mtodos riego de alta frecuencia (goteo y micro aspersin), el rgimen de riego se basa en un reducido porcentaje de agotamiento del agua disponible. (Pa = 20% - 30%).

A base de este porcentaje de agua aprovechable, Pa (%), se calcula la lmina de agua aprovechable: el mximo dficit hdrico permisible entre dos riegos, con la -1.27.

1.8.3 Punto ptimo del Riego.

Es conocer el punto ptimo de riego para volver a dar otro riego.

El punto ptimo de riego representa el mximo porcentaje del volumen de agua disponible (Vea la -1.14), en la profundidad radicular efectiva que el cultivo puede aprovechar sin reducir su rendimiento.

Este porcentaje del agua disponible aprovechado por las plantas depende del tipo de cultivo, del mtodo de riego, del tipo de suelo, de su pendiente y de la salinidad del suelo.

La determinacin del punto ptimo de riego es una cuestin muy importante en la planificacin de un mtodo de riego. Este punto determina el volumen de agua de riego y el intervalo de riego los cuales repercuten sobre la capacidad de las redes de conduccin y de bombeo.

Es posible definir al punto ptimo de riego en trminos del potencial matriz. La Tabla 1.13 resume datos obtenidos por varios autores al respecto.

Depende del periodo vegetativo, clima, suelo y varios factores encontrar el valor entre Cc y Pmp, conocer el % de aprovechamiento, en este caso es la Lmina neta que debe reponer.

TABLA 1 13

Potencial matriz ptimo para el riego.

CULTIVOTENSIN

del AGUA

en el SUELO

( cbar )

Acelga

Brcoli en botn

Brcoli en crecimiento

Caa de Azcar

Cebolla de bulbo

Cebolla verde

Col

Coliflor

Fresa, Frutilla

Guisantes

Lechuga

Meln

Papa

Remolacha de azcar

Tabaco

Zanahoria

Aguacate, Palta

Frutales Caducifolios

Limn

Via en crecimiento20 30

60 70

45 55

25 30

55 65

45 55

60 70

60 70

20 30

30 50

40 60

35 40

30 50

40 60

30 80

55 - 65

- 50

50 80

40

40 50

Tensin del agua en el suelo, a la cual se recomienda aplicar el riego sobre suelos profundos, bien drenados manejados para maximizar el rendimiento de los cultivos.

Tomado de la tabla 30-1de Haise H.R & Hagan R.M 1967 Soil, Plant and Evaporative Measurements as Criteria for Scheduling Irrigation, en: AGRONOMY 11, A.S.A.

1.9. Factores del clima.

Los factores del clima principalmente la temperatura, la humedad relativa, la radiacin solar y el viento tienen un impacto muy grande sobre el consumo de agua por los cultivos. Por este motivo, las variaciones de dichos factores climticos afectan tambin al rgimen de riego de los cultivos.

CAPITULO II

DETERMINACIN DEL RGIMEN DE RIEGO

INTRODUCCIN.

El presente captulo contempla el procedimiento por el cual se calculan las necesidades de agua de riego de los cultivos cuando se los riega por medio de uno de los diferentes mtodos de riego de presin: aspersin, micro-aspersin y goteo.

Las necesidades de agua de riego expresan el volumen de agua de riego por aplicar a fin de compensar el dficit de humedad del suelo durante el perodo vegetativo del cultivo.

Para calcular las necesidades de agua de la parcela, es necesario determinar, en primer lugar, el rgimen de riego del cultivo considerado, la dosis de agua y el intervalo de riego y en segundo lugar, el volumen de agua bruto por el ciclo de riego.

El clculo de las necesidades de agua de riego requiere una serie de datos sobre el clima, el suelo, el cultivo, la parcela, la fuente de agua y del mtodo de riego.

Una presentacin metodolgica del procedimiento por el cual se calculan las necesidades de agua de riego en ste tercer fascculo, presupone que el tcnico ha adquirido algunos conocimientos sobre las relaciones suelo agua - planta como los que se han presentado en el primer y segundo fascculo. Es por esto que en el presente fascculo se hace referencia a los dos anteriores.

Clculo de las Necesidades del Riego.El diseo de los mtodos de riego se basa en las exigencias del rgimen de riego. El mtodo de riego debe ser capaz de abastecer el volumen de agua requerido durante la etapa de mximo consumo de agua por el cultivo. Por lo tanto, el primer paso por dar, es identificar dicha etapa y obtener los datos pertinentes. En referencia a estos datos se determina el rgimen de riego y se proceder al diseo del mtodo de riego.

Mediante el mismo proceso se determina el rgimen de riego para las dems etapas de desarrollo del cultivo, mas se ha de tomar en consideracin tanto las variables del clima, como el desarrollo y duracin de cada etapa del cultivo. A fin de elaborar un Calendario de Riego.

Procedimiento por el cual se calcula la dosis de agua de riego, el intervalo de riego y el caudal de bombeo.

1. Datos requeridos para la determinacin del rgimen del riego.

Para determinar el rgimen de riego de un cultivo es decir: la lmina de riego, la dosis bruta y el intervalo de riego - se requieren datos iniciales sobre el clima, el cultivo, el suelo, la parcela, la fuente de agua y el mtodo de riego, (Tabla 3.1).

1.1. Clima.

Temperaturas (mxima, mnima y media).

Humedad relativa (mxima, mnima y media).

Precipitacin (lluvias): cantidades mensuales y distribucin anual.

Evaporacin diaria (valores mensuales promedios del Tanque Evapormetro de Clase "A"),

Viento: Velocidad y horas de viento.

Porcentaje de horas de luz.

1.2. Cultivo.

Especie y variedad. O Etapas de desarrollo del cultivo.

Coeficiente del cultivo ( Kc ) para cada una de las fases de su desarrollo.

Mximo aprovechamiento del agua permisible para el cultivo.

Profundidad de la zona radicular efectiva del cultivo: Se considera el perfil del cual el sistema radicular extrae del 85 al 90% del volumen total de agua consumido por el cultivo.

Espaciamiento y direccin de las lneas de siembra o de plantacin los rboles.

1.3. Suelo.

Textura (tipo de suelo).

HCc ( % ): Porcentaje de humedad a capacidad de campo, en base de peso seco (por capa u horizonte).

HPm ( % ): Porcentaje de humedad en el punto de marchites permanente, en base de peso seco (por capa u horizonte).

Pea : Peso especfico aparente, en g/cm3 (por capa u horizonte).

Infiltracin bsica, en mm / hora (por horizonte)

Para la determinacin del rgimen de riego se tomarn los valores de la capacidad de campo, del punto de marchitez y del peso especfico aparente de las diferentes capas u horizontes del suelo dentro de los limites de la profundidad radicular efectiva del cultivo y se harn los clculos del volumen de agua disponible por capa. Asimismo, el rgimen de riego se basar en el valor de la infiltracin bsica.

1.4. Parcela.

rea (Ha.) Dimensiones.

Topografa ( Pendiente en % )

Linderos del terreno, y obstculos en e! terreno.

1.5. Fuentes de agua de riego. Pozo, ri. presa, lago, etc. o Volumen de agua a disposicin del proyecto.

Localizacin de la fuente de agua respecto a la parcela por regar.

Descarga horaria (caudal)

Presin en la fuente de agua.

Horas de disponibilidad de la fuente de agua.

Horas de bombeo.

Calidad fsica y qumica del agua.

Cota esttica y dinmica del espejo de agua.

1.6. Mtodos de riego.

Mtodo de riego.

Caractersticas del emisor. modelo, dimetro de cobertura, descarga, presin, etc.

Espaciamiento entre emisores y laterales.

Eficiencia del riego.

Los datos mnimos requeridos para determinar el rgimen de riego durante la etapa de mximo consumo de agua por el cultivo se resumen en la Tabla 2-1.

TABLA 2-1

Datos para el clculo de las necesidades de riego

Cultivo : .. Mtodo:.

DATOS del CLIMAMTODO de RIEGO

E. tan [mm /d]

Mtodo

K tan

Eficiencia [%] Ef

Humedad Relativa media HRm ( % ]

Modelo del Emisor

Velocidad del viento > 3 m /s

de [h]:

a [h]:Presin de operacin

[ atm ]

Caudal del Emisor

q [ lt /h ]

DATOS de la PARCELA

Dimetro efectivo

d [ m]

rea bruta A [Ha]

rea neta bajo

riego Sr [ Ha ]

ngulo de

cobertura ( [ ]

Espaciamiento

entre plantas dp

e/ hileras dh [ m ]

Espaciamiento entre emisores de

e/ laterales di [m ]

Pendiente [ %]

Nmero de emisores por planta Nep

DATOS de la FUENTE de AGUA

Mximas horas de operacin -por da

Hd[h]

Caudal [m3/h] Qs

Disponibilidad:

Das de paro /ciclo

DATOS del CULTIVO

DATOS del SUELO

Nombre:

Textura

Fase

HCc [ %w ]

Kc

HPm [ %w ]

% del rea

bajo riego Par

de:

a:

Peso especifico

aparente [gr/cm3]

Profundidad

radicular

efectiva zr [ m ]Velocidad de Infiltracin bsica Ib [ mm /h ]

Mximo % de agua aprovechable Pa

Profundidad efectiva [ m ]

2. Agua disponible en el suelo.Se calcula con las frmulas presentadas en el captulo 1:" Factores que influyen sobre el rgimen de riego ":2.1 Lmina de agua disponible a la profundidad radicular efectiva del cultivo - LDzr,

La lmina de agua disponible en el perfil del suelo ocupado por las races del cultivo se calcula con la frmula f-1.13

NOTA: La profundidad radicular efectiva, zr, empleada en el presente clculo corresponde al periodo de mximo consumo de agua por el cultivo.

2.2. Volumen de agua disponible a la profundidad radicular efectiva - VDzr.

Se calcula con la f-1.14:

f-1.14

VDzr [ m3/Ha/ zr] = LDzr [ mm /zr ] * 10

VDzr = Volumen de agua disponible, en m3 de agua, a la

profundidad radicular efectiva, [ m3 / Ha /zr].

LDzr = Lmina de agua disponible, en mm. de agua, a la

profundidad radicular efectiva, [ mm /zr ].

El factor 10 convierte mm /zr a m 3 Ha /zr

3. Lmina de agua aprovechable a la profundidad radicular efectiva - LAzr.El mximo porcentaje del agua disponible que el cultivo puede aprovechar sin que disminuya su rendimiento, ha sido presentado en la Tabla 2-2.

A base del porcentaje de agua aprovechable, Pa [%]. Se calcula la lmina de agua aprovechable, con la f-1.27.

4. Porcentaje del rea bajo riego - Par.

El Porcentaje del rea bajo riego, Par [ % ], depende del emplazamiento del emisor y del dimetro de cobertura efectivo, d [ m ] de este.

4.1. Para el riego por aspersin.

Por definicin, Par = 100 %.

4.2. Para el riego por micro aspersin.

El porcentaje del rea bajo riego, se calcula generalmente con la f-1.21, ms para plantaciones de rboles frutales (u otros cultivos espaciados) es posible emplear la f. 1.22

TABLA 2-2

Mximos porcentajes de agua aprovechable sugeridos de acuerdo a ETo y al cultivo

TIPO DE

ETo

Baja de

2 a 5

Media a Alta de

6 a 10

CULTIVO

[ mm /da ][ mm /da ]

Hortalizas

30-40

15-25

Frutales

40-50

20-35

PastosCereales

Algodn Oleaginosas

Caa de Azcar

50-70

30-45

60-70

40-55

Tabaco

Para la planificacin del riego en rboles frutales maduros por micro- aspersin se considera aceptable cubrir un 50% - 75% del marco de plantacin

4.3. Para mtodo de riego por goteo.

El espaciamiento entre los goteros se calcula por uno de los mtodos descritos en el captulo 1: (a) por ensayo, (b) por clculo con la f-1.25 o (c), con la Tabla de Karmeli y Keller (ver Tabla 1.8 del captulo 1 ), siempre tomando en cuenta el espaciamiento ptimo entre goteros y laterales de goteo recomendado en el inciso 2.2.3 del mismo captulo, y que ha de ser de un 80% del dimetro humedecido para crear franjas uniformes.

4.4. Verificacin y ajuste del % del rea bajo riego.

S el valor de Par [ % ], o el de Parp [ % ] anteriormente calculado es inferior al mnimo recomendado en la Tabla 2-3, o excede al mximo sugerido, ser necesario retornar a la Tabla 2-1 para variar las condiciones de operacin del emisor, cambiar su boquilla o an seleccionar un emisor diferente.

Por este motivo se compara el porcentaje calculado del rea bajo riego. Par, (o Parp ) con el porcentaje recomendado del rea bajo riego (f-2.1).

5. Precipitacin horaria del mtodo de riego- Phr.

Se calcula a base del caudal del emisor, qe [ It /h] y del rea efectiva bajo riego con la f-2.2.

A continuacin es necesario comparar la precipitacin horaria, Phr. con la velocidad de infiltracin de! suelo, I, (Tabla 2-1) y el inciso 1.4.2 y tabla 1.4 en el captulo 1. Esta comparacin se hace de acuerdo a la f-2-3.

En el riego por aspersin y por micro-aspersin la precipitacin horaria del emisor debe ser inferior a la velocidad de infiltracin bsica del suelo a fin de evitar prdidas y daos por encharcamiento y escurrimiento superficial.

S no se cumple esta condicin ser necesario retornar a la Tabla 2-1, y modificar las condiciones de operacin del emisor.

TABLA 2-3Porcentaje del rea bajo riego recomendado para los diferentes mtodos de riego.

MTODO

DE RIEGOPORCENTAJE

DEL REA BAJO RIEGO

de - a

Aspersin

Goteo

Micro-aspersin

100

30 70

50 - 75

6.Intervalo de riego - Ir.

El intervalo de riego, Ir [das], cuenta los das entre dos riegos sucesivos en la misma posicin.

El intervalo de riego depende de la lmina de agua aprovechable LAzr [mm], del porcentaje del rea bajo riego. Par, f-2.4 y del consumo diario del cultivo ETc [mm /da].

NOTA: Para calcular la f -2.4 y frmulas sub-siguientes se emplean los datos correspondientes al periodo de mximo consumo de agua por el cultivo.6.1. Intervalo de riego ajustado - Ir(aJ).

En caso de que el clculo del Intervalo de riego Ir [das] resulte en una fraccin decimal, ser necesario "ajustarlo para abajo", a fin de obtener un nmero ntegro de das: el intervalo de riego ajustado, Ir(aj) [ das ], f-2.5.

7. Ciclo de Riego - CR.

El ciclo de riego, CR [das], es el nmero integro de das durante el cual se riega una parcela determinada.Al determinar el ciclo de riego se ha de incluir un factor de seguridad, ya que alguna falla imprevista en el sistema de bombeo o del mtodo de riego; la necesidad de realizar determinadas labores agrcolas o an, das feriados, pueden posponer el riego. Por lo tanto el ciclo de riego debe ser mas corto que el intervalo de riego.Se considera conveniente planificar el mtodo de riego con 1 a 2 das de paro o descanso, dp [das], durante cada intervalo de riego, f-2.6.

8. Lmina de riego ajustada - LR(aj).

A base del Intervalo de riego ajustado, lr (aj) [das] de ETc [ mm /da ], y del porcentaje del rea bajo riego, Par. se determina la lmina de riego ajustada, LR (aj), con la f-2.7 :

Es conveniente comparar LR (aj) con la mxima lmina de agua aprovechable, LAzr, la cual ha sido calculada anteriormente en el numeral 3 del captulo 1, empleando la f-2-8 .

9. Porcentaje de agua aprovechada, ajustado Pa (aj).

Habiendo ajustado la lmina de riego, es conveniente calcular el porcentaje de agua aprovechada por el cultivo segn la frmula.-2.9:

Se recomienda comparar el resultado con el dato de Pa [%] determinado inicialmente con la f -1.21 o la f-1.22, y. s fuese necesario, considerar los cambios del caso en la Tabla 3-1. Para este fin se emplea la f-2.10

10. Lmina bruta - LB.Cada mtodo de riego tiene su eficiencia tpica, (Tabla 2-1). De acuerdo a la lmina de riego ajustada. LR(aj) [mm]. y a la eficiencia del mtodo de riego Ef [%], se determina la lmina de riego bruta, LB [mm] con la f-2.11.

11. Dosis de Riego Bruta - DB.

11.1. Dosis de riego bruta por rea.

Es el volumen de agua por aplicar por unidad de superficie bruta de la parcela, [Ha].

La dosis bruta, DB [m3 / Ha], se calcula a base de la lmina bruta, LB [mm], y del porcentaje del rea bajo riego, Par [%], utilizndola f-2.12.

Tomando en cuenta que en algunos mtodos de riego se humedece nicamente una fraccin del rea del cultivo se aplicar la dosis bruta sobre esta rea humedecida. Por lo tanto se multiplica la lmina bruta por el Porcentaje del rea humedecida, Par.

11.2. Dosis de riego bruta por planta - DBp.

Es el volumen de agua por aplicar a cada rbol, en una plantacin de frutales regada por micro-aspersin o goteo.

La dosis bruta por planta, DBp [lt /planta] se calcula en base de la Lmina bruta. LB

[mm], y del rea bajo riego, por planta, segn la f-2.13.

12. Horas de riego por turno - Ht.

Es el tiempo requerido, en horas, para aplicar, por medio del emisor seleccionado, la lmina bruta, LB, [mm], y depende de la precipitacin horaria, Phr, [mm /h]. Se calcula con la f-2.14.

13. Mximo nmero de horas de riego diarias-Hm.

Es el mximo nmero de horas durante las cuales es posible operar el mtodo de riego diariamente y el cual depende de:

Las horas de funcionamiento del equipo de bombeo.

Las horas disponibles de la fuente de agua para el riego.

Las condiciones de viento (que limita al riego por aspersin).

La disponibilidad de mano de obra.

14. Mximo nmero de turnos de riego diarios-Td.

Es el nmero integro de turnos de riego que es posible realizar durante un da. Se obtiene "redondeando para abajo" el cociente de las horas requeridas por turno de riego, Ht, y el mximo nmero durante las cuales es posible operar el metodo de riego, por da, ( f-2.15).

Si el nmero de turnos de riego por da calculado con la f-2.15 fuese inferior a la unidad, es decir, a un turno por da, ser necesario revisar los datos a base de los cuales se determina el rgimen de riego de tal manera que se haga posible abastecer el volumen requerido de agua en el tiempo disponible.

15. Horas de riego por da - Hd.

El total de horas de riego por da, Hd, se calcula con la f-2.16.

16. Horas de riego por ciclo - He.

Es el nmero de horas de operacin del mtodo de riego durante el ciclo de riego,

f-2.17

17. Nmero de turnos por ciclo - Te.

Es el nmero de veces que es necesario poner en operacin el mtodo de riego para cubrir el rea de riego, y se lo calcula con la f-2.18:

18. Superficie bajo riego por turno - St.

Se obtiene dividiendo el rea neta bajo riego en la parcela, Sr, entre el nmero de turnos, Tc, en la f-2.19

19. Dosis de riego bruta por turno - DBt.

Es el volumen de agua de riego por aplicar en un turno.

20. Caudal requerido - Qr [ m3 /h ]

Es el caudal requerido para el riego de la parcela. f-2.21

21. Descarga disponible en el mtodo de riego - Qs.

Dado el caso de que se pretenda modificar un sistema de bombeo en pie, para adaptarlo al mtodo de riego deseado, se hace necesario comparar Qs [ m3/h ] , la descarga disponible en la bomba, con el caudal requerido para el riego de la parcela, Qr, [ m3 /h ], por el nuevo mtodo de riego, ( f-2.22 ).

S el caudal requerido, Qr, excede a la descarga disponible en el sistema de riego - ser necesario corregir los datos a base de los cuales de determina el rgimen de riego, de tal manera que se haga posible abastecer el volumen requerido de agua en el tiempo disponible.

Por supuesto que la bomba ha de ser capaz de entregar el agua a la presin requerida por el sistema de riego.

22. Nmero de emisores por turno - Emt.

El nmero de emisores por turno se calcula con la f-2.23 a base de la descarga del sistema de riego, Qr [ m 3 / h] y de la descarga del emisor, qe [ lt /h]. Este es un dato que se utiliza para el diseo de los laterales de riego

23. Volumen bruto por ciclo de riego - VBc.

Es el volumen total de agua requerido para satisfacer las necesidades del cultivo durante la poca de mayor demanda de agua por el cultivo y durante un ciclo de riego, f-2.24.

23.1 Volumen bruto por ciclo de riego en plantaciones de rboles frutales - VBc.

Se calcula a base de la dosis bruta por planta y del nmero de plantas en la superficie regada, f-2.25.

24. Caudal especifico - Qe.

El caudal especfico, Qe [m3/h/Ha], se obtiene dividiendo el caudal requerido, Qr

[m3h] entre el rea total bruta, A [ Ha ] de la parcela.

Este dato no tiene aplicacin directa en la determinacin del rgimen de riego, empero es un valor "promedio" utilizado por algunas instituciones responsables por la distribucin del agua en proyectos regionales, etc. y tiene su origen en un sistema de distribucin de agua el cual obliga al agricultor a aprovechar el mximo caudal durante el corto tiempo de entrega de! agua a su predio.

Por lo tanto, este dato siempre ha de ir acompaado por el nmero de horas requerido para regar (a parcela, ya que los sistemas de riego a presin utilizan caudales especficos reducidos, durante perodos relativamente prolongados.

25. Resumen de los clculos.

Los resultados de los clculos anteriores para la etapa de mximo consumo de agua por el cultivo, se resumen en la Tabla 2-4.

TABLA 2-4

Necesidades de Riego ResumenFORMULA

DATO

SMBOLO

VALOR

UNIDADES

1.13

Lmina disponible / zr

LDzr

_____________[ mm /zr ]

1.14

Volumen disponible / zr

VDzr

_____________

[m3/ Ha /zr]

1.27

Lmina aprovechable / zr

LAzr

_____________

[ mm /zr ]

1.21

% del rea bajo riego

Par

_____________

[ % ]

1.22

% rea bajo riego / planta

_____________

[%]

1.25

Dimetro humedecido

d

_____________

[m]

3,1

Par

( MxAR

_____________

Par

( MiAR

_____________

_

3.2

Precipitacin horaria

Phr

_____________

[ mm / hr]

3.3

Phr

( I

_____________

Etc

Etc

_____________

[mm /da ]

3.4

Intervalo de riego

Ir

_____________

[das]

3.5

Intervalo ajustado

Ir(aj)

_____________

___[das]

3.6

Ciclo de riego

CR

_____________

____[das]

3.7

Lmina de riego ajustada

Lr(aj)

_____________

[ mm ]

3.8

LR(aj)

( Lazr

_____________

3.9

% agua aprovechada

Pa(aj)

_____________

[%]

3.10

Pa(aj)

( Pa

_____________

3.11

Lmina bruta

LB

_____________

_[ mm ]

3.12

Dosis bruta

DB

_____________

[m 3 / Ha ]

3.13

Dosis bruta /planta

DBp

_____________

[ m 3/Ha ]

3.14

Horas por turno

Ht

_____________

[ h / turno ]

3.15

Turnos por da

Td

_____________

[turnos /da ]

3.16

Horas de riego por da

Hd

_____________

[ h / da)

3.17

Horas por ciclo

Hc

_____________

[ h /ciclo ]

3.18

Turnos por ciclo

Te

_____________

[turnos/ ciclo]

3.19

Superficie por turno

St

_____________

[ Ha /turno)

3.20

Dosis bruta por turno

DBt

_____________

[m 3 / turno ]

3.21

Caudal requerido

Qr

_____________

[m 3 / h]

3.22

Qr

( Qs

_____________

3.23

# de emisores por turno

Emt

_____________

[-]

3.24

Volumen bruto por ciclo

VBc

_____________

[ m 3 / ciclo ]

3.25

Vol. bruto por ciclo/ f rutales

VBc

_____________

[ m3/ ciclo ]

3.26

Caudal especfico

Qe

_____________

[ m3 /Ha /h ]

26. Ejercicio 1:

Calcular las necesidades de agua para un cultivo de alfalfa por aspersin de acuerdo a los datos presentados en la Tabla 2-5.

TABLA 2-5. Datos para el clculo de las necesidades de riego

Cultivo: Alfalfa Mtodo de riego por aspersin

DATOS del CLIMA

MTODO de RIEGO

Etan [mm /d]

12

Mtodo

Aspersin

Ktan

0.75

Eficiencia [ % ] Ef

75

Humedad Relativa media HRm [ % ]

60

Modelo del Emisor

Naan 233 4.9* 2.5

Velocidad del viento > 3 m/s

de[h]:10 a [h], 17

Presin de operacin [ atm ]

2.5

Caudal del Emisor q [ It /h ]

1760

DATOS de la PARCELA

Dimetro efectivo d [ m ]

31

rea bruta A [Ha]

3.6

rea neta bajo riego Sr [ Ha ]

3.24

ngulo de cobertura ( [ ]

360

Espaciamiento entre plantas dp e/ hileras dh {m ]

Espaciamiento entre emisores de e / laterales dl [ m ]

12 18

Pendiente [ % ]

2

Nmero de emisores por planta Nep

DATOS de la FUENTE de AGUA

Mximas horas de operacin - por da Hd [h]

17

Caudal [ m3 / h ] Qs

50

Disponibilidad :

s /limitaciones

Das de paro /ciclo

2

DATOS del CULTIVO

DATOS del SUELO

Nombre :

Alfalfa

Textura

Fr. Arcillosa

Fase

Media Temp

HCc [ %w I

27

Kc

0.9

HPm [ %w ]

13

% de! rea bajo riego Par

De: 100 a: 100

Peso especifico aparente [ gr /cm3 ]

1.3

Profundidad radicular efectiva zr [ m ]

0.9

Velocidad de Infiltracin bsica I [ mm /h ]

9

Mximo % de agua aprovechable Pa

60

Profundidad efectiva [ m ]

1.5

SOLUCIN DEL EJERCICIO N 1

1. Lmina de agua disponible a la profundidad radicular efectiva del cultivo- LDzr.

Pea

f -1.13 LDzr [mm / zr ] = [ Cc - Pmp ] * * zr [m] * 10

Pew

LDzr [mm / zr] = [ 27 - 13 ] * 1.3 * 0.9 *10

LDzr = 163.8 [mm / zr ]

2. Volumen de agua Disponible a la profundidad radicular efectiva - VDzr.f-1.14 VDzr [m 3 / Ha /zr] = LDzr [ mm /zr ] * 10

VDzr [m 3 / Ha /zr ] = 163.8 * 10

VDzr = 1638 [ m3 / Ha /zr]

3. Lmina de agua Aprovechable a la profundidad radicular efectiva Lazr

LDzr [mm / zr ] * Pa [ % ]

f-1.27 LAzr [mm/zr] =

100

163.8 * 60

LAzr [mm/zr] =

100

LAzr = 98.28 [mm / zr ]

4. Porcentaje del rea bajo riego - Par.

f -1.21 Par [%] = 100 [%] por definicin del riego por aspersin.

5. Precipitacin horaria del mtodo de riego Phr. qe [ lt / h] * 100

f -2.2 Phr [mm/h] =

de [m ] * di [m] * Par [%]

1760 * 100 176000

Phr [mm / h] = = --------------

12 * 18 * 100 21600

Phr = 8.148 [mm / h]

6. Comparacin de la Precipitacin del mtodo de riego con la velocidad de infiltracin del suelo.f -2.3 Phr [mm/h] I [mm/h] = = = = = = =

8.15 9 ACEPTADO

= = = = = = =

7. Uso consuntivo - ETc Calculado por el mtodo del Tanque evapormetro.

Clase "A".

ETc [ mm /da] = ETan [mm /da] * Ktan * Kc

ETc [mm /da] = 12 * 0.75 * 0.9

ETc = 8.1 [mm /da]

8. Intervalo de riego - Ir.

Lazr [mm] * Par [%]

f-2.4 Ir [das] =

ETc [mm /d] * 100

98.28 * 100

Ir [ das ] =

8.1 * 100

Ir = 12.13 [das]

9. Intervalo de riego ajustado - Ir(aJ).

f-2.5 Ir (aj) [das] = INTEGRO {Ir [das] }

Ir (aj) = 12 [das]10. Ciclo de Riego - CR.

f-2.6 CR [das] = Ir (aj) - dp [das]

dp =das de paro, no trabajo fines de semana

CR [ das] = 12 - 2 = CR = 10 [ das ]

11, Lmina de riego ajustada - LR(aj)

Ir(aj) [das] * Etc [mm /d] * 100