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Carlos José Barboza Mendoza

Colegio Británico de Cartagena

Reciclaje e Implementación de Riego

1

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

RECICLAJE DE AGUAS E IMPLEMENTACIÓN DE RIEGO

CARLOS JOSÉ BARBOZA MENDOZA

COLEGIO BRITÁNICO DE CARTAGENA

12° A

CARTAGENA DE INDIAS

2014

2

“Salvaguardar el medio ambiente. . . Es un principio rector

de todo nuestro trabajo en el apoyo del desarrollo

sostenible; es un componente esencial en la erradicación

de la pobreza y uno de los cimientos de la paz.”

- Kofi Annan

Gracias a la persona que compartió su conocimiento como

iniciativa para llevar a cabo este proyecto.

3

TABLA DE CONTENIDO

1. Abstract………………………………………………………………………..4

2. Resumen………………………………………………………………………4

3. Introducción…………………………………………………………………..5

4. Objetivos………………………………………………………………………6

Objetivo General………………………………………………………………6

Objetivos Específicos…………………………………………………………6

Capítulo I

5. Historia del Riego……………………………………………………………7

Capítulo II

6. Sistemas de Riego………………………………………………………….17

Capítulo III

7. Ariete Hidráulico……………………………………………………………36

Bibliografía…………………………………………………………………………..46

4

Abstract

Evolution has led humans to interact with their surroundings in a way in which

we are able to understand typical aspects of nature from which we try to learn in

order to reach the maximum benefit from such a humane activity as irrigation is.

Considering how history has introduced irrigation throughout different cultures

and geographical spaces, it has led to recognize the different irrigation systems,

analysing their characteristics, advantages and disadvantages. Then, a model

of a certain irrigation system is considered to be used at Colegio Británico de

Cartagena in order to promote ecological consciousness and help human

labour.

Resumen

La evolución ha llevado al hombre a relacionarse con su entorno de manera

que se han podido comprender fenómenos típicos de la naturaleza de la cual

aprendemos para intentar un aprovechamiento máximo de la misma, sobre

todo en una actividad tan humana como el riego. Considerando históricamente

cómo se ha llevado a cabo la implementación de riego en distintas culturas y

espacios geográficos, se da paso a la interpretación de los distintos sistemas

de riego, analizando características, ventajas y desventajas. A continuación, se

plantea un modelo de riego efectivo para su implementación dentro de las

instalaciones del Colegio Británico de Cartagena en aras de promover una

ayuda ambiental y cooperación con la labor humana.

5

Introducción

A través de la historia se ubica un espacio de tiempo, el cual ha ayudado a la

raza humana a evolucionar en la forma como vemos las cosas que hacen parte

del entorno para asimilarlas, desarrollarlas y entenderlas. El ser humano ha

pretendido durante su larga estadía en el mundo a interactuar con el medio y

aprender de este por medio del cambio de su misma filosofía, abriéndose a

distintas formas de ver el mundo. A partir del cambio abrupto en la filosofía de

vida empleada por los primeros pobladores del mundo consistente en el

nomadismo a la implementación del sedentarismo, se vieron en la obligación

de adaptarse al entorno “hostil” que presenciaban al no conocerlo de manera

óptima. Entre estas adaptaciones es considerada como una de las más

importantes la forma de alimentarse, siendo la primera opción aquella de

utilizar la tierra fértil cercana a cuerpos de agua para poder crecer alimentos y

la obtención de los mismos del medio acuático.

6

Objetivos

Objetivo General

Exponer el riego con respecto a su importancia como actividad humana,

conservando un enfoque informativo y demostrativo hacia el mismo, formando

un modelo correspondiente a la Corporación Educativa Colegio Británico de

Cartagena.

Objetivos Específicos

Reconocer la importancia del riego como actividad humana.

Describir los aspectos históricos que ha experimentado el riego.

Utilizar los diferentes tipos de riego para determinar el mejor

aprovechamiento en las instalaciones del Colegio Británico de

Cartagena.

7

Historia del Riego

El riego, conocido como el suministro de agua a la zona radicular de la planta1

o aplicar agua por métodos artificiales a cualquier superficie dedicada al

cultivo2, fue implementado para favorecer aquellas necesidades de adaptarse

al medio y crecer de manera controlada los alimentos en el caso de la

agricultura.

Medio Oriente

Los primeros registros de riego en agricultura se remontan al 6000 a.C. en

Egipto y Mesopotamia (Irak e Irán en la actualidad) cuyos pobladores utilizaban

los patrones de riada del Nilo o del Tigris y Éufrates, respectivamente. Las

inundaciones que ocurrían de julio a diciembre, eran desviadas hacia los

campos durante 40 a 60 días. Luego se drenaba el agua hacia el río en el

momento preciso del ciclo de cultivo3. Posteriormente se llevó a cabo la

implementación del Nilómetro (en Egipto, 3.500 a. C.) una medida del nivel de

agua del río Nilo. El indicador de inundación consistía en una columna vertical

sumergida en el río con marcas de intervalos indicando la profundidad del río.

Un segundo diseño sería una serie de escaleras descendiendo en el río4.

Cuatro siglos después, durante el mandato del rey Menes se llevó a cabo la

elaboración del primer proyecto de riego a gran escala utilizando presas y

canales para dirigir las aguas de inundación del Nilo hacia el lago Moeris5.

1 Tomado de http://www.misti.com.pe/web/images/stories/eventos/El_Riego_por_Goteo.pdf

2 Tomado de http://www.slideshare.net/csemidei/sistemas-de-riego-presentation

3 Tomado de http://www.traxco.es/blog/noticias-agricolas/historia-ancestral-del-riego



8

Asia

En China particularmente, utilizaban un sistema de drenaje de pozos por medio

de una Noria6 tirada por personas o animales como bueyes o búfalos donde la

noria extraía el agua a una altura determinada y desde allí por medio de

canales se distribuía por el sembradío o los campos de arroz. El ángulo ideal

para implementar este sistema se considera sea 24° para aprovechar la ventaja

mecánica y ejercer menor fuerza7

Europa

Durante el imperio romano se conoció la construcción por cemento y roca

molida con los que se llevaron a cabo estructuras para dirigir el flujo del agua

conocidos como los acueductos8.

América

La cultura azteca se destacó por el llamado cultivo por chinampas, una

construcción de campos elevados dentro de una red de canales dragados

sobre el lecho del lago, y que reciclaba nutrientes arrastrados por las lluvias9.

Los mayas, asentados en la selva tropical, generaron técnicas adecuadas para

cada tipo de terreno, con campos elevados en zonas inundables y terrenos con

desnivel en zonas de excesiva humedad. Construían terrazas de cultivo

sostenidas por muros cuya función consistía en modificar la pendiente del

6 Máquina compuesta de dos grandes ruedas engranadas que, mediante cangilones, sube el agua de los

pozos, acequias, etc. 7 Tomado de http://echino.wordpress.com/tag/noria-china/



9

terreno, contribuyendo a preservar la humedad y a mejorar la fertilidad del

suelo10.

Respecto a la idea referida de que la extensión de la tierra en todo el globo

terráqueo constituye al 30 % con respecto al 70% restante de agua, es posible

afirmar una dependencia total del agua. Sin embargo, debido a las dimensiones

de la Tierra, ese 30% de tierra firme igualmente es significativo y de igual forma

se conciben diversos tipos de tierras con las cuales no se puede trabajar o

adecuar de una misma forma para la producción.

El estudio de los suelos agrícolas se encuentra circunscrito en el estudio de

varias ramas de la ciencia que se interrelacionan entre sí. Una de las ciencias

que agrupa a todas estas ramas se le ha denominado: Edafología.

Podemos definir a la edafología como la ciencia que estudia las diferentes

propiedades del suelo que se relacionan con la productividad agrícola y

determina las causas y efectos de variación de la productividad agrícola e

investiga los medios para preservar y aumentar esa productividad.

El suelo agrícola en general es el hábitat de las plantas donde se desarrolla la

productividad agrícola para beneficio del hombre y es concebido como un

sistema.

El suelo es el material mineral no consolidado sobre la superficie de la tierra;

que ha estado sujeto e influenciado por factores genéticos y del medio

ambiente como son el material madre, clima, incluyendo efectos de humedad,

temperatura, los macro y microorganismos y la topografía, todos ellos actuando

en un período de tiempo y originando un producto, el suelo, que difiere del

10

Tomado de http://www.traxco.es/blog/noticias-agricolas/historia-ancestral-del-riego

10

material del cual es derivado en muchas propiedades y características físicas,

químicas, biológicas y morfológicas.

En el suelo, podemos distinguir diferentes propiedades interactuando entre sí

originando a su vez una diversidad de tipos de suelos, en función de la

incidencia de cada una de ellas11.

Textura

En el riego y el drenaje, la textura juega un papel fundamental, en el cálculo de

láminas de riego, de lavado, en el proyecto y diseño de sistemas de riego y de

drenaje. Existen distintas escalas granulométricas pero las más usadas en la

edafología son: El Sistema Internacional, propuesto por Atterberg, y el sistema

usado por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U.S.D.A.)12.

11

Tomado de Apuntes de la materia de Riego y Drenaje. Dr. Rodolfo Cisneros Almazán. Universidad Autónoma de San Luís Potosí. 12

Tomado de Apuntes de la materia de Riego y Drenaje. Dr. Rodolfo Cisneros Almazán. Universidad Autónoma de San Luís Potosí.

FRACCIONES SISTEMA USDA SISTEMA

INTERNACIONAL

(Atterberg)

ARENA MUY GRUESA 2.0-1.0

ARENA GRUESA 1.0-0.5 2.0-0.20

ARENA MEDIA 0.5-0.25

ARENA FINA 0.25-0.10 0.20-0.02

ARENA MUY FINA 0.10-0.05

LIMO 0.05-0.002 0.02-0.002

ARCILLA < 0.002 < 0.002

11

Estructura

Desde el punto de vista morfológico, es el grado, forma o modo en que las

partículas integrantes de un suelo, se asocian entre sí, formando en forma

natural grupos unidos sin la intervención del hombre.

Los agregados son unidades secundarias o gránulos de muchas partículas de

suelo enlazadas o cementadas por sustancias orgánicas, óxidos de hierro,

carbonatos, arcillas o sílice. Los agregados naturales se denominan peds

(granos) y varían su estabilidad en el agua; los terrones son masas coherentes

de suelo, de cualquier forma, que se han quebrado por un medio artificial como

el sembrado.

La estructura afecta la penetración del agua, el drenaje, la aireación y el

desarrollo de las raíces, incidiendo así en la productividad del suelo y las

facilidades del sembrado13.

Los diferentes tipos de estructura más comunes son:

13

Tomado de Apuntes de la materia de Riego y Drenaje. Dr. Rodolfo Cisneros Almazán. Universidad Autónoma de San Luís Potosí

12

Estructuras de la tierra. Apuntes de la materia de Riego y Drenaje. Dr. Rodolfo Cisneros Almazán. Universidad Autónoma de San Luís Potosí.

Infiltración

La infiltración es una propiedad física muy importante en relación con el manejo

del agua de riego en los suelos. Se refiere a la velocidad de entrada del agua

en el suelo. La velocidad de infiltración es la relación entre la lámina de agua

que se infiltra y el tiempo que tarda en hacerlo, se expresa generalmente en

cm/hr o cm/min14.

Los factores principales que determinan la magnitud del movimiento del agua

por infiltración son15:

14

Tomado de Apuntes de la materia de Riego y Drenaje. Dr. Rodolfo Cisneros Almazán. Universidad Autónoma de San Luís Potosí 15


13

1. Textura. Los porcentajes de arena, limo y arcilla presentes en el suelo.

En un suelo arenoso se favorece la infiltración.

2. Estructura. Suelos con grandes agregados estables en agua tienen

proporciones de infiltraciones más altas.

3. Cantidad de materia orgánica. Altas proporciones de materia orgánica

sin descomponer propician que una mayor cantidad de agua entre al

suelo.

4. Profundidad del suelo a una capa endurecida “hardpan”, lecho rocoso u

otras capas impermeables influyen en la infiltración. Los suelos

delgados almacenan menos agua que los suelos profundos.

5. Cantidad de agua en el suelo. En general un suelo mojado tendrá una

menor infiltración que un suelo seco.

6. Temperatura del suelo. Los suelos calientes permiten mayor infiltración

del agua que los suelos fríos.

7. Cantidad de organismos vivos. A mayor actividad microbiológica en los

suelos habrá una mayor infiltración. Un caso típico es la elaboración de

pequeños túneles por las lombrices, los cuales favorecen la infiltración

y la penetración de las raíces así como la aireación.

De acuerdo con la estructura presente en un suelo se presentan

características específicas en relación con otras propiedades físicas del suelo,

entre las más importantes se encuentra la infiltración. Es posible mostrar la

relación a continuación.

14

Efecto de la estructura con respecto a la velocidad de infiltración. Apuntes de la materia de Riego y Drenaje. Dr. Rodolfo Cisneros Almazán. Universidad Autónoma de San Luís Potosí

A partir de la infiltración y su relación con la velocidad, se han presentado

diversas clasificaciones para el movimiento del agua en el suelo.

CLASIFICACION MAGNITUD (cm/hr)

CARACTERISTICAS

MUY LENTA < 0.25 Suelos con un alto contenido de arcilla.

LENTA 0.25 - 1.75 Suelos con alto contenido de arcilla, bajo en materia orgánica o suelos delgados.

MEDIA 1.75 - 2.50 Suelos migajones arenosos o migajones limosos.

RAPIDA > 2.50

Suelos arenosos o migajones limosos profundos y de buena agregación.

Clasificación de infiltración. Apuntes de la materia de Riego y Drenaje. Dr. Rodolfo Cisneros Almazán. Universidad Autónoma de San Luís Potosí

Porosidad

La porosidad se define como el porcentaje del volumen total de suelo que está

ocupado por los poros:

Dónde:

Pt = porosidad, %

V = volumen de vacíos, cm3

Vt = volumen total, cm3

15

El espacio poroso es la porción de suelo no ocupado por partículas sólidas

(minerales u orgánicas). Los espacios porosos están ocupados por aire y agua.

El arreglo de las partículas sólidas del suelo determina la cantidad de espacio

poroso16.

Permeabilidad

La permeabilidad en su aspecto cualitativo hace referencia a la facilidad con

que transmite o conduce fluidos. Cuantitativamente, hace referencia al medio

poroso y su viscosidad17.

Conductividad hidráulica

Expresa la facilidad con que el suelo permite el flujo del agua, según el

gradiente. En este flujo es determinante el tipo de suelo.

Adicionalmente, la conductividad hidráulica o la permeabilidad y sus valores,

tienen numerosas aplicaciones en el proyecto de canales, presas y explotación

de acuíferos; estos parámetros son utilizados principalmente en el diseño de

sistemas de drenaje, en la cuantificación del flujo subterráneo que entra en una

determinada área18.

16




16

Abono

El uso de abonos orgánicos para mantener y mejorar la disponibilidad de

nutrimentos en el suelo y obtener mayores rendimientos en el cultivo de las

cosechas, se conoce desde la antigüedad19.

Los primeros agricultores europeos ayudaron a difundir una revolucionaria

forma de vida en todo el continente. Pero también difundieron algo más. Los

primeros agricultores fertilizaban sus cultivos con estiércol hace 8.000 años,

miles de años antes de lo que se pensaba. Los agricultores del Cercano

Oriente (en lo que hoy es Israel, Palestina, Siria, Jordania y los países vecinos)

comenzaron a cultivar plantas y a criar animales alrededor del 8.000 a.C.,

siendo así que el pastoreo y el cultivo se desarrollaron a la vez; las áreas de

“acumulación de estiércol natural”, donde los animales se juntaban, habrían

proporcionado “áreas aisladas de tierra superfértil que los cultivos tempranos

habrían colonizado”20.

La importancia del abono se debe precisamente a que se le puede atribuir a la

misteriosa desaparición de la cultura sumeria que se presume fue debido a la

salinización y descompensación nutricional de sus tierras. Es por esto que se

puede concluir que la participación del abono no era fundamental en esta

civilización.

19

Tomado de http://www.sagarpa.gob.mx/desarrolloRural/Documents/fichasCOUSSA/Abonos%20organicos.pdf 20

Tomado de http://terraeantiqvae.com/profiles/blogs/descubren-cuando-comenzo-el-uso-de-fertilizantes-en-la-agricultur#.U0Ivp_l5Pxw

17

Sistemas de Riego

El sistema de riego, es el conjunto de instalaciones técnicas que garantizan la

organización y realización del mejoramiento de tierras mediante el riego21.

Los objetivos del riego son:

1. Proporcionar la humedad necesaria para que los cultivos se

desarrollen.

2. Proporcionar nutrientes en disolución.

3. Asegurar las cosechas contra sequías de corta duración.

4. Refrigerar el suelo y la atmósfera para mejorar el medio ambiente de la

planta.

5. Disolver las sales contenidas en el suelo.

6. Reducir el contenido de sales de un suelo existiendo un adecuado

drenaje.

Cuando se habla del riego en general, se dice que el problema principal por

plantearse es el Cuánto, Cuándo y Cómo regar.

El Cuánto plantea el problema de la cantidad de agua que hay que aplicar a un

suelo en el que se va establecer o se tiene establecido algún cultivo.

El Cuándo plantea el problema de la oportunidad con que se debe aplicar esa

cantidad de agua.

El Cómo plantea el problema de la forma en que esa cantidad de agua deba

aplicarse al suelo en la oportunidad que definió el Cuándo.

21


18

Todo esto con el fin de hacer un aprovechamiento integral del agua para que

sea aplicada en oportunidad y con la mayor eficiencia posible, obteniendo el

máximo de los rendimientos en la producción22.

En los sistemas de riego se presentan partes consideradas como factores

comunes, como son23:

a) Fuente de regadío (río, presa, pozos...)

b) Toma de agua de cabecera.

c) El canal principal o tubería.

d) Los canales distribuidores o tuberías (primario, secundario, terciario...).

e) Red de drenaje destinada a evacuar excedentes de agua y de sales, así

como de niveles freáticos excedentes.

f) Las obras hidrotécnicas del sistema de riego (compuertas, válvulas,

medidores, aliviadores...).

g) Las instalaciones adecuadas para garantizar el riego durante todo el ciclo.

Sistemas de riego superficial

Estos sistemas conducen el agua por canales abiertos, esto es, sin presión.

El agua se aplica directamente a la superficie del suelo, ya sea por inundación

total controlada por bordos o a través de surcos donde la inundación es parcial.

En general se usa el riego por inundación en el caso de cultivos que cubren el

terreno de un modo continuo, y el riego por surcos cuando se trata de cultivos

sembrados en líneas o de escarda24.

22



19

Riego por inundación de cuadros

Este método es esencialmente un método de riego en melgas que son

generalmente muy pequeñas (desde 6 m2

). Se forman cuadriculando pequeñas

superficies limitadas por bordos.

El agua se conduce por regaderas en general por cada dos hileras de cuadros,

aunque también se llega a conducir de cuadro a cuadro hasta terminar una

hilera completa25.

Riego por inundación de cuadros. Apuntes de la materia de Riego y Drenaje. Dr. Rodolfo Cisneros Almazán. Universidad Autónoma de San Luís

Potosí

24



20

Adaptación y diseño26

Suelos Todo tipo de suelos principalmente de

baja permeabilidad.

Pendiente Irregular en terrenos faltos de toda

nivelación.

Dimensiones De 2 x 2 m generalmente.

Altura de bordo 20 cm

Tirante máximo 15 cm

Gasto Desde 10 lps27 hasta 300 lps

Cultivos Aquellos que cubren el terreno como

trigo, cebada

Limitaciones

1. El llenado individual de cada cuadro obliga a extremar la vigilancia para

poder hacer un riego uniforme.

2. La mano de obra requerida es considerable por la formación de bordos.

3. Dificulta en extremo el uso de maquinaria agrícola para los cultivos.

4. Solo se recomienda en terrenos muy accidentados y previa preparación

de rastreo y tabloneo.

Riego por regaderas que siguen curvas a nivel

Este método consiste en llevar el agua hasta el campo por medio de regaderas

más o menos equidistantes que arrancan de una regadera de cabecera. Las

regaderas pueden hacerse siguiendo el contorno del terreno ya sea a nivel o

26


Unidad de medida lps: Litros por segundo.

21

con pendiente. El agua se descarga al terreno con sifones o se deja derramar

sobre el bordo inferior de la regadera o se descarga por aberturas a una zanja

igualadora paralela, la que derrama por el terreno. El agua se extiende en

forma indefinida en sentido de la pendiente, el escurrimiento sobrante se

recoge en las regaderas inferiores para volver a utilizarse28.

Riego por regaderas que siguen curvas a nivel. Apuntes de la materia de Riego y Drenaje. Dr. Rodolfo Cisneros Almazán. Universidad Autónoma de

San Luís Potosí


Pendiente del terreno 0.5 al 15%

Suelos con infiltración básica 0.25 a 7.5 cm/hr

Distancia entre regaderas 15 a 50 m

Cultivos Todos aquellos que cubren el terreno

como: granos, pastos y alfalfa

Eficiencia de riego 50 al 65%

Características importantes

1. Bajos costos de establecimiento.

28



22

2. Se requiere muy poca preparación superficial del terreno aún con

topografía irregular.

Limitaciones

1. Baja eficiencia de aplicación lo que se traduce en gasto excesivo de agua.

2. Poca uniformidad en la distribución del agua.

3. Costo elevado de operación ya que requiere mucha mano de obra.

4. Peligro de erosión.

5. Problemas de drenaje en las partes bajas del campo

Riego por melgas o fajas

En este tipo de método de riego, la superficie del terreno se riega en forma

dirigida o controlada, guiando el agua en sentido, caudal y tiempo, de manera

que al final se aplica la lámina neta. El terreno se divide en fajas por medio de

bordos paralelos, para que cada faja se riegue independientemente. Las fajas

deben tener poca o ninguna pendiente, tanto en el sentido longitudinal como en

el transversal, para realizar el riego. Cada faja recibe el agua derivada de una

regadera que corre por el extremo superior. El gasto derivado a ella debe ser

de magnitud suficiente para distribuirse sobre toda la faja establecida entre

cada bordo, sin rebasar su altura y que el volumen de agua deseado se aplique

en un tiempo menor que el necesario para que el suelo absorba la cantidad

neta requerida. El agua se aplica en la parte superior de las fajas por medio de

sifones, cajas de aplicación o compuertas y en forma rústica practicando

aberturas en el bordo de las regaderas30.

30


23


Suelos Mayor parte de los suelos pero se

adapta mejor a suelos de textura

media a pesada

Velocidad de infiltración 0.25 a 2.50 cm/hr

Pendiente 0.4%

Anchura de melgas variables 3.0 a 36.0 m

Longitud 50.0 a 600.0 m

Altura de bordos 20 cm

Tirante máximo del agua dentro de

las melgas

15.0 m

Cultivos Aquellos cultivos que cubren el suelo

totalmente con excepción del arroz, o

cualquier otro que crezca con agua

estancada. Es aplicable a los pastos y

los cereales menores. También se

pueden usar en viñedos y huertos

frutales.

Eficiencia 55 al 75%


La mano de obra requerida es baja. Se puede lograr una buena eficiencia de

riego, si se diseñan y construyen bien los bordos y regaderas.

La anchura de las fajas se proyecta de tal manera que pueda desplazarse

adecuadamente la maquinaria en la siembra y en la recolección. Debe tenerse

cuidado cuando se presenta una pendiente fuerte transversal, pues entre

bordos no se debe sobrepasar un desnivel de 7.5 cm. Para evitar que el agua

se recargue sobre el bordo más bajo.

31


24

Limitaciones

La topografía debe ser relativamente plana, y los suelos suficientemente

profundos para poder llevar a cabo una nivelación satisfactoria.

Cuando a lo largo de una melga, se presentan dos diferentes grados de

pendiente, es difícil regular el gasto de agua para realizar el mojado en toda su

longitud.

Riego por melgas. Apuntes de la materia de Riego y Drenaje. Dr. Rodolfo Cisneros Almazán. Universidad Autónoma de San Luís Potosí

Riego por bordos siguiendo curvas a nivel

Este método es una modificación del sistema de melgas. Las franjas de riego

se limitan por bordos que se trazan siguiendo una curva de nivel cero o a nivel.

La anchura de las fajas es variable de acuerdo a la configuración del terreno o

puede ser uniforme entre dos curvas a nivel. El agua se aplica con gastos

fuertes, mayores que los necesarios a la velocidad de infiltración,

25

extendiéndose rápidamente en la faja donde permanece hasta que se ha

infiltrado el agua a la profundidad deseada. El agua sobrante en un riego si

este es de auxilio, el agua, al llenarse una franja se deriva a la siguiente y así

sucesivamente32.


Suelos De textura media a fina

Pendiente del terreno Preferiblemente menor del 0.5 o máximo 1.0%

Anchuras Equidistancia entre curvas de nivel de 4 a 6 cm

Longitud Las franjas tengan superficie de 2000 a 8000 m2 como máximo.

Altura de bordos 20 cm Tirante máximo 15 cm Gasto 34 lps/ha34 Cultivos Deben resistir 12 o más horas en el

agua sin sufrir daños como el arroz, cereales, pastos

Eficiencia Hasta del 80%


1. Se logra fácilmente una distribución uniforme del agua de riego.

2. Bien planeado y operado se logran eficiencias de aplicación hasta de un

80 %.

3. El agua drenada de una curva puede volver a ser usada en la siguiente.

4. La pérdida por escurrimiento final queda limitada al agua evacuada del

área más baja del campo.

5. Se puede aprovechar al máximo cualquier caudal de agua procedente

de las lluvias.

32



Unidad de medida: litros por segundo sobre hectárea

26

6. La cantidad de mano de obra es mínima en comparación con otros

métodos y no requiere mucha experiencia.

Limitaciones

1. El método de riego no es muy adecuado en suelos con infiltración de

moderada a rápida.

2. Es difícil aplicar riegos con láminas menores de 5 cm.

3. Se requieren gastos elevados.

4. El agua debe ser de buena calidad sobre todo en terrenos con

infiltración lenta, ya que se acumulan rápidamente las sales y son

difíciles de lavar.

5. Suele ser necesario el emparejamiento o nivelación del terreno.

6. Los bordos pueden sufrir daños fuertes por el oleaje debido a vientos

fuertes.

7. Las cosechas susceptibles pueden sufrir daños por inundación.

Riego por bordos siguiendo curvas a nivel. Apuntes de la materia de Riego y Drenaje. Dr. Rodolfo Cisneros Almazán. Universidad Autónoma de San

Luís Potosí

27

Riego por surcos

Los surcos son canales pequeños en los que el agua se infiltra en dirección

vertical y lateral, al mismo tiempo que se mueve en sentido de la pendiente. La

superficie del suelo solo se humedece por infiltración.

Cuando el agua se acerca al extremo de los surcos debe ajustarse el gasto o

cortar el agua, para evitar pérdidas excesivas o tomar medidas para recuperar

el excedente.

Los surcos se construyen usualmente en el sentido de la pendiente cuando

estas no son excesivas, para evitar desbordamientos laterales35.

Suelos Cualquier tipo de suelos

exceptuando arenas de infiltración

rápida con distribución de agua

lateral deficiente. Suelos con alta

concentración salina.

Pendiente del terreno Menores al 1% hasta 3% en el caso

de que la precipitación no sea intensa.

Infiltración 0.25 a 2.5 cm/hr, es decir, de lenta a

moderada y medida en lps/100 m de

surco.

Anchura entre surcos Variable dependiendo al cultivo y

maquinaria empleada.

Longitud Esta depende de la infiltración, el

gasto máximo permisible en el surco

35


28

el que a su vez depende de la

pendiente. Es la distancia que el

gasto de riego adecuado máximo

avanza en la cuarta parte del tiempo

necesario para que la lámina

requerida se infiltre en el suelo.

Sección transversal En forma de V, de 15 a 20 cm de

profundidad. De 25 a 30 cm en la

parte superior.

Tiempo de riego Tiempo que se necesita para que la

lámina neta se infiltre, más el tiempo

necesario para que el gasto de riego

alcance el extremo final del surco

regado.

Cultivos Todos los cultivos de escarda y que

se siembran en hileras: maíz, sargo,

algodón, soya, legumbres, caña de

azúcar y frutales.

Eficiencia de riego De 65 al 70%

Limitaciones

1. Uso de mucha mano de obra para una distribución de agua uniforme y el

menor desperdicio de agua.

2. Regulación cuidadosa del caudal de riego para cada surco evitando

rompimientos o desperdicio de agua.

3. No es adecuado para riegos ligeros menores de 5 cm.

29

4. Necesidad de reparar surcos a pesar del cultivo.

5. Establecer dispositivos para colectar y evacuar el escurrimiento

superficial.

Riego por surcos. Apuntes de la materia de Riego y Drenaje. Dr. Rodolfo Cisneros Almazán. Universidad Autónoma de San Luís Potosí

Riego por corrugaciones

El riego a base de surcos pequeños y juntos, es un método que produce una

inundación parcial de la superficie. El agua de riego no cubre todo el campo,

sino que se aplica por pequeños surcos igualmente espaciados a través del

campo. El agua que escurre por dichos surcos penetra en el suelo y se difunde

lateralmente para regar las áreas comprendidas entre ellos. Los cauces deben

espaciarse de manera que permitan una difusión lateral adecuada36.

Adaptación y diseño

Suelos De textura fina a moderadamente

gruesa.

Pendiente del terreno De 1 al 8%. La pendiente transversal

debe ser nula o despreciable

36


30

Separación entre corrugaciones De 40 a 76 cm

Infiltración 0.25 a 2.5 cm/hr, es decir, de lenta a

moderada y medida en lps/100 m de

corrugación.

Longitud Depende de la infiltración, el gasto

máximo permisible en el surco el que

a su vez depende de la pendiente. Es

la distancia que el gasto de riego

adecuado máximo avanza en la

cuarta parte del tiempo necesario

para que la lámina requerida se infiltre

en el suelo.

Sección transversal De 10 cm de profundidad en forma de

V o U.

Tiempo de riego Tiempo que se necesita para que la

lámina neta se infiltre, más el tiempo

necesario para que el gasto de riego

alcance el extremo final del surco

regado.

Cultivos De cobertura total: trigo, cebada,

alpiste, linaza, avena, pastos, alfalfa,

entre otros.

Eficiencia de riego De 65 a 70%

31

Riego por corrugaciones. Apuntes de la materia de Riego y Drenaje. Dr. Rodolfo Cisneros Almazán. Universidad Autónoma de San Luís Potosí

Riego por aspersión

Es un método de riego mecanizado o presurizado ya que se necesitan

mecanismos para mover el agua. Mediante este método no es necesario

nivelar el suelo y se puede aplicar sin que este cause problemas de erosión o

corrimiento de semillas, utilizando presión y aspersores adecuados37.

Partes de un sistema de riego por aspersión. Apuntes de la materia de Riego y Drenaje. Dr. Rodolfo Cisneros Almazán. Universidad Autónoma de San Luís Potosí

La Bomba se emplea para transmitir la presión con que se va a mover el agua,

de esta manera se deben tener claros ciertos aspectos para optimizar su uso. 37


32

La cantidad de agua que se necesita emplear.

La presión total de la bomba que es la suma de la altura entre el nivel

del agua y la bomba.

Las pérdidas que se producen en las tuberías y fittings.

Descarga de la bomba.

La presión que necesitan los aspersores.

El diámetro de entrada y salida de la bomba.

Tipo de energía disponible (motor eléctrico, gasolina o petróleo)

Las Tuberías se deben elegir adecuadamente el diámetro de las tuberías. A

mayor diámetro el costo es mayor, sin embargo, se necesitan bombas de

menor potencia, que son más baratas y gastan menos combustible. Las

tuberías de menor diámetro son más baratas, pero oponen más resistencia al

paso del agua por lo que necesitan una bomba de mayor tamaño.

Aspersores de estos existe una gran variedad de aspersores que varían en la

presión que necesitan y la cantidad de agua que pueden tirar, es decir, el

diámetro que pueden regar en una posición.

Accesorios y conexiones (fittings), de estos se necesita una serie de

accesorios y conexiones como ser válvulas de pie o sapo, válvulas de paso,

uniones y reducciones, los que se deben especificar con el equipo completo38.

Ventajas

1. Proveen un control de primera calidad sobre la cantidad y la calidad de

aplicación del agua, (por esto mismo, son sistemas de riego eficiente).

Los sistemas son adaptables:

a) Suelos de casi todas las clases.

38


33

b) A cultivos que requieren riegos ligeros y frecuentes (zacates,

alfalfa,...).

c) Suelos con capacidad de retención baja.

d) Suelos pesados con escasa capacidad de capilaridad.

e) Suelos ligeros con escasa capacidad de capilaridad.

f) Áreas con mantos freáticos someros.

2. No se requieren de suelos muy nivelados.

3. Se pueden utilizar gastos pequeños en forma eficiente.

4. Eliminan la necesidad de canales.

5. Las eficiencias del riego altas son muy posibles de alcanzar.

6. Permite la aplicación eficiente de productos químicos, a través del agua

de riego.

7. Reducen las operaciones de cultivo.

8. Reducción de peligro de erosión.

9. Reducción de los costos de mano de obra.

10. Requieren de operadores sin alto grado de entrenamiento.

Desventajas39

1. Inversión inicial puede ser alta.

2. Limitación a ciertos cultivos.

3. El viento distorsiona la distribución del agua.

4. Perdidas por evaporación.

5. Silos suelos son muy arcillosos o limosos puede haber dificultad al

mover el equipo.

39


34

6. Puede ocasionar daños a las flores, problemas de enfermedades o

reducir la calidad del fruto.

7. Las aguas salinas pueden dañar las plantas.

8. Se requiere un consumo de energía grande.

Diversos tipos de riego por aspersión. Apuntes de la materia de Riego y Drenaje. Dr. Rodolfo Cisneros Almazán. Universidad Autónoma de San Luís Potosí

Sistemas de riego subterráneo

Riego por goteo

A partir de este sistema se consigue la humedad en el sistema radicular

aplicando gota a gota el agua necesaria para el desarrollo de la planta.

El agua se conduce desde el depósito o la fuente de abastecimiento a través

de tuberías liberando gota a gota justo en el lugar donde se ubica la planta.

35

El agua se infiltra en el suelo produciendo una zona húmeda vertical y

horizontal en forma de bulbo. El bulbo húmedo variará según las características

del suelo, la cantidad de agua y el tiempo que se emplee en el goteo40.

Ventajas

1. Ahorro significativo del agua

2. Reducción de la mano de obra.

3. Incremento notable en la cantidad y calidad de cultivos.

4. Adaptación a todo tipo de superficies y desniveles en su relieve natural.

Desventajas

1. Contaminación del suelo con sales. En suelos muy áridos y sin

posibilidad de aseo con respecto a las aguas puede dañar el suelo.

2. Obstrucción de orificios de riego.

3. Alto costo del sistema.

4. Complejidad de las instalaciones

Partes Integrantes

1. Cabezal

El cabezal es el conjunto de instrumentos y accesorios que dominan toda la

superficie puesta bajo riego, incluye la estación de bombeo, los dispositivos

para medir el agua, equipo de fertilización y aplicación de agroquímicos,

equipo de filtrado, diferentes válvulas de control y manómetros.

2. Tuberías de distribución

40

Tomado de http://www.slideshare.net/csemidei/sistemas-de-riego-presentation

36

Tubería principal: transporta el agua desde el cabezal hasta la unidad

de riego.

Tubería secundaria: aquella dentro de una unidad de riego abastece

a las distintas subunidades.

Tubería terciaria: aquella dentro de una subunidad de riego que

alimenta a las tuberías laterales.

Tubería lateral: es la tubería que lleva conectada los emisores

Ariete Hidráulico

Las energías fósiles han sido consideradas como el agente de energía

comercial por un muy largo tiempo. Estas energías no son renovables y van a

escasear tarde o temprano y además son la causa de enormes daños al

medioambiente. La búsqueda de nuevas fuentes de energía recién ha

comenzado, no es una tarea fácil, pero es un deber que debemos cumplir todos

los involucrados en el manejo de energías, el desarrollo del Ariete Hidráulico,

puede ser a una pequeña contribución para un desarrollo sustentable del medio

ambiente y una muy buena alternativa que brinda al usuario un desarrollo socio

– económico, por lo que cualquier avance tecnológico en esta máquina es de

mucha ayuda.

El principio de funcionamiento del Ariete Hidráulico se le atribuye a John

Whitehurst en 1772, un inglés que luego se hizo famoso por el globo

aerostático, experimentaba con el agua que fluía rápidamente por los tubos. En

su cervecería ubicada en el condado de Cheshire inventó una máquina muy

rudimentaria en la que empleaba a un niño para que accionara manualmente

un grifo acoplado a una tubería la cual estaba conectada a un tanque de abasto

37

en un nivel superior para que así se genere el fenómeno conocido como golpe

de ariete, haciendo que el agua se eleva a un nivel aun superior del tanque de

abasto, esto lo realizó bajo sus experiencias en las que descubrió la fuerza de

propulsión al cerrar rápidamente en el extremo inferior de un tubo41.

En el año de 1797, los hermanos Montgolfier sintetizaron el trabajo de

Whitehurst. Tras algunos intentos fallidos, lograron dar con los requisitos

básicos para el diseño y construcción de un ariete hidráulico.

Montgolfier podía ofrecer un dispositivo que permitía bombear agua a la

superficie sin necesidad de ninguna energía externa. Esto significaba que los

pueblos y aldeas aislados, que hasta entonces habían tenido que abastecerse

de agua con cubos o coches cisterna, por primera vez, con un esfuerzo

considerablemente inferior, podrían abastecerse de agua42. (Weinmann, 2004)

Golpe de Ariete

El golpe de ariete o también conocido golpe hidráulico fue descrito por primera

vez en el año 1889 por N. J. Zhukovsky, un eminente científico ruso. Zhukovsky

nos dice que el golpe de ariete es la variación de la presión en los conductos

de agua, provocada por el aumento o la disminución brusca de la velocidad de

movimiento del líquido, esta variación puede ser ocasionada por el cierre o

abertura de una llave, grifo o válvula; también puede producirse por la puesta

en marcha o detención de un motor o bomba hidráulica43.

Principio de Golpe de Ariete

En la figura 1-1 se observa la situación en donde se produce el golpe

hidráulico, N. J. Zhukovsky nos indica que si durante el movimiento del líquido

41

Tomado de http://www.enersurep.gob.ec/docs/Ariete%20hidraulico%20de%20Alta%20Eficiencia.pdf

42 Tomado de http://www.enersurep.gob.ec/docs/Ariete%20hidraulico%20de%20Alta%20Eficiencia.pdf

43 Tomado de http://www.enersurep.gob.ec/docs/Ariete%20hidraulico%20de%20Alta%20Eficiencia.pdf

38

por una tubería larga 3, del recipiente 1 al recipiente 2 se cierra rápidamente la

llave 5, el líquido, por motivo de la inercia, se moverá algún tiempo en la

dirección anterior creando cerca de la llave una zona de presión elevada. A

veces ésta excede muchas veces la presión inicial (antes de cerrar la llave). Al

mismo tiempo la presión detrás de la llave se reduce. Al cerrar rápidamente las

llaves, la presión elevada que surge puede conducir a la destrucción de la

tubería en lugares más débiles44.

http://www.enersurep.gob.ec/docs/Ariete%20hidraulico%20de%20Alta%20Eficiencia.pdf

Arietes hidráulicos en serie y paralelo

Existen algunas alternativas para el mejoramiento de la eficiencia de estos

sistemas, como por ejemplo colocar varios arietes en forma paralela

alimentados con un solo tubo de alimentación, esto depende de la condición

del sitio donde se los va instalar. En el caso de que la fuente de agua sea

abundante y la demanda de agua sea alta, un set de ariete hidráulico podría no

44


39

elevar la suficiente cantidad de agua para abastecer la demanda, por lo que es

recomendable la instalación de algunos sets de arietes hidráulicos en paralelo,

como lo podemos ver la figura 1-2. Para la instalación en serie de estos

sistemas, se tiene en cuenta la altura a la que se quiere llegar, porque si es la

altura es muy elevada un solo ariete tendría que ser muy grande, por lo que se

coloca varios arietes hasta alcanzar la altura deseada, los arietes a medida que

se los coloca a diferentes alturas, son de menor tamaño45.

45


40

Proceso de construcción Ariete Hidráulico 1”

http://www.intikallpa.org/wp-content/uploads/2010/08/jvariete.pdf

41


42

Esquema de ensamblaje


43

Ensamblaje


44


45

Instalación y funcionamiento


46

Bibliografía

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