http://ocwus.us.es/ingenieria-agroforestal/hidraulica-y-riegos/temario/Tema%2010.Riego%20goteo/tutorial_06.htm

ndice

1. Introduccin. Bases del riego localizado

2. Ventajas e inconvenientes del riego localizado

3. Elementos de un sistema de riego localizado

4. Diseo agronmico

5. Diseo hidrulico

6. Evaluacin de instalaciones de riego localizado

7. Mantenimiento de las instalaciones de riego localizado

Introduccin. Bases del riego localizado

El riego localizado consiste en aplicar el agua a una zona ms o menos restringida del volumen de suelo que habitualmente ocupan las races. Sus caractersticas principales son:

No se moja la totalidad del suelo.

Se utilizan pequeos caudales a baja presin.

El agua se aplica con alta frecuencia.

La localizacin del agua en la proximidad de las plantas se manifiesta en que se modifican algunas caractersticas de las relaciones suelo-agua-planta, tales como: reduccin de la evaporacin, distribucin del sistema radical, rgimen de salinidad, etc. La alta frecuencia de aplicacin del agua implica unas importantes consecuencias sobre su aprovechamiento, ya que al estar siempre el suelo a la capacidad de campo o muy prximo a ella, las plantas absorben el agua con mucha facilidad.

El riego localizado incluye:

Riego por goteo.El agua se aplica mediante dispositivos que la echan gota a gota o mediante flujo continuo, con un caudal inferior a 16 litros/hora por punto de emisin o por metro lineal de manguera de goteo.

Riego por microaspersin.El agua se aplica mediante dispositivos que la echan en forma de lluvia fina, con caudales comprendidos entre 16 y 200 litros/hora por punto de emisin.

Bases del riego localizado. Relacin suelo-agua-planta.

La localizacin del agua y la alta frecuencia de su aplicacin tienen unas repercusiones importantes en las relaciones suelo-agua-planta.

Prdida de agua en el sueloLa evapotranspiracin comprende las prdidas de agua ocasionadas por evaporacin en el suelo y por transpiracin de la planta. En el riego localizado se moja una parte de la superficie del suelo; por lo tanto, las prdidas por evaporacin sern menores que en aquellos sistemas de riego en donde se moja toda la superficie del suelo. En cambio la transpiracin puede ser mayor en el riego localizado, debido a que el suelo seco se calienta ms que el suelo hmedo y ello provoca un aumento de temperatura del follaje.

En trminos generales se puede decir que la evapotranspiracin en el riego localizado es anloga a la de otros sistemas. nicamente hay alguna ventaja, a favor del riego localizado, en el caso del cultivo de rboles cuando estos aun son pequeos. El verdadero ahorro de agua, con relacin a otros sistemas de riego, consiste en que se eliminan las prdidas en las conducciones y las ocasionadas por percolacin profunda y escorrenta superficial.

La transpiracin se hace ms difcil cuando la humedad del suelo desciende por debajo de ciertos lmites. Por este motivo, cuando en los riegos por gravedad y por aspersin el intervalo de riego se prolonga ms de lo debido se produce una disminucin de la transpiracin; pero esta disminucin no se puede considerar como un ahorro de agua, puesto que al descender la transpiracin disminuye la fotosntesis y, en consecuencia, disminuye tambin la biomasa. En este supuesto, el riego de alta frecuencia supone un mejor aprovechamiento del agua y un mayor rendimiento del cultivo.

Rgimen de humedadExiste un nivel de agua en el suelo, llamadonivel mnimo, por encima del cual la planta se desarrolla satisfactoriamente. Cuando el agua del suelo desciende por debajo del nivel mnimo, la planta tiene que hacer un esfuerzo mayor para absorber el agua, lo cual se traduce en una menor absorcin y, en consecuencia, una menor transpiracin y una disminucin del rendimiento.

El nivel mnimo depende, sobre todo, del tipo de cultivo y de su estado de desarrollo. A su vez, el nivel mnimo se caracteriza por una cantidad de agua existente en un suelo determinado, pero de ninguna manera depende del mtodo de riego utilizado. La respuesta de los cultivos al riego no depende, por tanto, del mtodo de riego, sino del rgimen de humedad del suelo que produce ese mtodo.

En la prctica, los riegos por gravedad y por aspersin sin cobertura total se practican por el sistema de turnos, mediante el cual las parcelas se riegan cada cierto nmero de das aplicando una dosis de riego suficiente para cubrir las necesidades del cultivo durante ese periodo. A partir del momento del riego, el suelo va perdiendo agua por evapotranspiracin. En suelos con poca capacidad de retencin de agua (suelos arenosos o poco profundos) el nivel mnimo se alcanza en seguida, con lo cual la produccin se resiente si el intervalo de riego se alarga ms all de 3 4 das. Pero estos intervalos tan cortos aumentan el coste de la operacin de regar.

En el riego localizado el intervalo entre riegos se elige a voluntad, por lo que el contenido de humedad del suelo se mantiene siempre alejado del nivel mnimo.

Aireacin del sueloEn los riegos por gravedad y por aspersin se suelen utilizar dosis grandes de riego. El suelo queda saturado de agua despus del riego, por lo que pueden presentarse problemas de aireacin en suelos muy arcillosos. En el riego localizado el suelo slo se satura en un volumen muy reducido prximo al emisor, con lo cual no se presentan esos problemas.

Distribucin del sistema radicalNumerosas experiencias han puesto de manifiesto que las plantas pueden desarrollarse normalmente con un volumen de suelo inferior al que normalmente ocupan. Ello se debe a que el sistema radical se desarrolla rpidamente en la zona hmeda disponible, por lo que no es raro que en la zona hmeda del riego localizado la concentracin de races sea 3-4 veces mayor que en otros riegos no localizados.

En trminos generales se puede asegurar que los cultivos se pueden desarrollar normalmente cuando la zona hmeda ocupa el 30-40% del rea sombreada por el cultivo. Hay mayor seguridad cuando el volumen mojado cubre ms de ese porcentaje, pero la instalacin de riego resulta ms cara.

Cabra la posibilidad de disminuir el marco de la plantacin para aprovechar el volumen de suelo no mojado, pero ello acarreara problemas de falta de luz en el follaje, aparte de otras consideraciones de orden prctico, como puede ser el espacio necesario para el paso de las mquinas.

Los cultivos arbreos entran en produccin muy pronto, debido al gran desarrollo que alcanza el sistema radical. Por esto mismo no se debe labrar, ya que fcilmente se deteriora un sistema radical tan tupido.

El bulbo hmedoSe llama bulbo hmedo al volumen de suelo humedecido por un emisor de riego localizado (figura 10.1). El movimiento del agua en el suelo determina la forma y el tamao del bulbo hmedo, que tiene una gran importancia, ya que en l se desarrolla el sistema radical de las plantas.

El agua en el suelo se mueve en todas direcciones, pero en unos casos lo hace con mayor facilidad que en otros, dependiendo de la porosidad del suelo: en los poros grandes el agua circula por su propio peso, desde arriba hacia abajo, mientras que en los poros pequeos el agua circula por capilaridad en todas direcciones.

Figura 10.1. Bulbo hmedo en el sueloLa forma y tamao del bulbo hmedo depende de los siguientes factores:

- La textura del suelo.En suelos arenosos, con gran cantidad de poros grandes, el agua circula con mayor facilidad hacia abajo, mientras que en suelos arcillosos el agua se extiende con ms facilidad hacia los lados. En consecuencia, en suelos arenosos el bulbo tiene forma alargada y en suelos arcillosos tiene forma achatada (figura 10.2).

Figura 10.2. Forma del bulbo hmedo en suelos de diferente textura.- El caudal de cada emisor.Cuando el agua empieza a salir por un emisor se forma un pequeo charco, a la vez que el suelo empieza a absorber agua en toda la superficie del mismo. El tamao del charco depende del caudal que sale por el emisor: a mayor caudal corresponde una superficie mayor del charco y, por tanto, un bulbo ms extendido en sentido horizontal, esta caracterstica junto con la textura del suelo puede ilustrarse en la figura 10.3.

Figura 10.3. Tamao del bulbo hmedo en funcin del caudal del emisor, textura del suelo y tiempo de riego- El tiempo de riego.A medida que aumenta el tiempo de riego (suponiendo un caudal constante en el emisor) el tamao del bulbo aumenta en profundidad, pero apenas aumenta su extensin en sentido horizontal. La figura 10.3 muestra la forma y el tamao que adquiere el bulbo en un suelo franco y arenoso cuando se aplica la misma cantidad de agua con dos emisores de distinto caudal.

SalinidadLas sales contenidas en el suelo y las aportadas con el agua de riego se mantienen en disolucin en el agua del suelo. La planta absorbe el agua y una pequea parte de sales, quedando el resto en el suelo. A medida que disminuye el agua aumenta la concentracin de sales, con lo cual aumenta la tensin osmtica de la disolucin y las plantas encuentran mayor dificultad para absorber el agua.

En el riego localizado se mantiene un nivel alto de humedad y, en consecuencia, un nivel bajo de salinidad. Por eso se pueden utilizar aguas con mayor contenido de sal que en otros mtodos de riego.

En trminos generales, el potencial del agua en el suelo es la suma del potencial osmtico y del potencial matricial. Al ser este ltimo muy bajo en el riego localizado, el potencial osmtico puede ser mayor, por cuyo motivo pueden utilizarse agua y suelo ms salinos que en otros sistemas de riego.

La concentracin de sales dentro del bulbo va aumentando progresivamente hacia la periferia del mismo, sobre todo en la zona superficial, en donde se presenta con frecuencia una corona blanca de sales (figura 10.4). Las races de las plantas se concentran en la zona ms hmeda del bulbo, que corresponde a la de menor concentracin de sales, en tanto que la periferia del mismo, con mayor concentracin, ofrece una barrera que dificulta el paso de las races hacia zonas exteriores del bulbo. En el caso de cultivos anuales se presenta el riesgo de que en el cultivo siguiente las semillas se coloquen en las zonas salinizadas, lo que puede dificultar su nascencia.

En caso de lluvias no muy copiosas, las sales del anillo superficial son arrastradas hacia el interior del bulbo. Para paliar este aumento de salinidad conviene no detener el riego durante la lluvia, o ponerlo en funcionamiento inmediatamente despus de terminar aqulla, con el fin de arrastrar de nuevo las sales hacia la periferia del bulbo.

Para mantener baja la salinidad del bulbo hay que efectuar lavados frecuentes, salvo en los lugares donde el rgimen de lluvias permita hacer un lavado natural. La solucin ideal sera que cada riego lleve su dosis de lavado. En otros casos, cada cierto tiempo se hace un riego complementario por aspersin para provocar el lavado.

Figura 10.4. Zonas del bulbo hmedo donde se acumulan distintas concentraciones de sales procedentes del riego.FertirrigacinEn el riego localizado el sistema radical de las plantas est contenido en el bulbo hmedo prcticamente en su totalidad. Por tanto hay que localizar el fertilizante dentro del bulbo, y el mejor modo de hacerlo es aplicar los abonos disueltos en el agua de riego. Ello permite hacer la fertilizacin conforme lo exijan las necesidades de las plantas.

Ventajas e inconvenientes del riego localizado

El riego localizado ofrece una serie de ventajas e inconvenientes que es preciso conocer y evaluar para tomar una decisin razonable a la hora de elegir o no su implantacin.

Las ventajas con respecto a los sistemas de riego tradicionales son las siguientes:

Mejor aprovechamiento del agua.

Posibilidad de utilizar aguas con un ndice de salinidad ms alto.

Mayor uniformidad de riego.

Mejor aprovechamiento de los fertilizantes.

Aumento de la cantidad y calidad de las cosechas.

Menor infestacin por malas hierbas, debido a la menor superficie de suelo humedecida.

Posibilidad de aplicacin de fertilizantes, correctores y pesticidas con el agua de riego.

Facilidad de ejecucin de las labores agrcolas, al permanecer seca una buena parte de la superficie del suelo.

Ahorro de mano de obra.

Los inconvenientes son los siguientes:

Se necesita un personal ms cualificado.

Hay que hacer un anlisis inicial del agua.

Cuando se maneja mal el riego existe riesgo de salinizacin del bulbo hmedo.

Hay que vigilar peridicamente el funcionamiento del cabezal y de los emisores, con el fin de prevenir las obstrucciones.

Es preciso hacer un control de las dosis de agua, fertilizantes, pesticidas y productos aplicados al agua de riego.

Exige una mayor inversin inicial.

Elementos de un sistema de riego localizado

Los componentes fundamentales de una instalacin de riego localizado son los siguientes (figura 10.5):

Cabezal de riego.

Red de distribucin.

Emisores de agua.

Dispositivos de medida, control y de proteccin.

El agua de riego debe de entrar en el sistema dotada de la presin necesaria para hacer funcionar correctamente a la instalacin. El camino que sigue despus hasta que se pone a disposicin del cultivo es el siguiente: entra al cabezal de riego que est compuesto por una serie de elementos que la filtra y tratan, es decir ajustan su calidad a los requerimientos tanto del sistema de riego como del cultivo; entonces pasa a la red de distribucin donde es repartida a travs de tuberas y elementos accesorios a las diferentes unidades y subunidades a regar; finalmente sale por los emisores de riego, que la aportan al suelo de donde podr ser extrada por las plantas. Para manejar y realizar el riego de forma adecuada, se instalan una serie de elementos de medida, de control y de proteccin.

Cabezal de riego

El cabezal de riego comprende un conjunto de aparatos que sirven para tratar, medir y filtrar el agua, comprobar su presin e incorporar los fertilizantes. Existe una gran variedad de cabezales, aunque los elementos bsicos (equipo de tratamiento del agua, filtros, equipo de fertilizacin) son comunes a todos ellos y varan segn la calidad del agua, grado de automatismo y caractersticas de los materiales.

Del cabezal depende, en gran parte, el xito o fracaso del riego, por lo que debe prestarse una gran importancia a su instalacin, ya que desde l se regula el suministro de agua y un gran nmero de prcticas agrcolas, tales como la fertilizacin y la aplicacin de pesticidas.

Sistemas de filtradoUno de los mayores problemas que se presentan en el riego por goteo es la obstruccin de los emisores, producida por materias que van reduciendo progresivamente el paso del agua. Durante los ltimos aos se ha tratado de resolver el problema mediante el perfeccionamiento de las tcnicas de filtrado y la mejora en el diseo de los emisores, pasando de pequeos pasos de agua y rgimen laminar a pasos de agua ms amplios y rgimen turbulento.

La obstruccin de los goteros puede ser producida por materias de distinta naturaleza:

Partculas orgnicas: restos vegetales y animales, algas, bacterias.

Partculas minerales: arena, limo, arcilla.

Precipitados qumicos.

El mayor o menor riesgo de obstruccin se debe, sobre todo, a las caractersticas del agua: sales disueltas, pH, temperatura, etc. La fertirrigacin es un riesgo de obstruccin puesto que modifica algunas cualidades del agua de riego.

Para combatir las obstrucciones se utilizan dos tipos de procedimiento:

Preventivo:Consiste en evitar las obstrucciones mediante filtrado y tratamientos qumicos del agua.

De limpieza:Cuando la obstruccin ya se ha producido se hacen tratamientos del agua o se rompe la obstruccin mediante aplicaciones del agua o aire a presiones altas.

La prevencin de obstrucciones debe empezar antes de entrar en servicio la instalacin, efectuando un lavado de la misma con agua a presin, con el fin de facilitar la salida de partculas de plstico y de tierra que hubieran podido quedar dentro de las conducciones durante el montaje. Se deben colocar purgadores en los extremos de las tuberas principales, secundarias y portagoteros.

Prefiltrado

Cuando el agua contiene en suspensin una gran proporcin de partculas inorgnicas (arena, limo, arcilla) hay que eliminar una buena parte de ellas antes de la entrada del agua en el cabezal de riego. Esta separacin de partculas o prefiltrado se hace de dos formas:

1. Depsito decantadorCuando la cantidad de partculas de limo y arcilla sobrepasa 200 ppm, los equipos de filtracin se obturan continuamente, por lo que procede la eliminacin de esas partculas mediante un depsito de decantacin. Los limos muy finos y las partculas de arcilla decantan muy lentamente, pero no importa que una parte de esas partculas pase al sistema de distribucin, a condicin de que se tomen las precauciones adecuadas.

Este depsito tiene por misin separar del agua, por sedimentacin, las partculas minerales en suspensin (arena, limo, arcilla). Algunas aguas subterrneas contienen cido carbnico, que favorece la disolucin de compuestos de hierro, Cuando esas aguas son bombeadas y se airean dan lugar a precipitados de hierro. La permanencia del agua en el depsito decantador favorece la precipitacin y sedimentacin del hierro antes de pasar a la instalacin.

La superficie del depsito decantador se determina en funcin del caudal de entrada y de la velocidad de sedimentacin de las partculas en suspensin. Esta velocidad de sedimentacin se determina experimentalmente en un recipiente que tenga la misma profundidad, por lo que esta no se calcula, establecindose en un metro,aproximadamente.

La superficie del depsito decantador viene dada por la frmula:

S = Superficie del depsito, en m2Q = Caudal de entrada, en l/seg.

V = Velocidad de sedimentacin, en cm/seg

F = Factor de almacenaje. (Se suele hacer F = 2).

La longitud del depsito se hace 5 veces mayor que su anchura.

En la entrada del decantador se colocan unos deflectores que distribuyen el agua por toda su anchura, con lo que se evita la formacin de turbulencias. La salida del agua del decantador se efecta a una altura media, de tal forma que impida el paso de cuerpos flotantes y partculas sedimentadas.

Ejemplo 1Dimensionar un depsito decantador para eliminar las partculas minerales mayores de 75 micras, sabiendo que el caudal de entrada es 30 l/seg y que la velocidad de sedimentacin de las partculas de menor tamao es de 0,50 cm/seg.

Solucin:

Anchura del depsito: a

Longitud del depsito: l = 5a

HidrociclnEl Hidrocicln es un dispositivo, desprovisto de elementos mviles, que permite la separacin de las partculas slidas en suspensin cuyo tamao sea superior a 75 micras y cuya densidad sea superior a la del agua. Consiste en un recipiente de forma de cono invertido en donde el agua entra tangencialmente por la parte superior, lo que provoca un movimiento rotacional descendente en la periferia del recipiente. Las partculas slidas en suspensin se proyectan contra las paredes y descienden hacia un depsito de sedimentos colocado en la parte inferior. El agua libre de sedimentos es impulsada en movimiento rotacional ascendente y sale por un tubo situado en la parte superior (figura 10.6).

El hidrocicln es un separador sencillo, econmico y de gran eficacia (elimina hasta el 98 % de las partculas anteriormente citadas). Requiere que el caudal se mantenga constante dentro de lmites muy estrechos, que dependen de sus dimensiones.

En un hidrocicln se producen unas importantes prdidas de carga, que dependen del caudal y de sus dimensiones geomtricas (dimetro de hidrocicln y dimetros de las tuberas de entrada y de salida), pero no vienen influidas por la mayor o menor acumulacin de sedimentos en el depsito inferior. Las prdidas de carga suelen ser del orden de 3-7 mca; en cualquier caso el fabricante debe suministrar los bacos o tablas correspondientes.

Figura 10.6. Esquema de un hidrocicln.FiltradoEl filtrado del agua consiste en retener las partculas contaminantes en el interior de una masa porosa (filtro de arena) o sobre una superficie filtrante (filtro de malla y filtro de anillas).

1. Filtro de arenaEl filtro de arena sirve para retener contaminantes orgnicos (algas, bacterias, restos orgnicos) e inorgnicos (arenas, limos, arcillas, precipitados qumicos). Es el tipo de filtro ms adecuado para filtrar aguas muy contaminadas con partculas pequeas o con gran cantidad de materia orgnica.

Un filtro de arena consiste en un depsito metlico o de polister, de forma cilndrica, en cuyo interior pasa el agua a travs de una capa de arena silcea o grantica. No sirve la arena de machaqueo. El agua entra por la parte superior del depsito y se recoge en la parte inferior a travs de unos colectores que desembocan en la tubera de salida. El depsito lleva una boca de carga de arena en la parte superior y otra de descarga en la parte inferior (figura 10.7). El espesor de la capa de arena debe ser, como mnimo, de 45 cm.

La eficacia del filtrado depende del tamao de la arena que, a su vez, determina el tamao de los poros entre las partculas. Se estima que el filtro de arena deja pasar las partculas cuyo tamao es la dcima parte del dimetro efectivo de la arena. Las partculas contaminantes que lleguen a los goteros deben tener un tamao mximo igual a la dcima parte del dimetro del gotero, por lo que el dimetro efectivo de la arena debe ser igual al dimetro de paso de agua del gotero. Un tamao mayor de la arena origina un filtrado deficiente, y un tamao menor da lugar a una rpida colmatacin del filtro y, por tanto, a limpiezas de filtro ms frecuentes.

Figura 10.7. Esquema de un filtro de arena.La tabla 10.1 indica datos de las clases de arena disponibles en el mercado.

Tabla 10.1. Clases de arenaNmero de tamizDimetro efectivo (mm)Coeficiente de uniformidadCalidad de filtrado (mesh)

8

11

16

201,50

0,78

0.66

0,461,47

1,54

1,51

1,42100-140

140-200

140-200

200-250

El nmero de tamiz o nmero de mesh es el nmero de orificios por pulgada lineal.

El dimetro efectivo es la apertura del tamiz que deja pasar a su travs el 10 % de la arena y retiene el 90 % restante.

El Coeficiente de uniformidad es la relacin entre las aperturas de los tamices que dejan pasar el 60 % y el 10 % de la arena. La arena de filtro para riego debe tener un coeficiente de uniformidad cercano a 1,50.

En la tabla 1 se indican calidades de filtrado. Por ejemplo, la arena del tamiz 11 hace la misma calidad de filtrado que una malla de 200 mesh; ambas retienen partculas de 78 micras (1/10 de 0,78 mm es 0,078 mm = 78 micras).

La capacidad de filtrado viene dada por el caudal de agua que atraviesa la unidad de superficie filtrante (expresada en m3/h.m2de superficie filtrante), o lo que es igual, por la velocidad del agua dentro del filtro (expresada en m/h), que a su vez depende de la granulometra de la arena.

La tabla 10.2 indica los diferentes caudales y velocidades adecuados para cada tipo de arena.

Tabla 10.2. Capacidad de filtrado segn la granulometra de la arenaArenaTamao (mm)Caudal (m3/hm2)Velocidad (m/h)

Fina0,4-0,825-5025-50

Media0,8-1,550-7050-70

Gruesa1,5-370-9070-90

Ejemplo 2Calcular la superficie filtrante para un riego por goteo con un caudal de 80 m3/h y un dimetro mnimo del gotero de 0,90 mm.

Solucin:

El tamao de la arena debe ser igual al dimetro de paso de agua en el gotero. Corresponde a una arena de tipo medio.

A esta arena corresponde una velocidad del agua dentro del filtro de 60 m/h y un caudal de 60 m3/h y por m2 de superficie filtrante.

Superficie filtrante:

Dimetro:

Se instala un filtro de 1,30 m de dimetro. Si se instalan dos filtros, cada uno de ellos tendra una superficie filtrante de 1,33:2 = 0,66 m2

Se instalan dos filtros de 1 m de dimetro.

Cuando el filtro entra en uso se van contaminando sucesivamente las capas de arena desde arriba hacia abajo. En el momento en que toda la capa de arena esta contaminada se produce una diferencia de presin importante entre las partes superior e inferior del filtro, pudiendo ocurrir que se originen conductos a travs de la capa de arena (canales preferentes) por donde el agua pasa sin filtrar. Antes de llegar a esta situacin hay que limpiar el filtro.

En filtros limpios la perdida de carga no debe ser superior a 3 mca, aumentando progresivamente conforme el filtro se va contaminando. Se debe efectuar la limpieza del filtro cuando la diferencia de presin entre la entrada y la salida del mismo sea de 2 mca, con respecto a las condiciones de limpieza total. Conviene utilizar el mismo manmetro para ambas tomas, con el fin de que su descalibrado no afecte a las lecturas.

Para limpiar el filtro de arena se invierte el sentido de la circulacin del agua, para lo cual se prev de antemano las correspondientes derivaciones en las tuberas de entrada y de salida. Para garantizar una mejor limpieza conviene instalar dos filtros, de tal forma que el agua filtrada de uno de ellos sirva para hacer la limpieza del otro (figura 10.8).

Se puede automatizar la limpieza mediante un sistema que se acciona cuando la diferencia de presin en la conduccin, antes y despus del filtro, alcance el valor prefijado.

La operacin de lavado se hace durante 5 minutos, por lo menos, con el fin de remover bien la arena y eliminar los posibles canales preferentes que se hayan podido formar en su interior. Se puede sospechar de la existencia de dichos canales cuando la diferencia de presin entre la entrada y la salida del filtro es inferior a 2-3 mca y, sin embargo, los filtros de malla (que se colocan aguas abajo) se ensucian reiteradamente.

Al final de la temporada de riegos los filtros de arena se lavan con agua y cloro, para evitar la proliferacin de microorganismos.

Los filtros de arena se colocan en el cabezal, antes de los contadores y vlvulas volumtricas, ya que estos aparatos requieren agua limpia para su correcto funcionamiento.

Figura 10.8. Funcionamiento de un filtro de arena en fase de lavado2. Filtro de mallaLa filtracin se verifica en la superficie de una o ms mallas concntricas, fabricadas con material no corrosivo (acero o material plstico). Un modelo de filtro de malla y su funcionamiento se representa en la figura 10.9.

El agua proveniente de la tubera penetra en el interior del cartucho de malla y se filtra a travs de sus paredes, pasando a la periferia del filtro y posteriormente a la conduccin de salida. Las partculas filtradas quedan en la cara interior del cartucho de malla.

El filtro de malla se colmata con rapidez, por cuya razn se utilizan para retener partculas inorgnicas de aguas que no estn muy contaminadas. Cuando existen algas en el agua hay que instalar aguas arriba un filtro de arena que las retenga, pues de otra forma colmataran rpidamente la malla.

Figura 10.9. Filtro de malla.La calidad del filtrado viene en funcin de la apertura de la malla. Se llama nmero de mesh (o nmero de tamiz o nmero de malla) al nmero de orificios por pulgada lineal (2,54 mm).

El grosor de los hilos de la malla es distinto, segn que esta sea de acero o de plstico (son ms finos los de acero que los de plstico), por cuyo motivo los orificios de malla de acero son mayores que los de malla de plstico. En la tabla siguiente se indica la relacin entre el nmero de mesh y el tamao de los orificios de la malla de acero inoxidable.

En mallas de plsticos cada fabricante debe suministrar la informacin correspondiente a su producto.

Se admite que el tamao de los orificios de la malla debe ser 1/7 del tamao del orificio del gotero. Las mallas ms utilizadas para riego por goteo son las de 120, 150 y 200 mesh, aunque, por lo general, no es recomendable utilizar mallas con tamao inferior a 200 mesh, porque se obstruyen continuamente.

La capacidad de filtrado viene dada por el caudal del agua que atraviesa la unidad de superficie filtrante (expresando en m3/h.m2), o lo que es igual, por la velocidad del agua al atravesar la superficie filtrante (expresado en m/h). La velocidad que se recomienda en filtros de malla es de 0,4-0,6 m/s (1.440 - 2.160 m/h).

La superficie filtrante efectiva es un porcentaje de la superficie total del filtro, cuyo dato debe suministrar el fabricante.

Tabla 10.3: Relacin entre nmero de mesh ytamao de los orificios en malla de acero inoxidableNmero de meshTamao de orificio(micras)

60250

80180

100150

120130

150106

17090

20075

25063

Ejemplo 3Calcular el tipo de malla y la superficie filtrante de un filtro de malla de acero, para un caudal de 57 m3/h y un dimetro mnimo del gotero de 0,9 mm. Se sabe que el rea efectiva es 0,3 del rea total.

Solucin:

Orificio de malla= 0,128 mm = 128 micras.

Nmero de mes (segn tabla 3) = 120.

Velocidad del agua dentro del filtro = 0,4 m/seg = 1.440 m/s

Caudal de agua que atraviesa el filtro = 1.440 m/s y por m2de superficie filtrante.

Para calcular la superficie efectiva se incrementa el caudal de riego en un 20 %, como margen de seguridad.

57 + 0,2 x 57 = 68,4 m3/h

Superficie efectiva == 0,0475 m2Superficie total == 0,1583 m2= 1.583 cm2A medida que la malla se va colmatando de impurezas aumenta la perdida de carga. En un filtro limpio, la prdida de carga es de 1 a 2 mca, dato que deben dar los fabricantes. La limpieza del filtro debe realizarse cuando la diferencia de presin entre la entrada y la salida del filtro sea superior a 2 mca con respecto a las condiciones de limpieza total.

La limpieza manual de los filtros se realiza sacando el cartucho y lavndolo con un cepillo y agua a presin. Al final de la temporada se realiza una limpieza ms esmerada, para lo cual se sumerge el cartucho durante unos minutos en una disolucin de cido ntrico de 5-10 %, lavndolo posteriormente con agua a presin. Tambin se puede hacer esta limpieza sumergiendo el cartucho durante 12 horas en un bao de vinagre, lavndolo posteriormente con agua a presin y cepillo.

La operacin de limpieza se puede automatizar mediante mecanismos adecuados que provocan la inversin del flujo cuando se alcanza una diferencia de presin prefijada entre la entrada y la salida del filtro.

Los filtros de malla se instalan en los cabezales de riego o en algn punto de la red de tubera. Cuando se instala filtro de arena, el filtro de malla se coloca aguas debajo de aqul, para que la arena que pudiera arrastrar el agua procedente del filtro de arena quede retenida en el filtro de malla.

El fertilizante se inyecta entre el filtro de arena y el de malla. De esta forma no se favorece la formacin de algas en el filtro de arena, y el de malla retiene las impurezas de los fertilizantes y los precipitados que se puedan formar. Cuando los fertilizantes se inyectan en la red de tubera, el filtro de malla se coloca aguas debajo de la inyeccin.

Los filtros autolimpiantes requieren una cierta presin de funcionamiento, lo que hay que tener en cuenta para su colocacin en los puntos de la red que dispongan de esa presin.

3. Filtro de anillasLos filtros de anillas estn constituidos por anillas planas de material plstico provisto de ranuras. Dichas anillas estn colocadas una sobre otra y comprimidas, formando el elemento filtrante (cartucho de anillas), como se muestra en la figura 10.10.

Figura 10.10. Filtro de anilla. Cartucho de anillas. Filtros AZUDLos cruces entre las ranuras de cada par de discos adyacentes forman pasos de agua, cuyo tamao vara segn las anillas utilizadas.

Los pasos de agua en un mismo tipo de anillas son mximos donde la ranura de una anilla coincide con la estra del otro y mnima donde sta coincide con el espacio entre dos ranuras, este paso mnimo es el que define el grado de filtracin de las anillas; los mismos pasos se repiten a lo largo de la sinuosa trayectoria del agua en su camino desde fuera del cuerpo del cartucho filtrante hacia el interior, en el proceso de filtrado.

Los filtros de anillas combinan una alta eficiencia en la separacin de slidos, gracias al nmero de capas filtrantes y la posibilidad de escoger el tamao de los pasos de agua y determinar las dimensiones de los slidos cuyo paso se pretende impedir.

El tamao de paso de la anilla se mide en micras (1 micra = 0,001 mm) o en mesh (nmero de agujeros que hay en una pulgada lineal).

La filtracin de anillas es una filtracin en profundidad. Las partculas de diferente tamao van entrando dentro del entramado de las anillas hasta que quedan retenidas.

El nmero de puntos de retencin vara segn el grado de filtracin. A grados de filtracin ms finos aumenta el nmero de intersecciones entre anillas y los posibles puntos de intersecciones entre anillas y los posibles puntos donde puede quedar retenida la partcula.

Un filtro de anillas de un determinado grado de filtracin tiene unos caudales de paso de agua mximos recomendados, estos caudales dependen asimismo de la cantidad de slidos en suspensin que lleve el agua a filtrar.

Al mismo filtro se le pueden cambiar las anillas por otras de otro grado de filtracin con facilidad, pero hay que tener en cuenta que habr que respetar los nuevos caudales mximos de funcionamiento.

Al aumentar el nmero de Mesh (diminuir micraje) de las anillas, disminuye el caudal mximo de paso de agua recomendado.

Esto significa que si queremos cambiar las anillas para obtener un grado de filtracin ms fino nos disminuir el caudal, con los que debemos ampliar el nmero de filtros ms grueso, en este caso el caudal de paso posible ser superior al inicial.

Los filtros de anillas tienen un acceso fcil (brida rpida) al elemento filtrante (cartucho de anillas); esto simplifica su mantenimiento y estado con rapidez. Existen varios tipos de anillas diferentes que se difieren en el tamao (dimetro interior y exterior) y en el uso al que se destinan.

Los filtros de anillas se pueden diferenciar en dos tipos segn su funcionamiento:

Filtros manuales:Consisten en un paquete de anillas comprimido mediante un tormillo. Este paquete de anillas en el proceso de filtrado se va ensuciando y llega un momento en que hay que abrir el filtro, desmontar las anillas y limpiarlas manualmente.

Filtros automticos:Consisten en un cartucho de anillas comprimido mediante un pistn, que dispone de elementos para su automatizacin como electrovlvulas, programador de lavado, presostato diferencial, etc. A medida que filtra se va ensuciando y se crea una prdida de carga entre la entrada y salida del filtro, esto se detecta a travs de un presostato diferencial que da la seal para desencadenar el proceso de lavado automtico, en la figura 10.11 podemos ver en funcionamiento de un filtro de anillas automtico en la fase de filtrado y en la fase de lavado. Los filtros automticos se pueden suministrar en cabezales de varios filtros completamente montados, como podemos ver en la figura 10.12.

Figura 10.11. Funcionamiento de un filtro de anillas. a)Fase de filtrado; b) Fase de lavado. Filtros LAMA

Fig. 10.10. Esquema de un filtro de anillas.Figura 10.12. Disposicin en torre de filtros de anillas. Filtros S.K.S.

Sistemas de fertirriegoLa fertirrigacin es una prctica imprescindible cuando se riega de manera localizada. Consiste en la distribucin del fertilizante a travs del agua de riego. Es una prctica bastante sencilla y usual en riego localizado para aportar al cultivo los elementos nutritivos necesarios para un desarrollo adecuado.

Lo ms usual es que los elementos del sistema de fertirriego se instalen en el cabezal. Sin embargo, en determinadas ocasiones se colocan en cabecera de cada unidad de riego si el sistema riega diferentes cultivos con distintas necesidades de abonado. Es indispensable que el equipo de fertirriego se instale despus del sistema de filtrado basto (hidrocicln o arena) y antes de la unidad de filtro de malla o anillas.

Los equipos de fertirrigacin ms usados son:

Tanques de fertilizacin:son depsitos conectados en paralelo a la red de distribucin (figura 10.13). El fertilizante se incorpora al agua por diferencia de presin entre la salida y la entrada. Son baratos pero presentan problemas de poca uniformidad de aplicacin. Son depsitos de tamaos comprendidos entre 50 y 150 litros con la solucin fertilizante en su interior. Para su funcionamiento se deriva una cantidad de agua de la red principal y se hace pasar por el interior del tanque, el agua se va mezclando con el fertilizante y, arrastrando parte de ste, se incorpora de nuevo a la red principal. El fertilizante no se aporta en cantidades constantes con el tiempo, por ello se usan cuando se riega de una sola vez todo el sistema.

Figura 10.13. Tanque de fertilizacinInyectores tipo Venturi:consiste en un tubo conectado en paralelo a la tubera principal con un estrechamiento donde se produce una succin que hace que el fertilizante pase a la red (figura 10.14). Son unos dispositivos muy sencillos que no requieren energa para su uso y adems proporcionan el abono de forma constante a la red de riego. Sin embargo generan una gran prdida de carga en la tubera donde se instalan, del orden de 0,7 a 1 kg/cm2, lo que limita su uso si se dispone de poca presin en la red.

Figura 10.14. Inyector tipo venturiInyectores:son dispositivos que introducen la solucin contenida en un depsito accionando una bomba elctrica o hidrulica. Inyectan, mediante una bomba conectada al motor, la solucin nutritiva contenida en un depsito que no est conectado a la red y por tanto no est sometido a presin (figura 10 15). Mantiene una concentracin constante de fertilizante en el agua de riego que puede ser seleccionada con un dosificador acoplado al inyector.

Figura 10.15. Inyectores: a) Hidrulico; b) ElctricoRed de distribucin

La red de distribucin conduce el agua desde el cabezal hasta las plantas. La tubera que parte del cabezal se denominaprincipal. El rea a regar se divide enunidades de riegosegn determinados criterios, superficie, cultivo, suelo, etc., siendo la tubera que abastece cada unidad de riego la denominada secundaria. Las tuberas denominadaslaterales(ramales o portaemisores) estn abastecidas por una tuberaterciariay es donde se encuentra colocados los emisores de riego localizado. La superficie regada por cada terciaria se llamasubunidad de riego. Al conjunto de subunidades de riego que se riegan desde un mismo punto se denomina unidad de riego, como se ve en la figura 10.5.

Las tuberas que se utilizan en riego localizado son normalmente de plstico, siendo los materiales ms frecuentes el PVC (policloruro de vinilo) y el PE (polietileno). Las tuberas laterales, las terciarias y normalmente las secundarias se instalan de PE, mientras que la tubera principal puede ser de PE o de PVC, dependiendo de su dimetro, cuando se riega cultivos anuales. En el caso de cultivos leosos, ya que van a estar ocupando el terreno por un largo periodo de tiempo, se instalan tuberas de PVC enterradas (para evitar el deterioro ocasionado por la exposicin a la radiacin solar) incluidas la terciaria, de las que parten los laterales portaemisores, que suelen ser de PE de baja densidad.

Emisores de agua

Los emisores son dispositivos que controlan la salida del agua desde las tuberas laterales. Segn el caudal que proporcionan se dividen en dos grupos:

Emisores de bajo caudal, inferior a 16 litros/hora. Comprende los goteros y las tuberas emisoras o cintas.

Emisores de alto caudal, comprendido entre 16 y 200 litros/hora. Comprende los difusores y los microaspersores.

Un emisor debe reunir las siguientes caractersticas:

De instalacin fcil.

Poco sensible a la obstruccin.

Poco sensible a las variaciones de presin.

De bajo coste.

Que mantenga sus caractersticas a lo largo del tiempo.

No es necesario que el emisor posea a la vez todas estas caractersticas, sino slo aquellas que se precisan para cada caso concreto. Por ejemplo, un emisor debe ser poco sensible a la obstruccin cuando se utilizan aguas superficiales bastante contaminadas, pero no es tan necesaria esta cualidad cuando se utilizan aguas subterrneas limpias. En terrenos llanos no se necesitan emisores que compensen las diferencias de presin, pero s se necesitan en terrenos ondulados.

Los emisores de bajo caudal suelen trabajar a una presin prxima a los 10 mca, mientras que los de alto caudal suelen hacerlo a 20 mca. Las cintas de exudacin suelen trabajar entre 1 y 3 mca.

Curva caractersticas del emisor. Relacin caudal-presinEl agua atraviesa el emisor a travs de uno o varios conductos, cuya configuracin determina su comportamiento hidrulico. En cualquier emisor (salvo en las cintas de exudacin) el caudal de descarga y la presin de servicio se relacionan mediante la ecuacin:

q = Caudal del emisor, en litros/hora.

k = Coeficiente caracterstico de cada emisor, que equivale al caudal que proporcionara a una presin de 1 mca.

H = Presin a la entrada del emisor, en mca.

x = Exponente de descarga caracterstico de cada emisor.

Esta ecuacin se puede representar grficamente, tomando presiones en el eje de abcisas y caudales en el eje de ordenadas. La curva definida por esta ecuacin se llamacurva caractersticadel emisor.

El exponente de descarga expresa la sensibilidad de un emisor a las variaciones de presin. Su valor vara de cero a uno. Cuando se aproxima a cero significa que el caudal vara muy poco con las variaciones de presin, en cuyo caso el emisor se llamaautocompensante; cuando el valor se aproxima a la unidad significa que el caudal vara mucho con las variaciones de presin (figura 10.16).

Figura 10.16. Curva caracterstica de emisores: a) Rgimen laminar (x=1). b) Emisores tipo orificio o tobera (x=0,5). c) Autocompensante perfecto (x=0) en el intervalo donde la curva se convierte en una recta horizontal.Cada curva caracterstica corresponde a una determinada temperatura del agua.

Los fabricantes debern proporcionar siempre la ecuacin y la curva caracterstica del emisor, indicando, adems, el intervalo de presiones efectivas de trabajo en el cual ste se comporta como autocompensante.

Uniformidad de fabricacinEn una teora todos los emisores de una misma marca y modelo debera dar el mismo caudal cuando actan a la misma presin y temperatura, pero en la practica no ocurre as. Las variables de fabricacin (tipo de materia, temperatura, desgaste de la maquinaria, etc.) afectan a las dimensiones del emisor y, por tanto, a su caudal. Para valorar la uniformidad de una muestra de emisores se ha establecido elcoeficiente de variacin de fabricacin(CV), segn el cual se establecen dos categoras de emisores:

Categora A. Coeficiente de variacin inferior a 0,05.

Categora B. Coeficiente de variacin comprendido entre 0,05 y 0,1.

Los emisores de categora A dan una desviacin pequea con respecto al caudal nominal. Los de categora B dan una desviacin considerable, por lo que ser deseable elegir los de categora A, condicin necesaria para conseguir una elevada uniformidad de distribucin del agua.

Sensibilidad a las obstruccionesLa sensibilidad a las obstrucciones depende de las caractersticas del emisor (mnimo dimetro de paso, recorrido ms o menos sinuoso del agua y velocidad de circulacin del agua dentro del emisor), de la calidad del agua y de las condiciones de filtrado.

Segn el mnimo dimetro de paso de los emisores se establece la siguiente clasificacin con respecto a su sensibilidad a las obstrucciones:

Tabla 10.4. Clasificacin de los emisores respecto a la sensibilidad de obturacin

El riesgo de obstrucciones disminuye a medida que aumenta la velocidad, por cuyo motivo es preferible el rgimen turbulento al laminar.

An cuando el emisor tenga una baja sensibilidad a las obstrucciones, estas pueden provenir de un filtrado inadecuado o de un incorrecto manejo de la instalacin.

Sensibilidad a los cambios de temperaturaLos laterales de las tuberas de riego localizado suelen experimentar unos incrementos muy notables de temperatura, debido a su exposicin al sol, su color negro y la baja velocidad de circulacin del agua. No es raro que la temperatura suba hasta 50oC al final del lateral, o que la diferencia de temperatura a lo largo del mismo sea 20oC.

Los emisores que trabajan a rgimen laminar son muy sensibles a las variaciones de temperatura, ya que al aumentar esta se incrementa el caudal, lo que origina una disminucin de la eficiencia de riego o de la uniformidad en la distribucin del agua en aquellas instalaciones en donde se riega a diferentes horas del da. Los emisores de rgimen turbulento y los autocompensantes no presentan variaciones sensibles en el caudal al varar la temperatura. Un caso especial es el de los emisores tipo (vortex), en donde el caudal disminuye al aumentar la temperatura.

Aparte de estos inconvenientes, las variaciones de temperatura ocasionan un envejecimiento acelerado del material, que en el caso de los emisores autocompensantes ocasiona una perdida de la autocompensacin.

Tipos de emisoresGoterosEl rgimen hidrulico de los goteros repercute decisivamente sobre su funcionamiento. El rgimen laminar se caracteriza en que las partculas de agua se mueven ordenadamente y a poca velocidad, disipndose la energa por friccin contra las paredes del conducto. Los goteros cuyo rgimen se aproxima al laminar son sencillos y baratos, pero son sensibles a las obstrucciones, su caudal vara mucho con los cambios de presin (exponente de descarga prximo a la unidad) y, adems, estn influidos por la temperatura del agua. Debido a estos inconvenientes, estos goteros estn prcticamente en desuso.

En el rgimen turbulento las partculas de agua se mueven desordenadamente y con rapidez, disipndose la energa por choque entre las partculas y por friccin contra las paredes del conducto. Los goteros de rgimen turbulento ms o menos perfecto son ms resistentes a las obstrucciones, su caudal tiene una sensibilidad moderada con respecto a los cambios de presin (exponente de descarga alrededor de 0,5) y no son prcticamente afectados por la temperatura del agua.

Atendiendo a la configuracin de su conducto, los goteros se pueden clasificar de la siguiente forma:

- De largo conducto.El gotero demicrotubo(figura 10.17 a) consiste en un tubo de pequeo dimetro y gran longitud. Su exponente de descarga vara de 0,75 a 1. Debido a los inconvenientes de su rgimen prximo al laminar, el microtubo ya no se utiliza como gotero, sino como elemento de conduccin.

El gotero de conductohelicoidal(figura 10.17 b), consiste en una modificacin del microtubo, es como si ste se enrollara alrededor de de un cilindro, con lo que se consigue un gotero ms compacto. Tiene un exponente de descarga que vara de 0,65 a 0,85 , (rgimen parcialmente turbulento). Es bastante sensible a las obstrucciones y a los cambios de presin y temperatura, por lo que apenas se utiliza.

- De laberinto.El agua recorre una trayectoria en laberinto, por lo que aumenta la turbulencia del flujo (exponente de descarga comprendido entre 0,45 y 0,55). Es poco sensible a las obstrucciones y a los cambios de presin y temperatura (figura 10.18).

Figura 10.18. Gotero de laberinto. NETAFIM- De orificio.El agua descarga a travs de uno o varios orificios de pequeo dimetro. El rgimen es turbulento (exponente de descarga prximo a 0,5). Es poco sensible a las variaciones de presin y temperatura, pero se obstruye con facilidad debido a pequeo dimetro de los orificios.

-Figura 10.19. Gotero de remolino (Vortex)- De remolino o (vortex).Este emisor tiene una cmara circular en donde se produce un remolino, en cuyo centro se localiza el punto de emisin. Debido a la perdida de carga adicional que se origina, el dimetro del conducto puede ser mayor que en otros emisores, reducindose el riesgo de obstruccin. El exponente de descarga vara de 0,45 a 0,55, por lo que son pocos sensibles a las variaciones de presin (figura 10.19).

- Autocompensante.Este emisor tiene un dispositivo que permite varar el tamao del conducto con relacin a la presin de entrada. El dispositivo es, generalmente, una membrana flexible (diafragma) que se deforma bajo el efecto de la presin, limitando el caudal (figura 10.20). El efecto autocompensante se consigue dentro de una determinada gama de presiones, que debe ser indicada por el fabricante.

Los goteros autocompensantes tienen un coeficiente de descarga que vara de cero a 0,3. Proporcionan un caudal correcto dentro de una amplia variacin de presin, por lo que estn especialmente indicados en terrenos accidentados, en donde se producen importantes diferencia de presin. Tienen el inconveniente de que las variaciones de temperatura afectan a la membrana flexible, por lo que al cabo de cierto tiempo de funcionamiento pierden su autocompensacin. Son bastantes sensibles a las obstrucciones.

Los goteros pueden tener una o varas salidas (normalmente 2, 4, 6 8). En este ltimo caso, para que haya una mayor superficie mojada se ampla el radio de accin mediante unos microtubos que se acoplan a las distintas salidas (figura 10.21). En goteros de una salida, el caudal ms usual es de 4 litros/hora en frutales y de 2 litros/hora en horticultura.

Figura 10.21. Gotero con varias salidasLa conexin del gotero a la tubera puede hacerse de dos formas:

- Interlinea.Se instala entre dos secciones transversales de la tubera lateral. Cuando el gotero se conecta a tubera de polietileno, el mximo incremento de dimetro ocasionado en la tubera como consecuencia de la instalacin del gotero debe ser del 13 %. (figura 10.22) Por ejemplo, si el dimetro interior de la tubera de polietileno es 12 mm, el mximo dimetro de la conexin del gotero interlinea debe ser: 12 + 12 x 0,13 = 13,5 mm

Fig. 10.22. Goteros interlineaLossistemas integradosestn formados por goteros convencionales incorporados al interior de la tubera en el mismo proceso de fabricacin, con una separacin entre ellos de 30-80 cm, lo que hace al sistema muy apto para regar cultivos en lnea (figura 10.23).

- En derivacin o sobre lnea.Se instala sobre la pared de la tubera lateral mediante un orificio practicado con un sacabocados. El fabricante debe suministrar la herramienta adecuada para asegurar la estanquidad de la conexin con cada tipo de gotero

(figura 10.24). El gotero puede estar desplazado de la tubera mediante un microtubo que se introduce en la tubera.

La eleccin de un gotero adecuado influye decisivamente, tanto en la garanta de un buen funcionamiento de la instalacin, como en la vida til, lo que repercute en los costes de amortizacin, El fabricante debe suministra al usuario los siguientes datos:

Marca registrada o nombre del fabricante.

Caudal nominal y presin de funcionamiento.

Categora del emisor (A B).

Instrucciones para la conexin a la tubera.

Tipo de tubera aconsejable y sus medidas.

Dimensin mnima de paso del agua.

Curva caudal-presin.

Ecuacin del emisor.

Intervalo de presiones de funcionamiento.

Intervalo de autocompensacin (en caso de emisores autocompensantes).

Instrucciones para la limpieza.

Limitaciones de uso (fertilizantes, productos qumicos).

Longitud equivalente (en metros de tubera) de la perdida de carga originada por la conexin del emisor a la tubera.

En caso de no suministrar datos de longitud equivalente, como norma general se puede tomar los siguientes valores

Conexin interlnea, la longitud equivalente de cada gotero vara entre 0,1 y 0,3 m. Un valor comn en tuberas portagoteros con conexin interlnea de dimetros nominales de 16 mm es de 0,23 m/gotero.

Conexin en derivacin, la longitud equivalente de cada gotero depende del dimetro de la tubera en donde est conectado. Dichos valores los podemos ver en la tabla 10.5.:

Tabla 10.5. Prdidas de carga (longitud equivalente) producida por goteros interlineaDimetro Nominal (mm)1216202532

Riego localizado subterrneo (SDI)

El uso del riego bajo superficie en la agricultura y jardinera no es un concepto nuevo. Fue introducido hace cerca de cuarenta aos atrs, al comienzo de los aos 60, pero slo en los ltimos 15 aos se gener mayor conciencia acerca de sus ventajas y se han agregado tecnologas que permiten superar los problemas encontrados en el pasado.

Utilizando el riego subterrneo podemos beneficiarnos de todas las ventajas descritas a continuacin:

1. Eficiencia en el uso de agua:Al mantener la superficie seca, menos agua se pierde por evaporacin. Adems, la distribucin esfrica de la humedad en el riego subterrneo es ms eficiente porque permite un mayor volumen de humedad en un menor radio.

2. Longitud de races:Las races penetran ms profundamente en el suelo, permitiendo que el sistema radicular trabaje en condiciones ms estables.

3. Aplicacin de fertilizante:La fertirrigacin provee de agua y nutrientes directamente al sistema radicular de la planta

4. Control de hierbas:Al mantener la superficie del terreno seca, se previene la germinacin de semillas superficiales de malezas, por lo que hay menor cantidad de esta y se reduce la necesidad de usar herbicidas.

5. Infiltracin del suelo:La costra superficial creada en algunos tipos de suelos causa problemas de infiltracin. El riego subterrneo elimina este fenmeno.

6. Incremento del rendimiento:Debido al aumento del riego y la absorcin de fertilizantes, an con menor cantidad de agua y abonos.

7. Calidad del agua:Aguas residuales y de otras fuentes problemticas puede ser utilizada ms seguramente al no haber contacto entre el agua (y sus patgenos) y los trabajadores o las hojas y frutos.

8. Control de salinidad:Se mejora el control de la salinidad del agua y el suelo ya que no se acumulan sales en la superficie por causa de la evaporacin.

9. Mantenimiento:Dado que las tuberas estn enterradas, estn menos expuestas a la accin adversa de la radiacin solar y los cambios en condiciones ambientales como secado/mojado, fro/calor, por lo que esperamos que el sistema tenga una mayor vida til. Equipos mecnicos pueden moverse y trabajar libremente en la superficie con menos dao al sistema de riego y menor compactacin del suelo. En instalaciones suficientemente profundas es posible incluso arar.

10. Control de enfermedades:Al mantener la capa superior del suelo seca, se reducen drsticamente las enfermedades cuya propagacin es ayudada por la humedad entre la cubierta de las plantas y el suelo, como la Alternaria.

11. Paisajismo:El sistema de riego subterrneo permite regar sin interferir con el diseo visual y esttico de parques y jardines.

12. Seguridad:El sistema de riego subterrneo ofrece mayor proteccin del equipo ante vandalismo y otros daos, incluyendo animales.

Se presentaron dos problemas importantes en el uso del riego subterrneo, los cuales hemos aprendido a solucionar:

1. Penetracin de races:Es el principal problema. Las races tienden a expandirse en la direccin del agua disponible. Dado que los goteros no quedan completamente drenados, las races eventualmente encontrarn un camino a travs del orificio de salida del gotero al laberinto, finalmente obstruyndolo. Es posible demorar la introduccin de races por medio del riego pulsado, pero una de las soluciones ms efectiva es el uso de un herbicida que inhiba el crecimiento de races en el rea adyacente a los orificios de la tubera de goteo. El herbicida utilizado para este propsito es laTrifluralina(Treflan). Este puede ser inyectado directamente en los laterales cuando se usan goteros corrientes, pero es preferible el uso de la tecnologa basada en su constante y lenta liberacin.

2. Succin de suelo:Partculas del suelo pueden penetrar a travs de la tubera de gotero debido a la presin de vaco creada en laterales con pendiente, cuando el agua es drenada al final del ciclo de riego. Este problema se soluciona aumentando los pasos de agua del gotero, permitiendo mltiples orificios de salida, e instalando vlvula de alivio de aire/vaco de acuerdo a las recomendaciones de diseo.

Asimismo, disponemos hoy de mejores vlvulas de lavado y filtros para enfrentarnos a aguas de peor calidad.

El riego por goteo subterrneo es diferente al riego por goteo de superficie y para obtener los mximos beneficios es preciso optimizar el uso de la tecnologa en lo concerniente a espaciamientos entre goteros y laterales, profundidad de instalacin, riego y fertirriego.

Aunque las recomendaciones y el manejo del riego subterrneo pueden varar ligeramente en distintos lugares, tenemos dos variables principales aceptadas para considerar al disear: tipo de suelo y tipo de planta.

En general, los laterales son enterrados a profundidades de 10 a 70 cm, el espaciamiento entre laterales vara de 0.25 a 2 metros, la maquinaria empleada, como podemos ver en la figura 10.30 para el enterrado de las tuberas portaemisores, consiste en una reja acoplada a un bastidor tirado por un tractor, regulable en profundidad y anchura. Dicha reja a la vez que abre un surco deposita la tubera en el fondo de este.

Existe una amplia experiencia acumulada y disponible en una gran variedad de cultivos, desde cspedes a hortalizas, alfalfa, ctricos, olivar, viedos y frutales, etc.

Figura 10.30. Maquinaria empleada para el enterrado de tuberas portaemisores en el riego subterrneoDispositivos de medida, control y de proteccin.

Se tratan de elementos de medida (suministran informacin de la red), control (regulan la circulacin del agua por la red) y de proteccin (evitan que los elementos de la red sufran efectos indeseados), que van instalados en la red de riego, que permiten manejar y realizar la aplicacin de agua a cada unidad de riego de forma adecuada. Es muy importante conocer su funcin y forma en que trabajan para colocarlos en los lugares apropiados, saber interpretar la informacin que suministran y en consecuencia realizar los cambios oportunos. En el tema 6 se explica ms detalladamente estos elementos.

Utilizando la combinacin de elementos de medida y control, se pueden realizar cualquier operacin de riego de forma automtica.

Elementos de medidaMedidores de caudalRotmetroEl rotmetro es un aparato que mide el flujo que pasa a travs de una tubera. Consta de una cmara cilndrica, colocada en posicin vertical, en donde se encierra un baln que se desplaza hacia arriba con mayor o menor intensidad, segn la magnitud del flujo. Una escala graduada mide los desplazamientos del baln.

ContadoresLos contadores se utilizan para controlar el volumen de agua. Los ms usados son:

Woltman.Basado en el giro de un molinete helicoidal cuyo nmero de vueltas es funcin del caudal.

Proporcional.Se basa en medir una parte del caudal derivado de la conduccin y establecer la proporcionalidad correspondiente entre el caudal derivado y el total.

El contador Woltman es ms caro que el proporcional, pero tiene, quizs, un grado de precisin mayor. Ambos provocan una perdida de carga de 0,1 a 0,3 atmsferas.

Los contadores, al igual que los manmetros y rotmetros, deben instalarse en tramos rectos de tubera, cuya longitud, antes y despus del aparato, debe ser de 80-100 veces su dimetro.

Medidores de presinLa medida de la presin en varios puntos de la red garantiza el correcto funcionamiento de la instalacin y detecta las averas. Generalmente se efecta mediantemanmetrosmetlicos, en donde la presin del agua se comunica a un tubo flexible curvado, cuya deformacin provocada por la presin se comunica a una aguja indicadora.

Se suelen instalar tomas manomtricas en puntos estratgicos para conectar un manmetro porttil. De este modo se evitan los errores de calibracin de los diferentes manmetros, aparte que, por lo general, interesa ms la diferencia presin entre dos puntos que la presin absoluta.

Es imprescindible medir la presin, como mnimo, a la salida del grupo de bombeo (para saber la presin de entrada a la instalacin), y a la entrada y salida de filtros y del equipo de fertirrigacin. Adems, debe medirse frecuentemente a la entrada de las unidades de riego y de las tuberas terciarias.

Elementos de controlLos dispositivos de control son los elementos que permiten regular el funcionamiento de la instalacin como los reguladores de caudal y de presin, vlvulas,etc.

En trminos generales, un regulador es un aparto que absorbe el exceso de energa de la red (creando una perdida de carga adicional) para proporcionar un valor constante de presin o de caudal.

Reguladores de caudalMantienen un caudal constante dentro de una determinada variacin de presin de entrada. Estos reguladores provocan la perdida de carga mediante la variacin de la seccin del paso del agua. El mecanismo puede ser una membrana elstica que se deforma ms o menos segn la presin de entrada, de un modo anlogo a como ocurre en los goteros autocompensantes.

Los reguladores de caudal se instalan en la cabecera de subunidades y unidades de riego. Provocan una perdida de carga que vara de 0,3 a 1,2 atmsferas. En caso de caudales altos y variables, las prdidas de carga son muy elevadas, por lo que estos reguladores se sustituyen por reguladores de presin.

Reguladores de presinMantienen constante la presin la salida, dentro de una determinada variacin de la presin de entrada. Por lo general, el mecanismo consiste en un pistn en donde la cara superior esta sometida a la presin de entrada, y la cara inferior, a la presin de salida. Cuando se eleva la presin de salida, el pistn se mueve y acta sobre un obturador que estrangula el paso del agua, provocando un aumento de la perdida de carga y una reduccin de la presin de salida.

La prdida de carga que provoca el aparato, sin considerar el efecto de regulacin, vara de 0,1 a 1 atmsfera. Cuando la presin de entrada es muy elevada se colocan dos o ms reguladores en serie.

VlvulasPermiten controlar el paso de agua en una tubera, abriendo, cerrando o dejando un paso intermedio de agua. En el tema 6 se ve con detalle el funcionamiento de estos tipos de elementos.

Elementos de proteccinEstn destinados a proteger los elementos de la instalacin de sobrepresiones o de depresiones, generalmente producidas cuando la instalacin entra en funcionamiento o cuando se est parando. Aunque hay diversos tipos de mecanismos, los ms usados en las instalaciones de riego localizado son las ventosas y los calderines. En el tema 6 se ve con detalle el funcionamiento de estos tipos de elementos.

AutomatizacinCon la automatizacin se pretende, sobre todo, reducir la mano de obra en las operaciones del riego. Se logra tambin una mayor flexibilidad en las labores agrcolas y se mejora la calidad de riego, debido a que se ejerce un mejor control sobre el mismo.

El riego por goteo se presta a la automatizacin mejor que otros sistemas de riego, por varios motivos:

Las redes son fijas.

Tiene caudales bajos.

El viento no le afecta.

El riego no interrumpe otras labores agrcolas.

Para el control automtico se disponen una o varas vlvulas, que accionadas por mecanismos hidrulicos, elctricos o combinacin de ambos, se abre o se cierran en funcin de valores alcanzados por diversos parmetros indicadores. Segn los parmetros utilizados la automatizacin puede hacerse de varas formas:

Por tiempos.Las vlvulas se cierran despus de un determinado tiempo de funcionamiento. Este automatismo es sencillo, pero tiene el inconveniente de que se modifica la dosis de riego cuando se altera el caudal a consecuencia de varas circunstancias: roturas, obstrucciones, colmatacin de filtros, variaciones en la presin de entrada, etc.

Por volmenes.Este mtodo se basa en medir el agua aplicada e interrumpir su paso cuando se alcanza el volumen preciso. Ofrece la ventaja de que se aplica siempre el caudal que se desea.

Por otros parmetros,tales como la evaporacin o el nivel de humedad del suelo. En el primer caso la informacin es suministrada por un tanque evapormetro, y en el segundo, por tensimetros. Estos parmetros solo sirven para poner el riego en funcionamiento, y se para mediante un control de tiempo o de volumen de agua aplicada.

El automatismo hidrulico normalmente controla volumen de agua. Sus mecanismos actan por influjo de la presin transmitida a travs de un tubo de pequeo dimetro. Los ms utilizados son: las vlvulas hidrulicas (en donde el paso del agua se interrumpe mediante un pistn o diafragma que acta por una orden hidrulica) y las vlvulas volumtricas (compuestas de una vlvula hidrulica y de un contador tipo Kller).

El automatismo elctrico acta por excitacin magntica, creada por solenoides al recibir impulsos elctricos. Por lo general controla tiempos de riego. Los mecanismos ms utilizados son las electrovlvulas, los programadores de control por tiempo y los programadores de control por volumen.

Niveles de automatizacinLa automatizacin abarca una amplia gama de posibilidades, desde las ms simples a las ms sofisticadas, desde la apertura y cierre manual de las vlvulas hasta la total automatizacin de las operaciones. Ello implica un incremento del coste de la instalacin, que se justifica segn diversas circunstancias: tamao de la explotacin, clase de cultivo, disponibilidad y coste de la mano de obra, nivel tcnico de la misma, etc.

Un primer grado de automatizacin puede ser el empleo de vlvulas volumtricas, que constan de una vlvula hidrulica y un contador con un dial. Se selecciona manualmente con el dial el volumen del agua que se quiere aplicar en cada riego, y la vlvula se cierra automticamente cuando ha pasado a su travs el volumen establecido. Estas vlvulas operan en secuencia, de forma que el cierre de una vlvula que riega un determinado sector acciona la apertura de la vlvula que riega el sector siguiente. Solo la primera vlvula se acciona manualmente al principio de cada riego. La fertirrigacin se hace de forma manual. Este sistema es adecuado para instalaciones que no disponen de energa elctrica.

Un segundo nivel de automatizacin es el riego secuencial repetido mediante un reloj programador, accionado por corriente elctrica de red o de batera, que controla la apertura de cierre de electrovlvulas. La programacin se efecta estableciendo los das de riego y la duracin de cada riego. A este nivel se pueden controlar las bombas dosificadoras para el aporte de productos qumicos.

Un nivel ms alto de automatizacin es el riego con microcomputadora (figura 10.31). En el mercado existen programadores especficos para riego que abarcan todas las operaciones necesarias para la automatizacin completa: riego secuencial o independiente por sectores, limpieza de filtros, fertilizacin, deteccin de averas, eleccin de tarifa elctrica ms adecuada, etc. Este nivel de automatizacin permite la utilizacin de un gran nmero de sensores para controlar el riego.

Diseo agronmico

El diseo agronmico representa la primera fase del procedimiento de diseo de cualquier tipo de riego, con el que se determina la cantidad de agua que ha de transportar la instalacin, correspondiente a las necesidades brutas de riego en las pocas de mxima necesidad. Es una parte importante en un proyecto de riego ya que si se cometen errores en los clculos del diseo agronmico repercutirn posteriormente en el diseo hidrulico.

A continuacin se exponen los aspectos que se han de tener en cuenta para realizar un adecuado diseo agronmico.

Necesidades netas de riego

La estimacin de las necesidades netas de agua en riego localizado tiene mayor importancia que en otros sistemas de riego, ya que es muy limitado el papel del suelo como almacn o reserva de agua. Esta estimacin se hace por los mismos procedimientos empleados en los dems sistemas, pero se aplican despus unos coeficientes correctores.

Cuando el agua se aplica en toda la superficie a regar, las necesidades netas vienen dadas por la ecuacin:

- Precipitacin efectiva - Aporte capilar - Variacin almacenamiento.

A efectos de diseo, las aportaciones por precipitacin efectiva no se consideran, ya que dada la gran frecuencia de riego (diaria, por lo general) resulta prcticamente imposible que llueva siempre entre dos intervalos de riego. Tampoco se consideran los aportes capilares, salvo casos especiales, ni las variaciones de almacenamiento. Por tanto:

Nn = Necesidades netas.

Etc = Evapotranspiracin de cultivo.

Cuando el agua se aplica solo a una fraccin de la superficie del suelo, la evapotranspiracin es distinta que cuando el agua se aplica a toda la superficie, por los siguientes motivos:

- La magnitud de la evaporacin depende de la superficie de suelo mojado. Por tanto, en riego localizado disminuye el valor de la evaporacin.

- Al mojarse solo una fraccin del suelo se produce un calentamiento de este mayor que si se mojara toda la superficie. Este calentamiento da lugar a una mayor emisin de calor por radiacin, que es captada, en parte, por el cultivo, lo que se traduce en un aumento de la traspiracin.

- El suelo caliente origina un calentamiento del aire que se asienta sobre l, dando lugar a unos movimientos de adveccin, mediante los cuales el aire caliente se eleva y calienta las plantas, con el consiguiente aumento de la transpiracin.

- Cuando la frecuencia de riegos es bastante espaciada, la humedad del suelo es muy escasa en los das anteriores al riego, y la planta tiene dificultad en la absorcin del agua, lo que se traduce en una menor transpiracin. En riegos de alta frecuencia, el suelo se mantiene siempre en unos valores de humedad prximos a la capacidad de campo, lo que facilita la absorcin de agua y la transpiracin. Esto supone un mejor aprovechamiento del agua y un mayor rendimiento del cultivo, aunque por este motivo se consuma mayor cantidad de agua.

En resumen, el efecto de la localizacin y la alta frecuencia de aplicacin suponen, con respecto a otros sistemas de riego, una disminucin de la evaporacin y un aumento de la transpiracin. El balance de necesidades netas ser menor en plantaciones jvenes de frutales y en marcos grandes de plantacin, mientras que no habr diferencia apreciable en cultivos hortcola con gran densidad de plantas. En cualquier caso, las necesidades netas se corrigen mediante los siguientes coeficientes correctores.

Nn = ETC KL Kr KaKL= Coeficiente corrector por la localizacin

Kr= Coeficiente corrector por variacin climticaKa= Coeficiente corrector por adveccin

1) Coeficiente corrector por localizacin(KL)

Se basa en considerar la fraccin de rea sombreada por la planta con relacin a la superficie del marco de plantacin (o superficie ocupada por cada planta).

Fraccin de rea sombreada (A) =Diversos autores han estudiado la relacin entre KLy A obteniendo las frmulas siguientes:

Aljiburi et al. KL= 1,34 A

Decroix KL= 0,1 + A

Hoare et al. KL= A + 0,5 (1-A)

Sller KL= A + 0,15 (1-A)

En la prctica se toma como valor de KLla medida de los valores intermedios anteriores, despus de eliminar los dos valores extremos.

2)Coeficiente corrector por variacin climtica(Kr)

Los valores de Etc corresponden a la media de los valores climticos de un determinado nmero de aos, lo que implica que las necesidades calculadas son insuficientes en la mitad de ese periodo. Como en riego localizado se puede aplicar con mucha exactitud la cantidad de agua necesaria, conviene mejorar esas necesidades en un 15-20 %, por lo que Kr= 1,15 - 1,20

3) Coeficiente corrector por adveccin(Ka)

Los efectos del movimiento de aire por adveccin, mencionados anteriormente tienen un efecto considerable en el microclima que afecta al cultivo, ya que este microclima depende, adems del propio cultivo, de la extensin de la superficie regada y de las caractersticas de los terrenos colindantes. En caso de parcelas pequeas, el microclima del cultivo ser muy distinto segn est rodeado de una masa verde o de un terreno sin cultivar, lo que origina un aire ms caliente en el segundo caso. Por consiguiente, el coeficiente Kavendr en funcin de la naturaleza del cultivo y del tamao de la superficie regada (figura 10.32). Se toma como superficie regada, no slo la parcela considerada, sino tambin las que la rodean que tambin estn regadas.

Figura 10.32. Variacin del factor de correccin por adveccin.Ejemplo 4Una plantacin de 10 hectreas de melocotonero a marco 5 x 3 metros tiene un radio de copa de rbol de 1,70 m. Calcular las necesidades netas de riego sabiendo que la evapotranspiracin diaria es de 4,8 mm y que el campo esta rodeado de un terreno sin cultivar:

Solucin:

Nn = ETC KL Kr KaCalculo de KL:

Aljiburi et al. KL= 1,34 A = 1,34 0,60 = 0,80

Decroix KL= 0,1 + A = 0,1 + 0,60 = 0,70

Hoare et al. KL= A + 0,5 (1-A) = 0,60 + 0,50 x 0,40 = 0,80

Kller KL= A + 0,15 (1-A) = 0,60 + 0,15 x 0,40 = 0,60

Valor de KL=Kr= 1,2

Ka= 0,9 (segn figura 10.28)

Nn = 4,8 0,75 1,2 0,9 = 3,9 mm

Necesidades totales de riego

Las necesidades totales son mayores que las necesidades netas, ya que es preciso aportar cantidades adicionales para compensar las prdidas causadas por percolacin profunda, por salinidad y por uniformidad de riego.

K = 1 - Ea

K = RL Se elige el valor ms alto de K

Donde:

Nt = Necesidades totales

Nn = Necesidades netas

Ea = Eficiencia de aplicacin

RL= Requerimientos de lavado

CU = Coeficiente de uniformidad

Eficiencia de aplicacinVarios autores informan acerca de los valores de Ea. Entre ellos seleccionamos los proporcionados por Sller (1978) segn el cul, para la estimacin de Ea hay que distinguir dos casos: Climas ridos en donde no se ha tenido en cuenta la precipitacin efectiva para el clculo de Nn (tablas 10.6), y climas hmedos, en los que si se ha tenido en cuenta.(tabla 10.7)

Tabla 10.6. Valores de Ea en climas ridos

Tabla 10.7. Valores de Ea en climas hmedos

Requerimientos de lavadoLos requerimientos de lavado en riego localizado de alta frecuencia son:

RL=RL= Requerimientos por lixiviacin, expresado en tanto por uno.

CEa = Conductividad elctrica del agua de riego, expresado en dS/m.

CEe = Conductividad elctrica del extracto de saturacin para la cual la productividad es del 100 %, expresado en dS/m. (tabla 10.8),

La tabla 10.7, se obtiene de aplicar la frmula de Maas-Hoffman, obtenida a partir de datos reales, y refleja la relacin lineal entre las producciones de los cultivos y la salinidad del suelo. La expresin es la siguiente:

P = 100 - b (Cee -a)100

Donde:

P = Productividad del cultivo en % respecto al mximo

CEe = Salinidad del suelo expresada como conductividad elctrica del extracto de saturacin en mmhos/cm (dS/m)

a y b = dos parmetros, cuyos valores son constantes para cada cultivo.

Tabla 10.8. Tolerancia de los cultivos a la salinidad en relacin con al porcentaje de produccin. Tabla de Maas-Hoffman

Coeficiente de uniformidad

El coeficiente de uniformidad (CU) se utiliza para evaluar las instalaciones en funcionamiento y para el diseo de nuevas instalaciones. En el diseo, el CU es una condicin que se impone y que viene determinada por factores econmicos. Un CU elevado exige mayor coste inicial de la instalacin (mayores dimetros de las tuberas, laterales ms cortos, mayor nmero de reguladores de presin, etc.), mientras que un CU ms bajo trae como consecuencia un mayor consumo de agua.

Los valores de CU que suelen recomendarse para el diseo de riego localizado se especifican en la tabla 10.9.

Tabla 10.9: Valores de CU recomendables en riego localizado

Los valores deCUse refieren a zonas ridas. En zonas hmedas se rebajan en un 10%.

La causa ms importante de la variacin del caudal (aparte de las obturaciones, que deben ser controladas) es la variacin de fabricacin de los emisores y las diferencias de presin por cuya razn se puede definir el siguiente coeficiente de uniformidad, que se recomienda utilizar en el diseo.

CV = Coeficiente de variacin de fabricacin del emisor.

E = Nmero de emisores por cada planta.

Qmin= Caudal mnimo de los emisores considerados (se suele referir a una subunidad).

Qm= Caudal medio de los emisores considerados.

Dosis, frecuencia, tiempo de riego y nmero de emisores

Una vez calculadas las necesidades de riego hay que determinar la dosis, frecuencia y duracin del riego, as como el nmero de emisores por planta y el caudal por emisor. Finalmente se decide la disposicin de los emisores.

Superficie mojada por emisorLa superficie mojada por un emisor es la proyeccin horizontal del bulbo hmedo que forma ese emisor. Se determina mediante pruebas de campo o mediante frmulas o tablas. Dada la gran heterogeneidad de suelos, las frmulas y las tablas slo se debern utilizar, con mucha prudencia, en el diseo o a ttulo orientativo, siendo mucho ms fiable la medicin directa en el propio campo.

El dimetro de la superficie mojada se puede calcular mediante las frmulas siguientes, que vienen en funcin del tipo de suelo y del caudal del emisor, tabla 10.10:

Tabla 10.10. Frmulas para determinar el dimetro mojado del bulbo en funcin de la texturaTextura del sueloDimetro

Textura finaD = 1,2 + 0,10 q

Textura mediaD = 0,7 + 0,11 q

Textura gruesaD = 0,3 + 0,12 q

D = Dimetro de la superficie mojada (m)

q = Caudal del emisor (l/h)

Estas frmulas deben usarse con prudencia, ya que la textura del suelo no informa adecuadamente el movimiento del agua en el mismo, puesto que influyen otros factores, tales como la estratificacin o la presencia de piedras.

Dado que los caudales de 2 y 4 litros/hora son muy frecuentes en el riego por goteo, pueden servir de orientacin los datos de las tablas 10.11 y 10.12.

Para determinar con ms exactitud el tamao del bulbo hmedo (dimetro del rea mojada y profundidad) se disponen en varios emisores iguales a lo largo de una tubera de polietileno de 12-16 mm de dimetro, abastecida por un depsito de agua de unos 100 litros de capacidad. El primer emisor se deja funcionar durante una hora; el segundo, durante 2 horas; y as sucesivamente. Hay que espaciar suficientemente los emisores para que no se solapen los bulbos. Una vez aplicados los distintos volmenes de agua, se abre una zanja y se miden las profundidades y los radios de los bulbos a 30 cm de profundidad.

Tabla 10.11: Dimetro mojado por un emisor de 4 litros/hora (Keller)

Tabla 10.12: Aproximacin del dimetro mojado y espaciamiento con emisores de 2y 4 litros/hora segn el tipo de suelo para tiempos de riego de unas 3 h (Keller)Emisores de 4 litros/hora

Emisores de 2 litros/hora

Porcentaje de superficie mojadaDado que en riego localizado se moja solamente una fraccin del suelo, hay que prever un mnimo de superficie mojada para que el sistema radical se desarrolle normalmente. El porcentaje de superficie mojada (P)viene definido por:

P = 100

La superficie mojada se debe medir a 30 cm de profundidad, aunque en caso de cultivo de races poco profundas la medicin puede hacerse a 15 cm de profundidad. El valor del porcentaje de suelo mojado depende de:

- Tipo de cultivo

- Clima de la zona de cultivo

Tipo de suelo

Valores recomendados de porcentaje de suelo mojado:

Tambin se puede expresar el porcentaje mojado del suelo (P), respecto de la superficie sombreada por el cultivo (Ss).

Los valores altos de P dan mayor seguridad, sobre todo en situaciones de apuro (averas, evapotranspiracin extrema), pero encarecen la instalacin, al exigir mayor nmero de emisores. Cuanto mayor es el intervalo entre riegos, mayor es el riesgo en caso de un valor de P muy prximo al mnimo.

Nmero de emisores por plantaEl nmero de emisores por planta (n) viene dando por la siguiente expresin:

Profundidad del bulboLa profundidad del bulbo debe estar comprendida entre el 90 y el 120 % de la profundidad de las races. A la menor profundidad del bulbo corresponde mayor nmero de emisores y mayor eficiencia desde el punto de vista agronmico, pero la instalacin resulta ms cara. La mayor profundidad del bulbo puede ser la adecuada para que acte como fraccin de lavado en el control de la salinidad, salvo que la calidad del agua aconseje mayor fraccin de lavado, en cuyo caso no se considera la restriccin de profundidad de bulbo expresada anteriormente.

Dosis, intervalo entre riegos y duracin del riegoLa cantidad de agua aplicada en cada riego o dosis de riego ser:

Dt= n q t

Dt= Nt I

Dt= Dosis total, en litros

n = Nmero de emisores

q = Caudal de cada emisor, en litros/hora

t = Tiempo de duracin del riego, en horas

Nt= Necesidades totales, en litros por da

I = Intervalo entre riesgos, en das

De ambas ecuaciones se deduce la siguiente:

n q t = Nt I

Ecuacin con dos incgnitas, intervalo y tiempo, en donde hay que fijar una de ellas. En suelo de textura arenosa, en donde se originan bulbos estrechos y profundos, se tiende a intervalos muy cortos (uno o dos riegos diarios), tiempos breves y nmero elevado de emisores. En suelos de textura arcillosa se tiende a intervalos ms largos (tres o cuatro das por semana), tiempos de riego ms amplios y menor nmero de emisores. En suelos de textura franca se suele regar una vez por da.

El tiempo de riego vendr dado por la expresin:

Disposicin de los emisores

Al distribuir sobre el terreno las tuberas portaemisores hay que tener en cuenta vara consideraciones:

Proporcionar a cada planta el nmero de emisores requeridos en el diseo agronmico.

No dificultar las labores de cultivo.

Hacer la mnima inversin.

En colocacin de los goteros a lo largo de la tubera portagoteros se pueden tomar dos criterios distintos:

Se forma una serie de puntos hmedos alrededor de las plantas, con lo cual las races se desarrollan en varas direcciones y es menor el riesgo de ser abatidas por el viento. Este sistema se adapta bien a los cultivos arbreos.

La zona hmeda forma una lnea continua, a lo largo de la cual las plantas desarrollan su sistema radical. Este sistema ofrece la ventaja de facilitar las labores agrcolas, pero tiene el inconveniente de que puede producirse la cada de las plantas de porte alto. Se adapta bien a los cultivos en lnea.

La disposicin de una tubera por cada fila de plantas provista de goteros interlinea se utiliza en plantas herbceas y en frutales. En el caso de frutales es necesario que los bulbos se solapen, pues de otra forma las races tendran dificultad para atravesar la zona seca comprendida entre bulbos y el borde salino de los mismos. Tambin es necesario solapar en cultivos herbceos, porque de lo contrario las semillas que quedan entre los bulbos tendran dificultades para germinar.

El solape se define como el porcentaje de distancia recubierta por dos bulbos consecutivos con relacin al radio del bulbo (figura 10.33).

S = Solape expresado en tanto por 100

a = distancia recubierta por dos bulbos consecutivos.

r = Radio del bulbo.

Figura 10.33. Separacin entre emisores que dan bulbos con solapeLa distancia D entre goteros consecutivos debe ser: Se recomienda que el solape deba estar comprendido entre el 15 y el 30 %.

rbolesSe ha de tener las siguientes advertencias a la hora de disponer los emisores:

Al iniciar la plantacin se instalan un n de emisores menor que el definitivo y estos irn aumentando conforme vaya creciendo los rboles.

Antes de plantar, colocar los emisores

Aproximar los emisores a las plantones y retirrselos conforme vayan creciendo

Debe de existir un solape si usamos goteros interlinea dicho porcentaje de solape (S) debe estar entre el 15-30 %.

En lafigura 10.34 se muestran algunas disposiciones de los goteros en la tubera portagoteros en el caso de rboles.Cultivos herbceosLos cultivos herbceos que se riegan con riego localizado suelen ser hortcolas y algunos cultivos anuales como el algodn. Como la distancia entre plantas es muy pequea (pocos centmetros), se recurre a mojar una franja hmeda continua a lo largo de la lnea.

La disposicin tpica de los emisores, es colocar un lateral por cada lnea de planta, porque de lo contrario las semillas que quedan entre los bulbos tendran dificultades para germinar. Sin embargo el gran gasto de metros de tuberas por hectrea hace que se instale frecuentemente, un lateral por cada dos lneas de plantas. Para ello ha de modificarse los marcos tradicionales de plantacin, manteniendo la misma densidad de plantas pero aproximndolas a los laterales de riego (figura 10.35).

Figura 10.35. Disposicin de los laterales ms frecuentes en cultivos herbceosEjemplo 5Calcular el diseo agronmico de una plantacin de melocotoneros con los datos siguientes.

Necesidades totales de agua: 48 litros/planta y da

Profundidad de las races: 90 cm.

Marco de plantacin: 5 x 4 m2 Porcentaje de suelo mojado: 35 %

Caudal del emisor: 4 l/h.

Intervalo entre riegos: 1 a 3 das.

Las pruebas de campo de emisor son las siguientes:

Solucin:1. Superficie mojada por emisor

La profundidad del bulbo debe estar comprendida entre el 90 y 120 % de la profundidad de la raz.

0,95 0,90 = 0,80 m

0,95 1,20 = 1,14 m

En las pruebas de campo se observa que a una profundad de 97 cm corresponde un radio mojado de 108 cm y un caudal de 16 litros en 4 horas.

Sup. Mojada por emisor =r2= 3,1416 1,082= 3,66 m22. Nmero de emisores por planta

Superficie mojada por planta = 0,35 5 4 = 7 m2Nmero de emisores =

INCLUDEPICTURE "http://ocwus.us.es/ingenieria-agroforestal/hidraulica-y-riegos/temario/Tema%2010.Riego%20goteo/images/pic078.gif" \* MERGEFORMATINET 3. Intervalo entre riegos

Dosis de riego = 2 emisores 16 litros/emisor = 32 litros

Intervalo =das

Se fija el intervalo de 1 da y se tantean diversas opciones en cuanto al nmero de emisores y su caudal, procurando acomodarse al bulbo hmedo de las pruebas de campo.

48 litros = 2 emisores x 24 litros/emisor

48 litros = 3 emisores x 16 litros/emisor

48 litros = 4 emisores x 12 litros/emisor

En el caso de 2 emisores, cada uno debe aportar un caudal de 24 litros. Segn las pruebas de campo, la profundidad del bulbo sera de 128 cm; superior a los 114 cm que deben tener como mximo.

En el caso de 3 emisores, cada uno aporta un caudal de 16 litros, al que corresponde una profundidad de 97 cm (que esta dentro del lmite permitido) y un radio de 108 cm.

Se comprueba si esos 3 emisores cumplen la condicin de porcentaje de superficie mojada.

Superficie mojada = 3 r2= 3 3,1416 1,082= 11 m2Porcentaje de superficie mojada =Cumple con la condicin, puesto que es superior al 35 %. Por tanto, es vlida la solucin de 3 emisores, con un caudal de 16 litros por emisor.

El tiempo de riego ser:horas

Diseo hidrulico

Con el diseo hidrulico se determinan los componentes, dimensiones de la red y funcionamiento de la instalacin de riego, de tal manera que se puedan aplicar las necesidades de agua al cultivo en el tiempo que se haya establecido, teniendo en cuenta el diseo agronmico previamente realizado.

En el tema 3 se incluye, de forma generalizada, el clculo de las conducciones de sistemas de riego a presin, haciendo uso de las frmulas de Blasius y de Hazen-Willians. A continuacin se expone un clculo ms sencillo, en donde se hace uso de los bacos incluidos al final del captulo.

La secuencia del diseo hidrulico de un riego localizado de alta frecuencia se muestra en la tabla 10.13, efectundose despus de realizar el diseo agronmico y basndose en otros datos como las caractersticas del emisor elegido, topografa y dimensiones de la finca, etc.

Para el diseo de una subunidad de riego, cualquiera que sea el procedimiento de dibujo de la red de riego, los clculos hidrulicos consisten en determinar en primer lugar los caudales en laterales y terciarias y a continuacin, teniendo en cuenta la tolerancia de presiones (obtenida a partir de la tolerancia de caudales), calcular para las mismas tuberas los dimetros y el rgimen de presiones. Esta es la fase ms complicada del clculo hidrulico y con ella acaba el diseo de la subunidad. El resto del diseo (secundarias, primarias y cabezal) es ms parecido al de cualquier red tradicional de riego por tuberas, con algunas peculiaridades en el caso del cabezal de riego.

Tabla 10.13. Secuencia del diseo hidrulico en riego localizado

Clculo de laterales

Los laterales o portaemisores son las tuberas que distribuyen el agua a las plantas por medio de los emisores acoplados a ellas. La aportacin de agua por los emisores deber ser lo ms uniforme posible, es decir,todos los emisores debern aplicar aproximadamente la misma cantidad de agua, por lo que la uniformidad constituye el punt