UNIFORMIDAD DE DISTRIBUCIÓN EN PARCELAS VITÍCOLAS - OPTIMIZACIÓN DE SU OPERACIÓN Y
MANTENIMIENTO PARA AHORRAR AGUA Y ENERGÍA
Ing. Agr. M. Sc. Schilardi, Carlos
Facultad de Ciencias Agrarias-UNCuyoAlmirante Brown (5507), Mendoza – Argentina. E-Mail: [email protected]
FORO DE CAPACITACIÓN EN VITICULURA 2012
RESCATAR VIEJO PARADIGMA:
IRRIGATION MANAGEMENT !
DISENO / PLANIFICACIÓN (Dr – Ir)
OPERACIÓN (Qu – tr)
CONTROL
CLIMA – SUELO - CULTIVO
CUANTO ? – CUANDO?
COMO?
Clima: Tanque tipo A - EmeteoSuelo: FDR – TDRPlanta: Cámara de Presión - Brote
Calendario de Riego Sistematización parcela
Ret
roal
ime n
taci
ó n
Eficiencia de Riego
Un elemento se define como el área más pequeña en el campo que requiere agua, pero dentro de la cual, la variación de agua distribuida no es importante (Burt et aI., 1997).
En los huertos y viñas, un DUlq de 1.0 no implicaría que cada metro cuadrado del campo reciba la misma lámina de agua, pero que cada planta reciba la misma lámina. La término “lámina" se usa en lugar del "volumen" porque diferentes partes de un campo pueden tener diferentes marcos plantación.
CONCETO: “EL ELEMENTO”
elementostodospromedioalápromedioaláDUlq
...min4/1..min
=
COMPONENTES Y FACTORES EN LA UNIFORMIDAD DEL RIEGO POR GOTEO
• Diferencia en la descarga entre emisores
• Volumen aplicado no proporcional al área de una planta (del mismo desarrollo
Diferencias de presión
Taponamiento de emisores
Variación de la fabricación
Diferencia de suelo (enterrados)
Diferente tipos de emisores en el mismo campo
Diferencias de temperaturas a lo largo del lateral
Variaciones en la distancia de plantación
Descargas diferentes durante el arranque y apagado del equipo
Uniformidad = f (P, ΔP, x, Ec, Cv, FI)
P: presión de los emisores
ΔP : variación de presión a lo largo del sistema
x : exponente de descarga del emisor
Ec : características de emisor relacionados a la variación de su descargaCv: coeficiente de variación de fabricación
Fl: capacidad de filtrado del sistema
Adecuado diseño y mantenimiento !!
Ea = f (P, ΔP, x, Ec, Cv, FI, Ks, SW, ti, Δ ti)
P: presión de los emisores
Ks :conductividad hidráulica del suelo
SW : contenido hídrico del suelo antes del riego
ti : tiempo de riego
Cv: intervalo entre riegos
Ea f (uniformidad y programación riegos) !!!
• Evaluación del desempeño de los métodos de riego localizados en Mendoza, San Juan – Argentina, considerando la uniformidad de distribución global o del sistema con el objetivo de dar mayor entendimiento a los componentes que la afectan.
• Detectar los principales problemas que limitan la optimización del método de riego, detallando alternativas para su solución práctica a campo.
• Comparar los diferentes procedimientos para el cálculo de la uniformidad de distribución global o del sistema.
OBJETIVOS
EVALUACIÓN DE UN EQUIPO DE RIEGO
EVALUACIÓN DEL DISEÑO AGRONOMICO
EVALUACIÓN DEL DISEÑO HIDRÁULICO
EVALUACIÓN DE LA UNIFORMIDAD DE DISTRIBUCIÓN
EVALUACIÓN DE LA OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
OBJETIVOS DE LA EVALUACIÓN DE LA UNIFORMIDAD
Cuantificar la uniformidad en la distribución del agua
Detectar problemas de funcionamiento, plantear soluciones sencillas y económicas
Comprobar el estado de los componentes de la instalación
Analizar los criterios de la operación del sistema de riego
FRECUENCIA DE LA EVALUACIÓN DE LA UNIFORMIDAD
Certificar la instalación de campo
Al inicio y a máxima demanda de riego del cultivo
Cuando se sospeche de algún problema
UNIFORMIDAD - METODOLOGÍAS DE CAMPO
• Merriam y Keller modificada (1992)
• ASAE EP458 (2001)• ITRC (Burt et all, 2004, 2007)
MATERIALES NECESARIOS
• Manómetros de glicerina (2- 4 -10 kg/cm2)• Probetas graduadas (100 ml)• Cinta métrica (50-100m)• Cronómetros• Planillas de registro
• Clemmens y Solomon (1997)
IRTC (Burt et al, 2004, 2007)
INDICADORES DE DESEMPEÑO
DUlqΔp: uniformidad de distribución debido a las diferencias de presión
DUlqother: uniformidad de distribución debido a “otras causas”
Uneven spacing DU: uniformidad de distribución debido al desigual espaciamiento de los emisores
Unequal drainage DU: uniformidad de distribución debido a drenaje desigual de los emisores
DUdrainageunequalDUspacingunevenDUDUDU lqOtherPlqlq ⋅⋅×⋅⋅××= Δ
Clemmens y Solomon (1997)
( ) ( ) ( ) ( )2
22
21
22
1
11111
a
lqlqlqlqlq K
DUDUDUDUDU
−−+−+−−=
Donde:DUlq: uniformidad de distribución del sistemaDUlq1: uniformidad de distribución debido a diferencias de presiónDUlq2: uniformidad de distribución debido a “otras causas”Ka: factor, constante = 1,27
Variables respuestaCU (Merrian y Keller, 1978)CVq (Bralts y Kesner, 1983)CVp (Bralts y Kesner, 1983)DUlqglobal (Burt, 2004, 2007)
Análisis Varianza unifactorial y prueba de Scheffé (α = 0,05)Falta de normalidad: Test Kruskal -Wallis
Statgraphics Plus 5.1 (Statistical Graphics Corp., 2000)
DUlqsistema (Clemmens y Solomon 1997)
Variables explicativasProvincia (Mendoza - San Juan)Cultivo (Vid - Frutales)Método de riego (goteo - microaspersión)Modelo emisores (AC - No AC)
INTEGRACIÓN SIG
DUsistema = 0.9238*Duqsis(Clemmens-Salomon)R2 = 0.8721
0.35
0.45
0.55
0.65
0.75
0.85
0.95
0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00
DUlqsist(Clemmens-Salomon)
Dulq
sist
ema
RESULTADOS:
• Distribución global o del sistema del 0,78 (baja)
• Sub-uso del potencial tecnológico del “riego por goteo”
• La falta de uniformidad observada se debe a:
44% a causas de presión
50% a “otras causas”
4% a tasas de aplicación diferentes
2% al diferente drenaje de los emisores
• La metodología propuesta por Clemmens y Solomon (1997), sobrestima la uniformidad global o del sistema
RESULTADOS:• Falta de reinversión en el momento adecuado de laterales con emisores autocompensados
36% presenta atenciones en el diseño agronómico
40% presenta atenciones en el diseño hidráulico
52% presenta problemas en la operación del método de riego
68% presenta problemas de mantenimiento en las instalaciones
84% presenta falta de regulación de válvulas a campo
• De la evaluación integral de los equipos de riego:
• SIG: herramienta muy útil para detectar y sectorizar causas de baja uniformidad como así también para plantear una estrategia racional para la regulación de válvulas a campo
RECOMENDACIONES:
• Revisión alternativas diseño
• Certificar las instalaciones con evaluaciones a campo
• No descuidar la automatización del sistema de filtrado
• Planificar y controlar planes de operación y mantenimiento
• Asignar persona responsable de las instalaciones (capacitarla)
• Dos Evaluaciones anuales de las instalaciones
• Adecuar programa de reinversión (Emisores AC)
• Instalación adecuada de instrumentos de control y protección
TECNOLOGÍAS PROMETEDORAS:
• Monitoreo de riego en tiempo real
• Telecontrol de los equipos de riego
• Automatización de válvulas – (señales de radio)
“Lo que sabemos es una gota de agua,lo que ignoramos es el océano”
Isaac Newton
MUCHAS GRACIAS
IRRIGATION MANAGEMENT !
Ing. Agr. M. Sc. Schilardi Carlos