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DEDICATORIA MATHEUS F. 2011
[iii]
DISEO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIN PARA EL
CULTIVO DE PAPA (Solanum tuberosum) EN UN SECTOR DE LA
FINCA "ESTAPAPE", SECTOR ESTAPAPE, PARROQUIA LA
QUEBRADA, MUNICIPIO URDANETA, ESTADO TRUJILLO.
Por:
Freddy Matheus
Trabajo de Grado presentada ante la ilustre Universidad de Los
Andes, Ncleo Universitario Rafael Rangel en el cumplimiento parcial
de los requisitos para optar al ttulo de Ingeniero Agrcola.
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
NCLEO UNIVERSITARIO RAFAEL RANGEL
DEPARTAMENTO DE INGENIERA
TRUJILLO ESTADO TRUJILLO
Trujillo, Octubre 2011
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DEDICATORIA MATHEUS F. 2011
[iii]
DISEO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIN PARA EL
CULTIVO DE PAPA (Solanum tuberosum) EN UN SECTOR DE LA
FINCA "ESTAPAPE", SECTOR ESTAPAPE, PARROQUIA LA
QUEBRADA, MUNICIPIO URDANETA, ESTADO TRUJILLO.
Por:
Freddy Matheus
Trabajo de Grado presentada ante la ilustre Universidad de Los
Andes, Ncleo Universitario Rafael Rangel en el cumplimiento parcial
de los requisitos para optar al ttulo de Ingeniero Agrcola.
_______________ ________________
Msc. Jess Mejas PhD. Ricardo Trezza
Tutor Acadmico Asesor Acadmico
_________________
Prof.Aixa Nez
Asesor Acadmico
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
NCLEO UNIVERSITARIO RAFAEL RANGEL DEPARTAMENTO DE INGENIERA
TRUJILLO ESTADO TRUJILLO
Trujillo, Octubre 2011
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DEDICATORIA MATHEUS F. 2011
[iii]
DEDICATORIA
La constancia, sacrificio y perseverancia que antepuse para la realizacin de una
de mis metas trazadas, obtener el ttulo de Ingeniero Agrcola Mencin Riego y
Drenaje, finalmente se ha hecho realidad, se lo debo a quienes de una u otra
manera estuvieron a mi lado en este largo trajinar y se lo dedico muy
especialmente a:
Dios, Todopoderoso y la Santsima Virgen, por estar siempre en m, derramando
sus dones: sabidura, inteligencia, discernimiento y ciencia, permitindome
continuar siempre con ms optimismo y no decaer para llegar a alcanzar el xito.
A mis Padres: Fredy y Magdalena, fuente inagotable de lucha, perseverancia,
honradez y amor, ejemplo infinito de vida y humildad, pilares fundamentales en mi
vida, que dando lo mejor de s, sin importar las circunstancias, me brindaron su
apoyo, confianza, consejos y orientacin, que da a da ayudaron a fortalecer mi fe
y esperanza, para el logro de mi meta. A ustedes les debo lo que soy Que Dios
Los Bendiga Los Amo!!
A mis hermanos Fernando y Nathaly por estar siempre a mi lado en los momentosdifciles, cont siempre con su apoyo incondicional, cario y perseverancia Los
Quiero!!
A mis abuelos: Nolberto(+), Mara De La Trinidad (+), Hiplito (+) y Ana Teresa,
quienes me brindaron su amor y sabidura, guindome por el mejor camino
Gracias por sus bendiciones
A mis Tos y Primos, por su apoyo en todo momento, siempre colmando mi vida
de amor. Emprender un camino no es fcil, pero tampoco imposible, espero que
este triunfo les sirva de estimulo y dedicacin para continuar Los Quiero
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AGRADECIMIENTOS MATHEUS F. 2011
[iv]
AGRADECIMIENTOS
Al ver culminado los estudios de pregrado, quiero expresar mi sincero
agradecimiento primeramente a Dios Todopoderoso por ser la fuente de mi
vocacin y a todas aquellas personas que contribuyeron al logro de esta meta.
A la ilustre Universidad de Los Andes (ULA-NURR), por haberme brindado la
formacin acadmica para obtener el ttulo de Ingeniero Agrcola.
A mi tutor y amigo MSC. Jess Mejas por compartir conmigo sus conocimientos y
ayuda incondicional en la elaboracin de este proyecto.
A mi asesor PHD. Ricardo Trezza por sus orientaciones y conocimientos
aportados.
Al Sr. Manuel Barroeta por su colaboracin prestada para culminar con xito este
trabajo.
Al Sr. Francisco Vetencourt por darme la oportunidad de aplicar el diseo de este
proyecto en su finca.
A mis profesoras Aixa Nez e Igle Umbra por su apoyo incondicional, trasmitirme
sus conocimientos y brindarme su amistad.
A mis profesores que en su mayora supieron cultivar sus conocimientos en mi y
de quienes aprend que la inteligencia no es una utopa.
A la Sra. Claret Mrquez personal administrativo del departamento de Ingeniera
por todo su apoyo, paciencia y amistad.
A mis amigos y compaeros de estudio por su apoyo brindado.
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INDICE GENERAL MATHEUS F. 2011
[v]
NDICE GENERAL
Captulo Contenido Pgina
DEDICATORIA iii
AGRADECIMIENTOS iv
NDICE GENERAL v
NDICE DE FIGURAS ix
NDICE DE TABLAS x
NDICE DE APNDICES xii
NDICE DE ANEXOS xiii
LISTA DE SIMBOLOS xiv
RESUMEN xvi
I INTRODUCCI N 1
Objetivos 3
II REVISI N BIBLIOGR FICA 4
2.1 Conceptos bsicos 4
2.2. Riego por aspersin 6
2.3. Criterios de seleccin de un mtodo de riego 8
2.4 Ventajas y desventajas del riego por aspersin 11
2.4.1 Ventajas 11
2.4.2 Desventajas 12
2.5 Planeacin del sistema de riego por aspersin 13
2.6 Componentes que integran un equipo de riego poraspersin 14
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INDICE GENERAL MATHEUS F. 2011
[vi]
2.7 Aspectos financieros 17
III CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO 19
3.1 Generalidades 19
3.2 Ubicacin 19
3.2.1 Poltico administrativa 19
3.2.2 Geogrfica 21
3.2.3 Hidrogrfica 21
3.2.4 Prctica 21
3.3 Topografa y superficie 21
3.3.1 Topografa 21
3.3.2 Relieve 22
3.3.3 Geologa 22
3.3.4 Litologa 23
3.4Climatologa 23
3.4.1 Precipitacin 24
3.4.2 Temperatura 25
3.4.3 Vegetacin 27
3.4.4. Suelos 27IV ESTIMACI N DE LA OFERTA Y DEMANDA DEL
RECURSO HDRICO36
4.1 Oferta del recurso hdrico 36
4.1.1 Cantidad de agua 36
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INDICE GENERAL MATHEUS F. 2011
[vii]
4.1.2 Calidad del agua 37
4.2 Demanda del recurso hdrico 394.2.1 Clculo de la evapotranspiracin del cultivo de
referencia (ETo).39
4.2.2. Clculo de la evapotranspiracin del cultivo (Etv) 41
4.2.3 Precipitacin efectiva 44
4.2.4. Balance hdrico 46
V DISEO DEL SISTEMA DE RIEGO 495.1 Diseo agronmico 49
5.1.1 Lmina almacenable del suelo (dt) 49
5.1.2 umbral de riego (UR) 50
5.1.3 Lmina neta (dn) 50
5.1.4 Frecuencia de riego mxima (Frmax) 51
5.1.5 Frecuencia de riego (FR) 52
5.1.6 Lmina neta de riego 52
5.1.7 Lmina bruta de riego 53
5.2 Caractersticas de operacin del sistema de riego 54
5.2.1 Trazado y caractersticas del sistema 54
5.2.2 Seleccin del aspersor 54
5.2.3 Separacin entre aspersores y laterales 55
5.2.4 Intensidad de aplicacin 56
5.2.5 Tiempo de riego 57
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INDICE GENERAL MATHEUS F. 2011
[viii]
5.2.6 Nmero de posiciones de laterales por da 57
5.2.7 Nmero de posiciones en los das de riego 585.2.8 Nmero de posiciones totales 59
5.3 Diseo hidrulico 60
5.3.1 Diseo hidrulico del sector 01 60
Diseo de las tuberas laterales 60
Diseo de la tubera secundaria 64
5.3.2 Diseo hidrulico del sector 02 66
5.4 Calculo de la Inversin Inicial 67
5.5 Costos de produccin para el cultivo 69
VI CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 74
6.1 CONCLUSIONES 74
6.2 RECOMENDACIONES 75BIBLIOGRAFA 76
APNDICES 78
ANEXOS
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INDICE DE FIGURAS MATHEUS F. 2011
[ix]
INDICE DE FIGURAS
Figura Contenido Pgina
3.1 Ubicacin de la zona de estudio 20
3.2 Precipitacin promedio mensual 25
3.3 Temperatura media mensual 26
3.4 Infiltracin bsica 35
4.1 Curva de coeficiente de cultivo para la papa 43
4.2 Balance hdrico de la papa (Solanum tuberosum) 47
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INDICE DE TABLAS MATHEUS F. 2011
[x]
INDICE DE TABLAS
Tabla Contenido Pgina
3.1 Precipitacin promedio mensual periodo 2000-2010 24
3.2 Temperatura media mensual (C) periodo 2000-2010 26
3.3 Resultado del anlisis de suelos 28
3.4 Escala de ph para suelos agrcolas 29
3.5 Escala de salinidad 30
4.1 Aforos en la tubera que surte la unidad de produccin 37
4.2 Resultados de los anlisis de calidad del agua 38
4.3 Valores de temperatura,Rn,G,u2, esat, eact,,y Eto 43
4.4 Valores de Kc para la papa (Solanum tuberosum) 43
4.5 Resultados de la evapotranspiracin 44
4.6 Valores de precipitacin efectiva 46
4.7 Balance Hdrico para el cultivo de papa (Solanum tuberosum) 47
5.1 Resultados del diseo agronmico 53
5.2 Caractersticas del aspersor 54
5.3 Espaciamiento de laterales 55
5.4 Caractersticas de operacin del sistema 59
5.5 Resumen del diseo del lateral ms crtico del sector 01 645.6 Resumen del diseo de la tubera secundaria 66
5.7 Resumen del diseo del lateral ms crtico del sector 02 67
5.8 Resumen del diseo de la tubera secundaria del sector 02 67
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INDICE DE TABLAS MATHEUS F. 2011
[xi]
5.9 Costos de las tuberas de (PEAD). 68
5.10 Costos para los accesorios principales. 68
5.11 Costo de los accesorios del diseo del sistema de riego. 69
5.12 Resumen de los costos de materiales y precios 69
5.13 Costos de produccin de la papa(Solanum tuberosum) 70
5.14 Costos totales del proyecto. 73
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INDICE DE APENDICES MATHEUS F. 2011
[xii]
INDICE DE APNDICES
Apndice Contenido Pgina
A Zona de muestreo 79
B Resultado anlisis de suelo 81
C Pruebas de infiltracin 02-03 87
D Registro de precipitacin 92
E Resultados calidad del agua 95
F Modelo del aspersor 98
G Mtodo simplificado de KC 100
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INDICE DE ANEXOS MATHEUS F. 2011
[xiii]
INDICE DE ANEXOS
Anexo Contenido
I Plano general de la finca
II Plano del rea destinada para el diseo del sistema de riego
III Plano con el diseo del sistema de riego
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LISTA DE SIMBOLOS MATHEUS F. 2011
[xiv]
LISTA DE SIMBOLOS
SIMBOLO DEFINICION
cm Centmetros
cm/h Centmetros por hora
Constante psicromtricaEto Evapotranspiracin potencial
Etc Evapotranspiracin real
G Flujo de calor en el suelo
C Grados centgrados
gr/cm3 Gramos por centmetro cubico
ha hectreas
h Horas
kPa Kilo pascales
km Kilmetros
km/h Kilmetros por hora
PSI Libras por pulgada cuadrada
l/s Litros por segundo
m Metro
m.c.a Metros de columna de agua
m.s.n.m Metros sobre el nivel del mar
mm Milmetros
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[xv]
mm/dia Milmetros por da
mm/h Milmetros por horamin minutos
Pendiente de la curva de presin de vapor del aire
Pe Precipitacin efectiva
eact Presin actual del vapor del aire
esat Presin de vapor a saturacin
Rn Radiacin neta
T Temperatura
U2 Velocidad del viento
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RESUMEN MATHEUS F. 2011
[xvi]
RESUMEN
El mtodo de riego por aspersin es el que ms se adapta a la zona de los Andes,
ya que esta se caracteriza por poseer suelos con topografas ligeramente
accidentadas y suelos con alta velocidad de infiltracin y erodabilidad. El consumo
de agua es moderado y la eficiencia de uso bastante aceptable. En el caso
especfico de la Finca "Estapape" ubicada en el sector Estapape, parroquia La
Quebrada, municipio Urdaneta del estado Trujillo se pretende incorporar una
nueva superficie para riego. El rea de estudio comprenden 5,003 ha, que por
medio del levantamiento topogrfico se determino que el rea a utilizar para el
diseo del sistema de riego es de 2,36 ha. La fuente de abastecimiento que surtela finca es la quebrada Estapape, se realizaron aforos a la tubera de 6 que
surte al tanque de almacenamiento estimando un caudal promedio de 35,8 l/s, el
agua es de muy buena calidad, de baja mineralizacin ptimas para el consumo
humano, los suelos son de textura Franco Arenoso con un rango de pH de 4,0
5,8 (cidos), con una infiltracin bsica de 3,50 cm/h. el balance hdrico realizado
para la zona de estudio muestra dos picos de precipitacin que corresponden a los
meses de abrilmayo y septiembreoctubre, tambin muestra dos periodos secos
que corresponde a los meses de junio-julio y diciembre. Para la realizacin del
diseo se tom en consideracin el rubro papa (Solanum tuberosum),ya que este
es el cultivo que prefiere el productor. Se realiz el diseo agronmico e hidrulico
para el riego de la parcela; el diseo hidrulico se efectu en dos sectores debido
a la longitud de la parcela y al criterio de laterales no mayores a 100 m de longitud.
La inversin inicial para la instalacin del sistema es de BsF. 125.892,7 que segn
el cambio oficial equivalen a $29.269,33., al da 04/10/2011. Es de mencionar que
se utilizaron varios software como lo son CROPWAT para determinar los
requerimientos de riego y AUTOCAD para la elaboracin de los planos.
Palabras claves: diseo, aspersin, rubro, infiltracin bsica, laterales.
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CAPITULO I: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO MATHEUS F. 2011
[1]
CAPITULO I
INTRODUCCION
En Latinoamrica la agricultura se manifiesta como el ms importante consumidor
de agua, el promedio es similar al mundial con variaciones entre pases y
regiones. La disponibilidad de agua para el ser humano siempre ha sido vital
porque adems del sustento que obtiene en el cultivo de la tierra, creaba riquezas
y con ella consegua poder. El dominio del agua ha originado en la historia de la
humanidad disputas y confrontaciones.
Con el dominio de las tcnicas de riego se inicia la agricultura de regado al mismo
tiempo que aparecen los primeros poblados con casas de adobe. El dominio de
las tcnicas de riego impulso una nueva forma de vida ms segura y con menos
riesgo que la vida errante del cazador, ya que desde ahora podra disponer de
alimentos sin tener que desplazarse de un sitio a otro, ya no era necesario elcontinuo traslado para buscar sustento.
Existen tres mtodos de riego para cultivos, los cuales son el riego por aspersin,
el de superficie y el goteo. El riego por aspersin es un mtodo mediante el cual el
agua se aplica sobre la totalidad de la superficie del suelo en forma de lluvia.
Utilizando para ello una red de riego que permite conducir el agua con la presin
adecuada hasta los elementos encargados de aplicarla, los aspersores.
Para conseguir un buen riego por aspersin son necesarios: presin en el agua,
una estudiada red de tuberas adecuadas a la presin del agua, aspersores
adecuados capaces de esparcir el agua a la presin que les llega por la red de
distribucin y un depsito de agua que conecte a la red de tuberas.
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CAPITULO I: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO MATHEUS F. 2011
[2]
En los sistemas de riego por aspersin la red de distribucin del agua est
formada por conducciones cerradas que llevan el agua a presin hasta losaspersores, el agua sale a travs de ellos a gran velocidad y caen en forma de
lluvia sobre el terreno donde se infiltra pasando desde la superficie del suelo hasta
capas cada vez ms profundas, quedando as a disposicin del cultivo. La
cantidad de agua que se infiltra ser ms o menos homognea segn sean las
caractersticas fsicas del suelo y las propias caractersticas de funcionamiento de
los aspersores. En un sistema de riego por aspersin bien diseado no se debe
producir escorrenta, es decir que cada gota de agua debe infiltrarse en el mismo
punto donde cae. Adems el tamao de las gotas producidas por los aspersores
debe ser tal que no provoque erosin al caer al suelo.
Sin embargo, la aplicacin del agua en forma de lluvia est bastante condicionada
a las condiciones climticas que se produzcan, en particular al viento y a la aridez
del clima (las gotas podran desaparecer antes de tocar el suelo por la
evaporacin). Estos sistemas son especialmente tiles para aplicar riegos
relativamente ligeros con los que se pretende aportar algo de humedad al suelo enel perodo de nascencia o para aplicar riego de socorro.
Los sistemas de riego por aspersin son el mtodo que ms se adapta a la zona
de los Andes, ya que esta se caracteriza por poseer suelos con topografas
ligeramente accidentadas y suelos con alta velocidad de infiltracin y erodabilidad,
tanto con las tradicionales redes de tuberas como con las maquinas de riego. El
consumo de agua es moderado y la eficiencia de uso bastante aceptable.
En el caso especfico de la Finca "Estapape" ubicada en el sector Estapape,
parroquia La Quebrada, municipio Urdaneta del estado Trujillo se pretende
incorporar una nueva superficie para riego. El problema objeto de estudio se
deriva de la posibilidad de obtener agua suficiente para garantizar el riego por
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CAPITULO I: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO MATHEUS F. 2011
[3]
aspersin, para ello se debe confrontar la demanda de agua de los rubros
potenciales a desarrollar contra la disponibilidad en el almacenamiento y en la
fuente o quebrada que alimenta la unidad de produccin. La superficie estimadaque se agregara para riego es de 2,4 ha. El cultivo a sembrar es Papa (Solanum
tuberosum), la cual es una planta tuberfera originaria de Amrica.
En Venezuela, el Estado Trujillo se caracteriza por sus tres pisos altitudinales, y la
papa es uno de los rubros que se cosechan sobre todo en los pisos medios y altos
de la regin. En cada piso altitudinal se utilizan los tres mtodos de riego
mencionados anteriormente. En la Finca Estapape se usa el riego por aspersin
y goteo, sin embargo, las cotas que presentan algunas reas de la hacienda no
permiten la aplicacin de este ltimo u otro mtodo debido a sus altas pendientes.
Objetivo General
Disear un sistema de riego por aspersin para el cultivo de Papa ( Solanum
tuberosum) en la Finca " Estapape ", sector Estapape, parroquia La Quebrada,municipio Urdaneta, estado Trujillo.
Objetivos Especficos
Elaborar el diagnostico fsico natural del rea objeto de estudio.
Realizar el estudio de caracterizacin de las variables edafolgica e hdrica. Determinar la demanda de agua para el rubro papa (Solanum tuberosum)
en la zona de estudio.
Realizar el diseo agronmico e hidrulico del sistema de riego.
Calcular la inversin inicial.
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CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA MATHEUS F. 2011
[4]
CAPITULO II
REVISIN BIBLIOGRFICA
2.1. CONCEPTOS BASICOS
El riego segn Israelsen y Hansen (1962) definen el riego como la aplicacin
artificial de agua a la tierra, con el fin de suministrar a las especies vegetales la
humedad necesaria para su desarrollo. De igual forma, asignan al riego los
siguientes objetivos:
Proporcionar la humedad necesaria para que los cultivos puedan
desarrollarse.
Asegurar las cosechas contra sequas de corta duracin.
Enfriar el suelo y la atmsfera para, de esta forma, mejorar las condiciones
ambientales en bien del desarrollo vegetal.
Llevar o diluir sales contenidas en el suelo.
Reducir el peligro de erosin por la formacin de cauces naturales de
drenaje.
Ablandar los terrones de tierra.
Nugteren (1970) amplia dicha definicin al considerar que el riego comprende las
provisiones, medidas o actividades, de naturaleza temporaria o permanente, con
el propsito de suministrar agua, en algunos casos conjuntamente con otras
materias, al suelo y por consiguiente a la planta, con el fin de mantener opromover su crecimiento.
En base a las definiciones que anteceden, los objetivos del riego se agrupan
siguiendo a Nugteren (1970) en las siguientes tres categoras: (a) compensar
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CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA MATHEUS F. 2011
[5]
deficiencias de humedad en el suelo; (b) mejorar las condiciones ambientales del
suelo y del cultivo; (c) aplicar nutrientes y medios protectores.
Gurovich (1985) define el riego agrcola como una prctica o practica de
produccin con la aplicacin oportuna y uniforme de agua a un perfil del suelo
para reponer en este el agua consumida por los cultivos.
Castan (2000) plantea que existen diferentes mtodos de riego entre los ms
empleados se tienen: riego por gravedad, aspersin y localizado.
Segn Israelsen (1962) los mtodos de riego pueden clasificarse en:
Mtodos superficiales.
Mtodos subsuperficiales.
Mtodos por aspersin.
En el mtodo de riego por superficie y riego por aspersin el agua penetra desde
la superficie y se repone a intervalos de tiempo, generalmente de varios das, todavez que la lmina de agua consumida alcanza un espesor adecuado para su
manejo eficiente. En el mtodo por sub-irrigacin el agua asciende por capilaridad
desde un plano fretico controlado, que se ubica prxima a la base del sistema
radical a medida que es consumida por los cultivos.
La diferencia entre los mtodos de riego por superficie y aspersin radica en que,
en el primer caso, el agua penetra en el suelo a medida que escurre sobre el
terreno, mientras que en el segundo caso el agua se aplica asperjada, o sea
fraccionando el caudal en innumerables cantidades de pequeas gotas de agua,
que penetran en el suelo al tiempo que se aplica.
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CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA MATHEUS F. 2011
[6]
El Manual para Educacin Agropecuaria Riego y Drenaje (2006) plantea que a
diferencia de los sistemas de riego por inundacin y por surcos el riego por
aspersin no incluye un acondicionamiento del terreno. El suministro del agua nodepende de la gravedad, pues su aplicacin se realiza en forma de lluvia por
presin hidrulica. La instalacin consta de una bomba, una o ms lneas
principales y laterales con aspersores.
2.2. RIEGO POR ASPERSION
El sistema de irrigacin por aspersin no requiere ms que la eliminacin de las
irregularidades del terreno, solo en el caso de una pendiente fuerte, se deben
establecer cultivos en terrazas. La mxima pendiente tolerable para aplicar el riego
por aspersin ser hasta el 20%.
Los sistemas de aspersin suelen clasificarse segn el grado de movilidad de los
diversos componentes que integran el sistema. De esta manera se facilita la
comprensin de su funcionamiento y adems se ofrece una mejor idea acerca de
los costos necesarios e inversiones a realizar. De esta forma general los costes deinversin se incrementan y los requerimientos de mano de obra disminuyen a
medida que aumenta el nmero de elementos fijos del sistema.
Los sistemas de aspersin se clasifican en dos grupos: sistemas estacionarios y
sistemas de desplazamiento continuo.
Los sistemas estacionarios son aquellos que permanecen fijos mientras riegan y a
su vez pueden clasificarse en mviles, semifijos y fijos.
Segn el Manual de Riego Agrcola (2006) el riego por aspersin consiste en la
distribucin del agua o los cultivos en forma de lluvia, mediante la presin
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CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA MATHEUS F. 2011
[7]
hidrulica de una bomba, una o ms lneas de tuberas y un conjunto de boquillas
o aspersores que la rocan.
Segn Grassi (1996) mediante el riego por aspersin, el agua se aplica al suelo
asperjada, o sea, fraccionando el caudal en innumerable cantidad de gotas que se
infiltran en el terreno al tiempo que alcanza la superficie del mismo.
Se trata de un sistema de riego mecanizado, que asegura un preciso control de la
lmina de agua aplicada y ajuste a las condiciones edafoclimaticas y de cultivo y
adems permite una adecuada tecnificacin de la prctica del riego.
Condiciones que favorecen la instalacin del mtodo:
El riego por aspersin se emplea en una gran diversidad de cultivos y condiciones
naturales; y en determinados casos compite incluso con ventaja con el riego por
superficie, en las condiciones que hacen aconsejable este mtodo. Sin embargo,
es insustituible en las siguientes condiciones:
a) Terrenos de topografa irregular, ondulados y de pendientes fuerte, en cuyo
caso la conduccin del agua por tuberas resuelve los inconvenientes del trazado
de acequias en terrenos irregulares.
b) Suelos poco profundos en las cuales no pueden realizarse trabajos de
nivelacin y deben aplicarse reducidas lminas de agua en cada riego. Tambin
en los de alta velocidad de infiltracin con grandes prdidas por percolacin de
agua en la cabecera.
c) Suelos de alta erodabilidad, donde el escurrimiento de agua en superficie puede
acarrear efectos perjudiciales para su conservacin.
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CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA MATHEUS F. 2011
[8]
d) Disponibilidad de agua en causales pequeos y largos horarios de riego, ya que
un diseo econmico se logra con un equipo que permanezca en actividad
durante un elevado nmero de horas al ao.
Se puede instalar en buenas condiciones, cuando la fuente de provisin de agua
subterrneas manantiales propios, o de los predios donde resulta factible
regularizar el caudal recibido mediante embalses.
Dado que este sistema cubre ntegramente el rea imaginada, se presta
especialmente para cultivos sembrados al voleo tales como forrajeras y cereales,
y para cultivos hortcolas, su empleo en cultivos permanente, tales como caa de
azcar y frutales es menos factible por el patrn de humedecimiento del suelo en
algunos casos; y por la altura y caractersticas del cultivo que dificultan
notablemente los trabajos de movimiento de las tuberas en otras.
2.3. CRITERIOS DE SELECCIN DE UN METODO DE RIEGO
Criterios de seleccin de un mtodo de riego:La seleccin del mtodo de riego se
basa en criterios que tienen relacin con el cultivo, el suelo, la topografa, la
economa, el clima, la disponibilidad de mano de obra as, como las labores
vinculadas al desarrollo fsico, manejo del riego y administracin de la finca en
general.Seleccionar el mtodo de riego, implica al mismo tiempo tomar decisiones
con respecto al planteamiento integral del predio y grado de sistematizacin del
terreno.
A continuacin se mencionan varios de los criterios de seleccin de mtodos de
riego:
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CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA MATHEUS F. 2011
[9]
Cultivos: Sin duda este es un criterio importante, ya que en algunos casos el
cultivo prcticamente determina el mtodo de riego. Por ejemplo el arroz se riega
en la casi generalidad de los casos por melgas en contorno o por grandessecciones de inundacin.
La papa (Solanum tuberosum) es una planta perteneciente a la familia de las
solanceas, originaria de Amrica del Sur y cultivada en todo el mundo por sus
tubrculos comestibles. Domesticada en el altiplano andino por sus habitantes
hace unos 7.000 aos fue llevada a Europa por los conquistadores espaoles ms
como una curiosidad botnica que como una planta alimenticia. Con el tiempo su
consumo fue creciendo y su cultivo se expandi a todo el mundo hasta
posicionarse como uno de los principales alimentos para el ser humano.
Topografa: Si tenemos en cuenta la gran subdivisin al tratar los mtodos de
riego, diramos que el riego por superficie puede realizarse con relieve plano a
ondulado; el riego sub-superficial solo en terrenos muy planos; y la aspersin en
terrenos desde llanos hasta fuertemente ondulados.
El riego por aspersin se adapta a una amplia gama de condiciones topogrficas.
Si bien pueden emplearse exitosamente en terrenos llanos, constituyen
generalmente la nica posibilidad de riego eficiente en terrenos fuertemente
ondulados, en cuyo caso no hay alternativas. La aspersin posibilita el riego de
tierras clasificadas incluso como no aptas para la agricultura por sus condiciones
topogrficas.
Entre los mtodos por superficie, la topografa y el valor de la pendiente, permite
una mayor especificacin del mtodo de riego. As una topografa llana, con
pendiente de 0,2% en la direccin del riego y pendiente nula en direccin normal a
la del riego, es ideal a la del riego por melgas rectangulares.
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Sin duda el criterio topogrfico est ntimamente unido a las posibilidades de
nivelacin. Aunque es este un factor que puede modificarse.
Suelo: Comprende las caractersticas internas del perfil del suelo: profundidad,
textura, drenabilidad, contenido de fragmentos gruesos y en particular los
aspectos de relacin aguasuelo, vinculados al riego, tales como la capacidad de
almacenamiento de agua e igual que en el caso de una topografa muy irregular,
este criterio puede determinar que el riego por aspersin constituye la nica
posibilidad en tales condiciones.
Recursos de agua:El recurso agua a disposicin del predio en cuanto a caudal,
tiempo e intervalo de entregas, es sin duda un criterio de peso tal, que puede
prcticamente determinar el Mtodo de Riego a utilizar, la disponibilidad en el
predio de un gran caudal en tiempo reducido y con grandes intervalos entre
entregas sucesivas, seala la convivencia de un mtodo que se ajusta a tales
condiciones, como ocurre con todas las variantes de riego por inundacin; salvo
que econmicamente sea posible la construccin de un reservorio regulador en
cuyo caso se pueden considerar otras alternativas.
Costos: Con respecto a los costos, debemos subdividir su incidencia en: (i) costos
de construccin y operacin de las obras generales del sistema; (ii) costos de
desarrollo y de operacin del riego en el predio.
El costo de construccin y operacin se atiende mediante un canon de
amortizacin de obras y un canon de operacin y conservacin de las mismas. Ya
sea que estos servicios la administracin de riego los perciba por volumen de
agua entregado al predio, por unidad de superficie servida, o por sistema mixto, el
costo de los mismos debe incidir en los criterios de seleccin del mtodo de riego
y en los trabajos a realizar para acondicionar las tierras.
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Es un mtodo de riego que se adapta muy bien a las primeras fases de desarrollo
de los cultivos, sobre todo durante la germinacin de las semillas, donde sonnecesarios riegos ligeros pero frecuentes. Esto ocurre en algunos cultivos tales
como zanahoria, remolacha, etc. Tambin es un mtodo muy til para dar riegos
de socorro y especialmente eficaz en la lucha contra heladas.
Es el mtodo de riego ideal para realizar lavado de sales, ya que tiende a
desplazarse junto con el agua hasta capas ms profundas del suelo quedando
fuera del alcance de las races.
Hay una mayor posibilidad de mecanizacin de los cultivos, ya que se eliminan los
obstculos propios del riego por superficie. nicamente en el caso de sistemas
con tuberas en superficie durante la campaa de riegos dificultara esta
mecanizacin.
Posibilita la aplicacin junto con el agua de riego de sustancias fertilizantes y
algunos tratamientos qumicos y permite cierto grado de automatizacin.Se adapta a la rotacin de cultivos, siempre y cuando el diseo de la red de
distribucin se realice para el cultivo que tenga mayores necesidades de agua.
2.4.2 Desventajas
El principal inconveniente del riego por aspersin es de carcter econmico.
Dependiendo del tipo de sistema que se implante podr hacer falta una gran
inversin inicial y/o de mantenimiento. A esto hay que aadirle el alto costo
energtico que supone el funcionamiento de la instalacin, al necesitar
importantes sistemas de bombeo para dotar a la red de la presin adecuada.
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El aporte de agua en forma de lluvia puede tener efectos negativos sobre algunos
cultivos, ya que al humedecerse la parte area del cultivo aumenta el riesgo de
desarrollo de enfermedades.
El viento dificulta el reparto uniforme del agua haciendo disminuir la uniformidad
de aplicacin y la eficiencia del sistema de riego.
Algunos cultivos pueden sufrir quemaduras en las hojas en mayor o menor grado
dependiendo de la sensibilidad del cultivo y de la calidad del agua de riego, puesto
que al evaporarse las sales pueden quedar concentradas en exceso (CIDIAT,
2005).
2.5 PLANEACIN DEL SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIN
Un sistema de riego por aspersin requiere de una planeacin cuidadosa y
profesional hecha con base en un estudio para determinar qu sistema es el ms
apropiado de acuerdo con sus capacidades y las caractersticas de las bombas,tuberas, accesorios y boquillas.
Esta planeacin debe tomar en cuenta la relacin de hasta 60% del costo
beneficio entre el rendimiento de los cultivos y los gastos de instalacin del
sistema, la disponibilidad de mano de obra capacitada para manejar los equipos y
su costo, as como el mtodo apropiado para impulsar las bombas, ya sea que se
disponga de energa elctrica o no.
Sin embargo, el nfasis de la planeacin debe estar en armona y equilibrio en la
eleccin de la bomba y su potencia, en el diseo de las tuberas principales y sus
ramales y en la seleccin de las boquillas.
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La eleccin errnea del equipo, las velocidades inadecuadas de aplicacin de las
cargas a los aspersores y la equivocada seleccin de las boquillas, de su presin
de trabajo a su velocidad, traen como consecuencias un riego deficiente y unamala inversin (Manual del Riego Agrcola 2006).
2.6 COMPONENTES QUE INTEGRAN UN EQUIPO DE RIEGO POR
ASPERSIN
Segn la Sprinkler Irrigation Asociation (1969) un sistema de riego por aspersin
es una red de tuberas con aspersores unidos al mismo y cuyo objetivo es aplicar
agua pulverizada sobre el terreno.
Un sistema de riego por aspersin puede abarcar todo un proyecto con tuberas
fijas de alta presin que conducen y distribuyen agua a cada predio secciones
del proyecto, de donde el agua a equipos individuales comunitarios, o tambin
equipos individuales con la fuente de agua en el mismo predio y que cubre la
totalidad a una parte del mismo.
Un equipo de riego por aspersin est integrado por:
1. El equipo motobomba.
2. Las tuberas.
3. Los aspersores o rociadores.
4. Los accesorios.
Equipo motobomba: El equipo motobomba tiene por fin aspirar el agua desde la
fuente de provisin e impulsarla a travs del sistema. Dado que para el
funcionamiento de los aspersores se requieren carga la bomba crea la presin
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necesaria para ello, como as tambin para compensar las prdidas de energa en
las tuberas.
Se emplean para riego por aspersin bombas centrifugas de eje horizontal y
bombas turbinas. El motor puede ser elctrico o a combustin interna;
conjuntamente con la bomba, el motor integra el equipo motobomba que puede
ser fijo o mvil.
La motobomba fija se emplea cuando se eleva agua del subsuelo o de una
estacin de bombeo de un cauce superficial. En tal caso al calcular la potencia
necesaria, se debe tener en cuenta no solo el desnivel geomtrico sino tambin la
presin de ejercicio de los aspersores y las prdidas de carga en el sistema.
La motobomba mvil cambia de ubicacin en cada posicin de riego, esta se
monta sobre ruedas de hierro o neumticas, pudiendo ser traccionada a sangre o
con tractor, se monta tambin sobre un trineo o acoplando la bomba a la toma de
fuerza de un tractor.
Tuberas: Las tuberas de un sistema de riego por aspersin, la integran los
conductos circulares que conducen el agua desde la bomba a los aspersores.
Dichas tuberas pueden ser todas fijas, en cuyo caso el equipo es fijo y van
enterradas; pueden ser semifijas, equipos semifijo, con parte de tubera fija y parte
mvil, y pueden ser mviles equipo mvil, con todas las tuberas transportables.
Las tuberas fijas son comnmente metlicas, de plstico, de asbesto, cemento o
de concreto reforzado con junta especial. Las tuberas mviles en cambio, son de
aluminio o de acero zincado a fuego. Se caracterizan por reducido peso a fin de
que se puedan trasladar con facilidad y con el mnimo esfuerzo y se integran por
tramos de 6 -9 12 m de largo y dimetro variable entre 2y 8.
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Cada tramo se une por medio de un sistema especial de rpido acoplamiento. El
acoplamiento al ser angulable, 30 en algunos tipos y 12 en otros, permite
adaptar la tubera a las irregularidades del terreno. Se emplean diferentessistemas de acoplamiento: unos a palanca (Sistema Europeo) y otro hidrulico
automtico (Sistema Americano).
Aspersores o regadores:Los aspersores se contribuyen de tipo estacionario y de
tipo rotario. La mayor parte de los aspersores existente en la actualidad en el
comercio para uso en la agricultura son giratorios; producindose dicha rotacin,
ya sea por efecto del impacto, por accin del chorro de agua sobre una rueda o
por reaccin. El giro puede ser total o puede ser regulable para cubrir un sector
circular y los aspersores pueden asimismo tener una o dos tuberas o boquillas.
Las casas fabricantes publican especificaciones de diferentes marcas y tipos de
aspersores, donde se detallan las condiciones de trabajo de los mismos. Ello
permite elegir el aspersor ms adecuado para la intensidad de precipitacin
propuesta e intervalo en el cual debe cubrirse un rea determinada de terreno.
El Manual de AMES (1962) clasifica los aspersores en los tipos siguientes:
1. Aspersores de baja presin entre 1 y 2 atm. Especialmente diseados para
riego de los rboles frutales debajo de la copa; o para cultivos anuales o
permanentes, en los casos en que se cuenta con reducida presin. Estos
aspersores tienen un limitado radio de influencia.
2. Aspersores de presin intermedia entre 2 y 4 atm. Comnmente se disean
con una o dos toberas y se adaptan a todos los tipos de suelo y cultivos.
Dimetro del crculo humedecido entre 21 m y 39 m.
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3. Aspersores de alta presin, entre 4 y 7 atm. Aspersores gigantes
especialmente adaptados para cultivos de elevado tamao, tales como
maz y caa de azcar. El dimetro del crculo humedecido vara entre 60 y150 m.
Segn la altura del cultivo, los regadores pueden estar aplicados directamente en
la tubera, caso de los cultivos forrajeros y algunas hortalizas; o sobre tubo
portaregador en frutales, caa de azcar, algunas hortcolas e industriales. Para
frutales se construyen aspersores con reducido ngulo de salida de las toberas,
que permiten regar debajo de la copa de los mismos.
Una variante del sistema clsico de riego por aspersin lo constituye la tubera
perforada. En tal caso no se instalan aspersores; sino que la tubera tiene una
sucesin de perforaciones a travs de las cuales fluye el agua.
2.7 ASPECTOS FINANCIEROS
Withers y Vipond (1978) un proyecto debe atender a liquidarse por s mismo, pero
hay pocos proyectos que podran considerarse como viables si esta regla es
inflexible.
Los autores apuntan que es preciso responder en lo que se refiere a
financiamiento de un proyecto, si los beneficios, financieros y sociales lo pueden
justificar o no.
Gittinger, P. (1973) plantea que para el proceso de toma de decisiones con
respecto a las asignaciones de inversin sobre la pertinencia de llenar adelante el
proyecto se hace necesario evaluarlo a la luz de algunos criterios que permita
decidir lo mas racionalmente posible sobre la convivencia de aceptar el proyecto.
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Dentro de estos criterios podemos mencionar el uso de algunas equivalencias
financieras como lo son: VAN, TIR, RELACION BENEFICIO-COSTO (B/C).
Costos en un sistema de riego: los costos significan un importante criterio en
trminos de rehabilitacin de un sistema de riego. Entre estos costos se pueden
considerar:
Costos anuales de operacin: personal e insumos, energa.
Costos anuales de mantenimiento
Costos anuales de reposicin
(Chile-riego) 2004
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CAPITULO III
CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO
3.1 GENERALIDADES
En la ejecucin de cualquier plan para el desarrollo de un determinado sector es
de vital importancia estudiar las variables fsico naturales que nos permitan
conocer las dificultades de la zona o regin, as como tambin la viabilidad de los
recursos naturales que ah se encuentren. Estas variables nos suministran los
instrumentos indispensables para el establecimiento de normas destinadas a
lograr un aprovechamiento justo de los recursos del rea.
3.2 UBICACIN
3.2.1 Poltico administrativa
El rea de estudio se localiza en la Repblica Bolivariana de Venezuela, formando
parte de los andes venezolanos, dentro del estado Trujillo, municipio Urdaneta,
parroquia La Quebrada, sector Estapapes. (Ver Figura 3.1)
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Figura 3.1. Ubicacin de la zona de estudio
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3.2.2 Geogrfica
El sector Estapapes se encuentra localizado en la coordenada de referencia UTM:
CL21 UTM: CL21, Coordenadas geogrficas en grados decimales (WGS84)
Latitud: 9.145 Longitud: 70.574
Coordenadas geogrficas en grados, minutos y segundos (WGS84)
Latitud: 9 08 '43'' Longitud: 70 34 '28''
3.2.3 Hidrogrfica
Hidrolgicamente se encuentra ubicada en la Hoya Hidrogrfica del Lago de
Maracaibo, en la margen derecha de la parte alta de la cuenca del rio Motatan,
siendo su principal afluente la quebrada Estapapes.
3.2.4 Practica
El rea objeto de estudio se sita a 1,50 km de la poblacin de La Quebrada.
3.3 TOPOGRAFIA Y SUPERFICIE
3.3.1 Topografa
El rea objeto de estudio comprende aproximadamente 5 ha, para la realizacin
del levantamiento topogrfico se utilizo un teodolito, dos miras y dos niveles
trazando poligonales cerradas.
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CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO MATHEUS F. 2011
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3.3.2 Relieve
Los andes venezolanos conforman una cadena montaosa caracterizada por
laderas escarpadas, gran masividad y altitud. El relieve es irregular con fuertes
pendientes y donde se encuentran pocas reas que presentan una topografa
plana.
Desde el punto de vista fisiogrfico, el rea est conformada por un sistema de
relieve montaoso muy abrupto, prolongacin de la Sierra de La Culata y La
Serrana de Trujillo, caracterizado por laderas pronunciadas con fuertes problemas
de erosin y muy intervenidas; alternndose con un complejo sistema deposicional
de valles intramontanos, conformados por terrazas y conos de deyeccin muy
disectados. Las pendientes son muy fuertes y aumentan considerablemente de
Quebrada de Cuevas hasta la poblacin de La Quebrada, donde caen casi
verticalmente hasta el fondo del valle, oscilando entre el 40 y 70%. (M.A.R.N.R.
ZONA 7, Estado Trujillo).
3.3.3 Geologa
Geolgicamente la zona de estudio presenta gran homogeneidad, debido a que en
la misma existe una sola unidad litoestratigrafica, la cual corresponde al Grupo
Iglesias del Precmbrico por las formaciones geolgicas de Sierra Nevada.
Estratigrficamente los relieves ms elevados estn constituidos por rocas que
van desde las ms antiguas en los andes venezolanos pertenecientes al
precmbrico, hasta los sedimentos ms recientes depositados durante el
cuaternario reciente. En sectores donde no se presentan afloramientos, estn
cubiertos por mantos de depsitos Cuaternarios del Pleistoceno o por mantos de
materiales del Cuaternario reciente. (M.A.R.N.R. Zona 7, Trujillo).
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3.4.1 Precipitacin
La precipitacin representa casi todo el aporte hdrico natural al sistema suelo-
planta. La cantidad de agua retenida en la capa radical con relacin al total de la
lluvia depende de las caractersticas del suelo para recibir agua: condiciones
fsicas y contenido de humedad, cobertura, pendiente, y de las caractersticas de
la lluvia: espesor, intensidad, duracin y frecuencia.
De los elementos climticos la precipitacin constituye uno de los de mayor
importancia los registros obtenidos son de la estacin de La Quebrada entre el
periodo 20002010. Por ser esta la estacin ms prxima a la zona de estudio;
estos registros pluviomtricos indican que la zona tiene un rgimen de lluviosidad
bimodal: uno principal durante los meses de marzo a mayo y otro de agosto a
octubre (Ver Tabla 3.1 y Figura 3.2).
Tabla 3.1. Precipitacin promedio mensual (mm). Estacin: La Quebrada. Periodo:
2000 - 2010
MESES
Ene Feb. Mar Abr. May. Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic. Totalanual
23.9 18.0 51.3 81.3 89.3 45.1 47.4 88.8 88.0 102.3 68.3 20.6 724.3
Fuente: M.A.R.N.R Zona 7. Estado Trujillo.
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Figura 3.2Precipitacin promedio mensual
3.4.2 Temperatura
Para obtener los datos de temperatura, estos se extrapolaron de los datos de la
estacin Valera a travs del gradiente altotermico, segn la Ecuacin 4.2.
Ver en la Tabla 3.2 los valores de temperatura extrapolados para el sector
Estapapes.
T= Tconocida - (0.65/100) x (Altura ZONAAltura VALERA) (4.2)
Donde:
Altura ZONA: 1.677 msnm
Altura VALERA: 628 msnm
Tconocida: Temperatura mxima y mnima de Valera mensual.
0
20
40
60
80
100
120
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PRECIPITACION
MESES
PRECIPITACION PROMEDIO MENSUAL
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Tabla 3.2. Valores de temperatura extrapolados para la zona de estudio. Finca
Estapapes, Parroquia La Quebrada, Municipio Urdaneta.
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
Tmedia 17.18 17.32 17.78 17.88 18.48 18.38 18.68 18.88 18.28 17.98 17.58 17.48
Fuente: Datos obtenidos a travs del gradiente altotermico
Figura 3.3Temperatura media mensual (C)
Donde se aprecia que los meses ms fros son enero y diciembre donde se
alcanzan temperaturas de 17,2C y 17,5 C, respectivamente y siendo los meses
ms clidos julio y agosto donde las temperaturas alcanzan 18,7C y 18,9C.
16
17
18
19
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
TemperaturaC
Meses
Temperatura media mensual
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3.4.3 Vegetacin
La vegetacin existente va desde bosque seco montano bajo a bosque hmedo
montano y vegetacin de pramo en las zonas ms altas. Presenta un alto grado
de intervencin por sustitucin de especies por otras de aprovechamiento agrcola.
Las superficies con pendientes ms suaves en su mayora son destinadas a la
produccin hortcola y las zonas con mayor pendiente al cultivo de hortalizas en
terrazas y pastos para ganadera.
De acuerdo a los sistemas Ambientales Venezolanos (M.A.R.N.R., 1984) la
vegetacin de la zona se caracteriza principalmente por pramo moderadamente
intervenido, pequeas extensiones de bosques siempre verde, matorral semi-
deciduo fuertemente intervenido y matorral de pramo.
3.4.4. Suelos
El anlisis fsico qumico de las muestras de suelo tomadas en la finca
Estapapes se realiz en el Laboratorio de Servicio de Anlisis de Suelos de La
Universidad de Los Andes Ncleo Trujillo (ULA NURR). Para la toma de las
muestras se tomo en cuenta las distintas pendientes con que cuenta la zona. Las
muestras fueron tomadas por medio del mtodo del Barreno, que consiste en
tomar muestras de suelo con profundidad de 0-30 cm, tomando un kilogramo de
cada muestra. Las distintas zonas de muestreo se pueden observar en el
Apndice A.
En el laboratorio de suelos se hicieron los anlisis de textura, pH y conductividad
elctrica, materia orgnica, fosforo, potasio, calcio y magnesio, utilizando los
mtodos de Bouyoucos, Potenciometrico; conductimetrico, Walkey and Black,
BrayOlsen, Bray1, Complexometrico (Acetato de Amonio), respectivamente,
los resultados obtenidos se muestran resumidos en la Tabla 3.3 y completos en el
Apndice B.
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pH
La escala de pH se utiliza como un indicador de la concentracin de los iones de
hidrgeno en el suelo, sirve para medir la acidez y la alcalinidad de un suelo.
El pH del suelo influye en la tasa de liberacin de nutrientes por meteorizacin, en
la solubilidad de todos los materiales del suelo y en la cantidad de iones nutritivos
almacenados en los sitios de intercambio cationico. La solucin del suelo puede
ser neutra a un pH de 7, donde la concentracin de iones (H+) es igual a la
concentracin de iones (OH-); puede ser cida cuando la concentracin de (H+)
es mayor que la concentracin de (OH -) y alcalina cuando (OH-) > (H+). El pH es
uno de los mejores indicadores del nivel de saturacin de bases que posee el
suelo y por lo tanto su ndice de fertilidad. La interpretacin de los valores de pH
se muestra en la Tabla 3.4
Tabla 3.4. Escala de pH para suelos agrcolas
Reaccin Ph
Fuertemente Acido Menor de 5
Moderadamente cido 5.16.5
Neutro 6.67.3
Moderadamente Alcalino 7.48.5
Fuertemente Alcalino (suelos sdicos) Mayor de 8.5
En los resultados obtenidos en la Tabla 3.3 se puede apreciar que predomina el
pH fuertemente cido lo cual impide la mineralizacin, con la constante
disminucin del nitrgeno en el suelo trayendo como consecuencia un descenso
en la fertilidad y un medio poco adecuado para el crecimiento de las plantas
produciendo alteraciones morfolgicas tales como races raquticas, las hojas con
un aspecto purpureo y rgido, no se desarrolla el tallo, entre otras caractersticas,
los suelos cidos favorecen el desarrollo de las malas hierbas que pueden
tolerarlo, en cambio, no pueden soportar la competencia que brinda un cultivo bien
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CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO MATHEUS F. 2011
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nutrido; tambin se puede apreciar la Deficiencia de: Ca, K, N, Mg, Mo, N. Suelos
sin carbonato clcico. Actividad bacteriana escasa.
Conductividad Elctrica (CE)
La medida de la conductividad elctrica (CE) del los suelos y de las aguas de riego
permite apreciar de una forma cuantitativa la cantidad de sales que contiene el
suelo. El anlisis de conductividad elctrica se realiza en los suelos para
determinar si las sales solubles se encuentran en cantidades suficientes que
puedan afectar la germinacin normal de las semillas, el crecimiento normal de lasplantas o la absorcin de agua por parte de las mismas.
Tabla 3.5 Escala de salinidadCE en dS/m a 25 C Efectos02 No salino Despreciable en su mayora24 Ligeramente salino Se restringen los rendimientos de cultivos muy
sensibles48 Moderadamente salinos Disminuyen los rendimientos de la mayora de
los cultivos.
Entre los que toleran estn: alfalfa, remolacha,cereales y los sorgos para grano.
816 Fuertemente salinos Slo dan rendimientos satisfactorios los cultivostolerantes.
> 16 Muy fuertemente salinos Slo dan rendimientos satisfactorios algunoscultivos muy tolerantes.
Fuente: http://mct.dgf.uchile.cl/AREAS/medio_mod1.1.htm
Los valores de Conductividad Elctrica (CE) obtenidos en las diferentes muestrastomadas en los suelos de la finca en estudio (Tabla 3.3) muestran que no se corre
ningn riesgo de salinidad en los suelos que pueda ser perjudicial para los cultivos
arrojando como resultado que la (CE) en dicho suelo es normal.
http://mct.dgf.uchile.cl/AREAS/medio_mod1.1.htmhttp://mct.dgf.uchile.cl/AREAS/medio_mod1.1.htmhttp://mct.dgf.uchile.cl/AREAS/medio_mod1.1.htm8/12/2019 TESIS DISEO AGRONOMICO
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Capacidad de Campo
La capacidad de campo (CC) establece el lmite entre el agua capilar y
gravitacional, esta se define como la cantidad de agua que un suelo bien drenado
puede retener contra las fuerzas de la gravedad, y representa el lmite superior de
agua que puede estar disponible para las plantas.
Para los fines de diseo de riego se permite como valor de equilibrio el que se
alcanza entre las 24 y 48 horas despus del riego. En los suelos arenosos estas
condiciones ocurren a las 24 horas despus del riego y en los suelos arcillosos
ocurre varios das despus de aplicado el riego.
Punto de marchitez permanente
Cantidad de agua en el suelo con una retencin de 15 atm y en el cual las hojas
de las plantas muestran sntomas de marchitamiento esto debido a que las races
de las plantas no pueden absorber el agua que esta retenida en el suelo.
Densidad aparente
La densidad aparente se define como la relacin que hay entre el peso seco de
una muestra de suelo y el volumen que ocup dicha muestra en el campo. Los
factores que afectan la densidad aparente son: la textura, la estructura y la
presencia de materia orgnica, el resultado de la relacin (peso/volumen) se
obtiene en gramos por centmetros cbicos (gr/cm3).
Los suelos con textura arenosa presentan una mayor densidad aparente que los
suelos con texturas finas, al igual que los suelos bien estructurados los valores de
densidad aparente son menores, la densidad aparente es un buen indicador de
las caractersticas del suelo tales como la porosidad, el grado de aireacin que
posee el suelo y la capacidad de infiltracin.
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CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO MATHEUS F. 2011
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Infiltracin
Segn Grassi (1998) la infiltracin del agua en el suelo constituye un proceso de
directo inters en la ingeniera de riego y drenaje. En drenaje porque sustenta los
procedimientos para calcular la escorrenta y en riego porque constituye un
parmetro esencial en planificacin, diseo y operacin de los sistemas en la
parcela. La infiltracin es el proceso mediante el cual el agua penetra desde la
superficie del terreno hacia el suelo.
De similar modo seala que el mtodo ms comn para determinar la infiltracinen el suelo es el infiltrometro estandarizado por el Departamento de Agricultura de
los Estados Unidos, el cual fue empleado en el presente estudio, los equipos
utilizados para la prueba fueron los siguientes:
Tres cilindros infiltrometros de metal, de 22 a 30 cm. De dimetro () y de
30 cm de altura.
Tres cilindros amortiguadores de metal, de 50 cm de dimetro () y 20 cm
de altura. Gancho calibrador.
Escalimetro.
Papel peridico.
Nivel de carpintero.
Listn de madera.
Mandarria.
Cronometro.
Un recipiente de 120 l de capacidad (pipa).
El mtodo se aplico de la siguiente manera: con la ayuda del plano topogrfico del
rea en estudio se procedi a seleccionar las zonas donde las caractersticas
geomorfolgicas fuesen semejantes, con el propsito de aplicar en dichas zonas
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CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO MATHEUS F. 2011
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Determinacinde
Icum= A tB
Hora Tiempo acum (min) Icum(mm) Log T Log Icum
11:44 0 0 --------- ----------- Icum= A tB
11:45 1 21 0.00 1.32 A18.97
811:46 2 27 0.30 1.43 B 0.50711:47 3 34 0.48 1.53
11:48 4 38 0.60 1.58 I = a t11:49 5 42 0.70 1.62 a 9.624
11:50 6 46 0.78 1.66 b-
0.49311:51 7 48 0.85 1.68
11:52 8 52 0.90 1.72 InfiltracinBsica
11:53 9 56 0.95 1.75 Tb (min)295.7
4
11:54 10 60 1.00 1.78
11:59 15 72 1.18 1.86
Ib(mm/min) 0.58
12:04 20 86 1.30 1.93
12:09 25 96 1.40 1.98 Ib(cm/h) 3.5012:14 30 105 1.48 2.02
12:19 35 112 1.54 2.05
12:24 40 126 1.60 2.10
12:29 45 140 1.65 2.1512:34 50 151 1.70 2.18
12:39 55 161 1.740362689 2.206825876
12:44 60 168 1.77815125 2.225309282
12:54 70 178 1.84509804 2.250420002
01:04 80 186 1.903089987 2.269512944
01:14 90 192 1.954242509 2.283301229
01:24 100 194 2 2.28780173
01:34 110 198 2.041392685 2.29666519
01:49 125 207 2.096910013 2.315970345
02:04 140 218 2.146128036 2.338456494
02:19 155 220 2.190331698 2.342422681
02:34 170 226 2.243038049 2.354108439
02:49 185 232 2.255272505 2.365487985
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CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO MATHEUS F. 2011
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CAPITULO IV
ESTIMACION DE LA OFERTA Y DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO
4.1 OFERTA DEL RECURSO HIDRICO
4.1.1 Cantidad de agua
La fuente de agua que surte a la finca es la quebrada Estapape. En conocimiento
de que en dicha fuente no se llevan registros de caudales diarios se decidi
realizar un aforo puntual en poca de estiaje, en la cota donde se localiza la
captacin a objeto de adquirir un valor de referencia del caudal que por dicha
fuente circula en la poca crtica del ao.
No se realiz el aforo de la quebrada Estapape porque en reiteradas ocasiones el
propietario hizo la solicitud al Ministerio del Ambiente y no se pudo concretar el
aforo, en vista de eso se decidi hacer aforos uno (01) por semana por tres (03)
semanas consecutivas durante la finalizacin del periodo de estiaje del ao 2010,
el cual finaliz en el mes de Febrero para la zona en estudio; esto se puede ver en
los registros de precipitacin para la estacin de La Quebrada que se muestra en
el Apndice D.
Los aforos se realizaron en la tubera de 06 pulgadas que alimenta el tanque de
almacenamiento que surte a la finca por el mtodo de la trayectoria los das
viernes 05, 12 y 19 del mencionado mes en horas de la maana. Los resultados
se muestran en las Tablas 5.1.
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CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO MATHEUS F. 2011
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Para la toma de la muestra se utiliz una botella de agua mineral con capacidad
de almacenamiento de 1litro debidamente esterilizada, esta se lleno con el agua
de la quebrada y se cerr hermticamente con tirro, unido a la toma de la muestratambin se realiz la medicin de la temperatura del agua la cual arrojo 17.5C a
las 08:15am del da 29/11/10.
Los resultados se pueden observar en la Tabla 4.2 y en el Apndice E copia del
resultado emanado por el Laboratorio.
Tabla 4.2. Resultados del anlisis de calidad del agua
Parmetros Mtodo Muestra Unidades Valores Mximos(M.A)Ph Potenciometrico 7.96 U/pH 69
Conductividad elctrica (C.E).Conductimetrico 60.00 S/cm 2000
Temperatura (C)Termomtrico 20.00 C -
Dureza totalTitulacin 25.00 mg/L 500
Calcio totalTitulacin 18.00 mg/L 200
Magnesio total
Titulacin 6.00 mg/L 70
Fsforo totalColormetro 0.05 mg/L 10
Nitrgeno totalKjeldahl 0.10 mg/L 20
Potasio totalColormetro 0.50 mg/L 20
ClorurosTitulacin 1.00 mg/L 300
SulfatosColorimtrico 10.00 mg/L 500
Alcalinidad totalTitulacin 14.00 mg/L 500
Slidos totales SecadoEvaporacin 60.00 mg/L 1500
Slidos suspendidosFiltracinSecado 15.00 mg/L 60
Slidos disueltosFiltracinSecado 8.00 mg/L 60
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CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO MATHEUS F. 2011
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De los anlisis fisicoqumicos realizados en muestra de agua de la quebrada
Estapape, ubicada en el municipio Urdaneta, parroquia La Quebrada, sector
Estapape se puede deducir lo siguiente:
Todos los valores obtenidos en los parmetros fisicoqumicos se encuentran por
debajo de los valores permitidos por el Ministerio del Ambiente, en la Gaceta
Oficial N 37.563, para aguas del tipo 1. Es decir, que estas aguas pueden
utilizarse para consumo humano con un mnimo tratamiento. Son aguas de baja
mineralizacin y tienen un contenido bajo en los nutrientes Fosforo (P), Nitrgeno
(N) y Potasio (K), lo que la hacen poco recomendable para riego, sin la fert ilizacin
correspondiente.
4.2 DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO
4.2.1 Calculo de la evapotranspiracin del cultivo de referencia (ETo).
Allen (2006) expresa que la evapotranspiracin de los cultivos de referencia puede
definirse como la tasa de evapotranspiracin de una superficie extensa de
gramneas de 12 cm de altura, con un valor fijo de resistencia de la superficie de
70 sm-1y un albedo de 0,23. El cultivo es asumido como uniforme, en crecimiento
activo y sin limitaciones de agua.
Para calcular la ETo se utilizo el mtodo de Hargreaves y el de Penmman-Monteit.
Se utilizaron los datos obtenidos por Penman-Monteith y tomar en consideracin la
alta humedad que hay en la zona esto debido a las lluvias. De igual forma se
necesitan de los datos de temperatura media, mxima y mnima del are y valores
de precipitacin. Y se fundamenta en la ecuacin 5.1
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CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO MATHEUS F. 2011
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Donde:
Eto: es la evapotranspiracin del cultivo de referencia en (mm/da)
Rn: Es la radiacin neta en la superficie del cultivo en (MJ/m2*da)
G: es el flujo de calor en el suelo en (MJ/m2*da)
T: temperatura media del are, medida a 2 m de altura (m/s)
esat: presin de vapor a saturacin (kPa), correspondiente a la temperatura del aire(T)
eact: presin actual del vapor del are (kPa)
: pendiente de la curva de presin de vapor Del are (kPa/C)
: constante psicrometrica (kPa/C).
Para calcular las variables presentes en la Ecuacin 4.1 se realiz mediante una
hoja de clculo del programa Excel elaborado por Trezza (2007). En la Tabla 4.3
se pueden apreciar los resultados obtenidos, en los cuales destaca la Eto diaria
para la zona en estudio. El mayor valor de Eto se presenta en el mes de Agosto
con un valor de 3.11mm/da y el menor valor para el mes de Diciembre con 2.33mm/da.
4.2.2 Calculo de la Evapotranspiracin del cultivo (Etv)
Allen (2006) define que las diferencias entre Eto y la evapotranspiracin de un
cultivo en particular (Etc) estn relacionadas con las diferencias fisiolgicas entre
el cultivo de referencia y el cultivo a estudiar, as como diferencias en resistencia
aerodinmicas del cultivo a la evapotranspiracin. Entre las principales
caractersticas que diferencian a un cultivo dado del cultivo de referencia estn:
1. Altura del cultivo: este parmetro afecta la resistencia aerodinmica del
cultivo a la transferencia de vapor de agua a la atmosfera.
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CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO MATHEUS F. 2011
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2. Albedo: el albedo afecta la cantidad de radiacin que es reflejada, lo que
modifica el valor de radiacin neta, la cual es la principal fuente de energa
para el proceso evapotranspiratorio.3. Resistencia del cultivo: cada cultivo tiene un particular nmero de estomas
(relacionado con su rea foliar) y resistencia de los mismos a la
transferencia de vapor de agua hacia la atmsfera.
Evapotranspiracin del agua a partir de la superficie del suelo: cada cultivo cubre
una determinada porcin de suelo con respecto a su rea total de influencia. Esto
produce cambios en la cantidad de agua que es evaporada a partir de las
superficies hmedas del suelo.
La determinacin de Etc a partir de Eto comprende los siguientes pasos:
1. Identificar las diferentes etapas del ciclo del cultivo a estudiar y determinar
el nmero de das correspondientes a cada una de ellas
Las etapas de desarrollo del cultivo consideradas en el trabajo de la FAO-56
(2006) son las siguientes:
Etapa Inicial: esta etapa comprende el perodo de tiempo entre la fecha de
siembra y la fecha en que el cultivo cubre aproximadamente un 10% del rea
cultivada.
Etapa del desarrollo del cultivo:esta etapa comprende desde la fecha en que el
cultivo cubre el 10% de rea, hasta que llega a su mximo porcentaje de
cobertura. En la prctica, para la mayora de los cultivos la mxima cobertura
coincide con los inicios de la floracin.
Etapa intermedia o de mediados de temporada: esta etapa comienza al
producirse el rea mxima de cobertura y finaliza al comenzar la madurez del
cultivo. Esta maduracin del cultivo es indicada por la maduracin del fruto y cada
de las hojas.
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CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO MATHEUS F. 2011
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Etapa final,la etapa comprendida entre el comienzo de la madurez y el final de la
cosecha o total senescencia de la planta.
2. Seleccionar el valor de Kc correspondiente a cada etapa del cultivo,
ajustando el valor de Kc inicial para condiciones de humedecimiento
frecuentes en el suelo.
Para la determinacin del valor de Kc, se utiliz el mtodo simplificado que
consiste en asumir el valor de Kc obtenido de la Tabla mostrada en el Apndice F
para el cultivo a estudiar.
El cultivo a desarrollar en la unidad de produccin es papa (Solanum tuberosum)
Los resultados del valor de Kc para cada etapa del cultivo de la papa se muestra
en la Tabla 4.4
1. Construir la curva del cultivo a partir de los valores de Kc obtenidos y la
longitud de cada etapa del cultivo. Esta curva permite obtener los valores
medios de Kc
En la Figura 4.1 se muestra la curva construida para el cultivo de papa.
2. Calcular Etc
El clculo del valor de Etc est basado en la Ecuacin 5.2
Donde:
ETc: evapotranspiracin del cultivo (mm/da)
ETo: evapotranspiracin del cultivo de referencia (mm/da)
Kc: coeficiente del cultivo (adimensional).
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CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO MATHEUS F. 2011
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En la Tabla 4.5 se muestra los clculos de la Etc (mm/da) para el cultivo de papa.
Tabla 4.3 Valores de temperatura,Rn,G,u2, esat, eact,,y Eto para la zona de
estudio. Finca Estapape parroquia La Quebrada, municipio Urdaneta Edo Trujillo.
Ene Feb. Mar Abr. May Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic.Rn 9.06 10.25 11.10 11.21 10.85 10.77 11.12 11.38 10.98 10.02 8.79 8.45
G -0.03 0.04 0.06 0.05 0.04 0.02 0.00 0.050 -0.07 0.01 -0.12 -0.05
T 17.18 17.32 17.78 17.88 18.48 18.38 18.68 18.88 18.28 17.98 17.58 17.48
U2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2esat 1.18 1.20 1.23 1.27 1.29 1.30 1.30 1.33 1.29 1.30 1.22 1.20eact 0.84 0.85 0.88 0.92 0.96 0.96 0.93 0.95 0.94 0.96 0.92 0.89 0.08 0.08 0.08 0.08 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.08 0.08 0.047 0.047 0.047 0.047 0.047 0.047 0.047 0.047 0.047 0.047 0.047 0.047
Eto 2.49 2.77 2.96 2.98 2.89 2.91 3.03 3.11 2.98 2.74 2.41 2.33
Fuente: Hoja de clculo en Excel
Tabla 4.4. Valores de Kc para la papa (solanum tuberosum)
Etapas Inicio Desarrollo Intermedia Final
Longitud (das) 25 30 35 30
Tiempo desde el da de
siembra
25 55 90 120
Kc 0,5 0,5 1,15 0,75
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CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO MATHEUS F. 2011
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Figura 4.1. Curva Kc para el cultivo papa
Tabla 4.5. Resultado de la evapotranspiracin del cultivo papa en la zona deestudio. Finca Estapape parroquia La Quebrada Municipio Urdaneta Edo Trujillo.
Ene Feb. Mar Abr. May Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic.
Eto 2.49 2.77 2.96 2.98 2.89 2.91 3.03 3.11 2.98 2.74 2.41 2.33
Kc 0 0 0 0.53 1.01 1.15 0.90 0.16 0.66 0.99 1.11 0.87
ETc 0 0 0 1.57 2.91 3.34 2.72 0.49 1.96 2.71 2.67 2.02
2.2.3 Precipitacin Efectiva
El contenido de humedad del suelo antes de la lluvia es de vital importancia para
determinar su efectividad, su aprovechamiento es parcial, a menos que la percolacin
se requiera para lixiviar las sales. Adems en determinados perodos del ciclo
vegetativo, cuando declina el consumo de agua, la lluvia no es efectiva, tal como
ocurre en la maduracin.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 25 55 90 120
Kc
Tiempo desde el dia de siembra (Dias)
(Papa)
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CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO MATHEUS F. 2011
[45]
La relacin entre la lmina retenida de la zona radicular del suelo y la que totaliza la
precipitacin cada, es una medida de la eficiencia de la misma. En los clculos sobre
demanda de agua se debe tomar en consideracin la precipitacin efectiva (pe), quees igual a una fraccin de (p), que puede ser desde igual a la unidad hasta
prcticamente insignificante.
La fraccin de (p)usada es del 80%, segn el mtodo del Servicio de Conservacin
de Suelos de Estados Unidos (2008) citado por Trezza (2008).
Este parmetro se emplea para el clculo de los requerimientos de agua del cultivo en
la zona de estudio, se clculo mediante un programa de computacin desarrollado por
la Divisin de Aguas y Tierras de la FAO, el cual lleva por nombre CROPWAT versin
4.3, a partir de los valores de precipitacin (ver Tabla 3.2), de la estacin de La
Quebrada. Los resultados se muestran en la Tabla 4.6.
4.2.4. Balance hdrico
El balance hdrico del suelo en equilibrio con el clima es una forma de cuantificar
la condicin hdrica de un rea determinada para un intervalo de tiempo dado. Se
realiza con fines de planificacin agrcola e hidrulica a nivel nacional, regional ozonal y tambin con fines de diseo y funcionamiento de un sistema de riego.
Una vez calculados los parmetros necesarios (Etc, Pe) se procede a elaborar el
balance hdrico por medio de la hoja de clculo de Excel de un trabajo de ascenso
del profesor Trezza (2007) para el cultivo.
El periodo de dficit marca el lapso en el cual los cultivos dependern del riego
artificial, y permite conocer la lamina de agua que representa la necesidad de
riego. El periodo de exceso, por el contrario, da una indicacin de la existencia de
potenciales problemas de drenaje, si es que no existen condiciones naturales
favorables para la evacuacin de los excedentes.
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CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO MATHEUS F. 2011
[46]
En la Tabla 4.7 y Figura 4.2 se muestra el balance hdrico obtenido para el cultivo
de la papa (Solanum tuberosum).
Tabla 4.6 Valores de precipitacin efectiva en la zona de estudio, Finca
Estapape, sector Estapape, Parroquia La Quebrada, Municipio Urdaneta, Estado
Trujillo.
Mes Precipitacin total(mm/mes)
Precipitacin efectiva(mm/mes)
Enero 23.9 19.12
Febrero 18.0 14.4
Marzo 51.3 41.04Abril 81.3 65.04
Mayo 89.3 71.44
Junio 45.1 36.08
Julio 47.4 37.92
Agosto 88.8 71.04
Septiembre 88.0 70.4
Octubre 102.3 81.84
Noviembre 68.3 54.64
Diciembre 20.6 16.48
Total 724.3 579.44
Fuente: Programa CROPWAT versin 4.3
Tabla 4.7. Balance Hdrico para el cultivo de papa (Solanum tuberosum) en la
zona de estudio, finca Estapape, sector Estapape, parroquia La Quebrada,
municipio Urdaneta, estado Trujillo
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CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO MATHEUS F. 2011
[47]
E F M A M J J A S O N D
Pe(mm) 19.1 14.4 41 65 71.4 36.1 37.9 71 70.4 81.8 54.6 16.5
Etc(mm)
0 0 0 47.1 90.2 100.2 84.3 15.2 58.8 84.4 80.1 62.5
B 19.1 33.5 70 46.9 16.9 -47.2 -46.4 55.9 42.6 35.2 9.7 -36.4Alm.(mm)
0 2 29 35.7 16.9 0 0 31 37.3 35.2 9.7 0
ETreal
(mm)
0 0 0 47.1 90.2 53 37.9 15.2 58.8 84.0 80.1 26.2
Exc(mm)
0 4.5 41 11.3 0 0 0 24.8 5.3 0 0 0
Def
(mm)
0 0 0 0 0 47.2 46.4 0 0 0 0 36.4
Fuente:Hoja de clculo en Excel.
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Deficit
Pe,
ETc,Alm.
(mm)
Mes del Ao
Precipitacin Efectiva (mm) ETo(mm)Almacenamiento Humedad en el Suelo Deficit
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CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO MATHEUS F. 2011
[48]
Analizando los resultados obtenidos en el Balance Hdrico se puede apreciar queel rea presenta dos perodos secos durante el ao; el primer periodo que
comprende los meses desde Junio y Julio y el segundo perodo que comprende al
mes de Diciembre. Estos perodos de dficit indican los lapsos en los cuales el
cultivo depender del riego artificial. La demanda a satisfacer es de 47,2mm para
el mes de Junio, 46.4mm para el mes de Julio y 36.4mm para el mes de
Diciembre, siendo la lmina almacenable 37.3mm
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CAPITULO V: DISEO DEL SISTEMA DE RIEGO MATHEUS F. 2011
[49]
CAPITULO V
DISEO DEL SISTEMA DE RIEGO
Concluidas las etapas precedentes que produjeron la informacin bsica para los
fines de riego, se procede a disear el sistema de riego por aspersin, el diseo se
fundamenta en garantizar el suministro de agua en la parcela, para condiciones de
mxima demanda, con el objetivo principal de obtener un apropiado desarrollo de
los cultivos y maximizar su rendimiento.
El diseo del sistema de riego comprende el diseo agronmico e hidrulico,
los cuales se detallan a continuacin.
5.1 DISEO AGRONOMICO
El diseo agronmico de un sistema de riego constituye una de las partes ms
importantes, ya que determina el rgimen de riego del cultivo, en funcin de
caractersticas edficas, meteorolgicas y de la operacin del sistema de riego.
En el diseo agronmico se determina la frecuencia, lmina y tiempo de riego.
5.1.1Lmina almacenable del suelo (dt)
Corresponde a la parte de la lmina total de agua en la capa del suelo que
exploran las races de los cultivos. La lmina almacenable viene dada en funcin
de las caractersticas fsicas del suelo, que determinan su capacidad de
almacenamiento hasta la profundidad radicular de las plantas. Para el clculo de la
lmina de almacenamiento se utiliza la Ecuacin 5.1
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CAPITULO V: DISEO DEL SISTEMA DE RIEGO MATHEUS F. 2011
[50]
Donde:
dt:lmina almacenable en el suelo, en cm
Wcc:capacidad de campo, en %
Wpmp:punto de marchitez permanente, en %
Da: DensidadAparenteen gr/cm3
Zr: profundidad radicular del cultivo, en cm
Los valores a utilizar en la Ecuacin 5.1 se obtienen de la Tabla 3.3.La lmina
almacenable, en la profundidad considerada:
Dt0-30 = 4,3512 cm
5.1.2 umbral de riego (UR)
Es el porcentaje de agua almacenable que se permite agotar antes de aplicar el
riego. El umbral de riego depende de la sensibilidad del cultivo al estrs hdrico y
del valor econmico del cultivo. En nuestro caso se utiliza un umbral de riego del
40%, recomendado para cultivos hortcolas.
5.1.3 Lmina neta (dn)
Es la lmina de agua a reponer en cada riego, considerando el manejo del agua
en el suelo a travs del umbral de riego y se calcula por la Ecuacin 5.2.
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CAPITULO V: DISEO DEL SISTEMA DE RIEGO MATHEUS F. 2011
[51]
Donde:
dn: lmina neta, en cm
dt: lmina total almacenable, en cm
UR: umbral de riego (40% para hortalizas)
Dn=17,4048 = 174,05 mm
5.1.4 Frecuencia de riego mxima (Frmax)
Representa el mximo intervalo entre dos riegos consecutivos, considerando la
lmina neta y la demanda evapotrasnspiratoria para el periodo de mxima
demanda. Se calcula a travs de la Ecuacin 5.3.
Donde:
Frmax: frecuencia de riego mxima, en das
dn: lmina neta, en mm
ETc: evapotranspiracin real mxima, en mm/da.
Se toma la evapotranspiracin mxima que en este caso es la del mes de Junio
que es de 3.34mm da (Ver Tabla 4.5)
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Frmax=5.20= 5 das
5.1.5 Frecuencia de riego (FR)
Es el valor de frecuencia de riego que se asume dependiendo del mtodo de riego
y la preferencia de riego de los agricultores. La frecuencia de riego que se asume
para el diseo deber ser menor o igual a la frecuencia mxima. En nuestro caso
asumo una frecuencia de riego de 5 das, es decir:
Fr= 5 das
5.1.6 Lmina neta de riego
Es la lmina neta de agua que se va aplicar en cada riego, para satisfacer la
demanda de agua de los cultivos durante la frecuencia de riego. Se expresa
mediante la Ecuacin 5.4.
(5.4)Donde:
Etc: lmina a aplicar en mm
Fr=frecuencia de riego en das
Etc= evapotranspiracin real del cultivo, expresada en mm/da
Para nuestro caso, tomando en cuenta la frecuencia de riego asumida de 4 das(Fr = 4 das) y con el fin de suministrar el agua necesaria para el periodo mximo
de demanda, es decir el mes de Junio donde existe mayor Evapotranspiracin.
(Ver Tabla 4.5) la lmina neta de riego es:
Dnr = 5 das*3,34 mm/da = 16,7mm
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5.1.7 Lmina bruta de riego
Es la cantidad de agua que realmente se va aplicar considerando la eficiencia del
sistema de riego. La lmina bruta de riego se calcula por la Ecuacin 5.5
Donde:
db: Lmina bruta de riego en mm
dn:Lmina neta de riego en mm
Ef:Eficiencia de la aplicacin del riego
La eficiencia de riego se obtuvo en funcin del viento, la lmina de agua a aplicar y
el valor de evapotranspiracin, obteniendo un valor de eficiencia del 68% por lo
que la lmina bruta es:
db = 24.55mm
En la Tabla 5.1 se muestra un resumen de los valores obtenidos en el diseo
agronmico.
Tabla 5.1 Resultados del diseo agronmico
Lmina almacenable (mm) 43,52Umbral de riego (%) 40Lmina neta (mm) 17,40Frecuencia de riego (das) 5Evapotranspiracin mxima (mm/d) 3,34
Lmina neta de riego (mm) 16,7Eficiencia de riego (%) 68Lmina bruta (mm) 24,55
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5.2 CARACTERISTICAS DE OPERACIONES DEL SISTEMA DE RIEGO
5.2.1 Trazado y caractersticas del sistema
El trazado del sistema se aprecia en el plano (Anexo III), el cual contiene la
aduccin y el sistema de riego de la parcela seleccionada. El sistema de riego
seleccionado es del tipo fijo, con tuberas laterales, secundarias y principales
todas de polietileno.
La tubera secundaria se traz en el sentido de la pendiente del terreno
permitiendo de esta manera localizar las tuberas laterales a lo largo de las curvas
de nivel.
5.2.2 Seleccin del aspersor
El aspersor es el componente del sistema que aplica el agua al suelo. El tamao
del rea mojada de un aspersor es funcin de la presin de trabajo del mismo, del
tipo de aspersor y del ngulo y dimetro de las boquillas.
La seleccin del aspersor se realiz en funcin de la presin de trabajo y del
espaciamiento que debe existir entre los aspersores y los laterales, comprobando
las especificaciones del fabricante.
En la Tabla 5.2 se indican las caractersticas del aspersor seleccionado.
Tabla 5.2 Caractersticas del aspersor
Modelo Costa RC 160Presin de operacin 28,1 mcaCaudal 1,6 m3/hDimetro de la Boquilla 4,36*2,38 mmDimetro de Mojado 27,6 m
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5.2.3 Separacin entre aspersores y laterales
La separacin entre laterales y aspersores se asume en funcin de obtener una
uniformidad de riego adecuada. El viento modifica el comportamiento del regado,
adems la separacin de los aspersores no debe ser mayor que la de los
laterales. La separacin entre laterales y aspersores se puede determinar a travs
de las Ecuaciones 5.6 y 5.7.
Donde:
Sa= Separacin entre aspersores
Sl=Separacin entre laterales
Sa = 0,50*27,6 = 13,8 se asume 12 m
Sl = 0,65*27,6 = 17,94 se asume 18 m
Los valores de Ka y Kl se presentan en la Tabla 5.3, en funcin del viento
promedio de la zona
Tabla 5.3 Espaciamiento de laterales
Velocidad del VientoEspaciamiento mximo
entre laterales y aspersores
Km/h m/s KL Ka08 02.2 0.65 0.50
811 2.23.0 0.65 0.401116 3.04.4 0.60 0.40 16 4.4 0.50 0.30
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Para nuestro caso, asumiendo un viento moderado de 8 km/h aproximadamente,
el espaciamiento mximo entre aspersores y laterales es de 65 % del dimetro de
mojado del aspersor. Este se calcula mediante las Ecuaciones 5.6 y 5.7.
De acuerdo a los resultados obtenidos se decidi asumir una separacin entre
aspersores y laterales de .12x18m
5.2.4 Intensidad de aplicacin
La intensidad de aplicacin de agua por el aspersor es un parmetro importante a
considerar en el diseo del riego por aspersin. En la prctica, la intensidad de
aplicacin del aspersor deber ser menor a la infiltracin bsica del suelo, esto
con el fin de evitar el escurrimiento y/o encharcamiento del agua de riego sobre la
superficie del terreno.
La intensidad de aplicacin se calcula mediante la Ecuacin 5.8.
Donde:
Iap: intensidad de aplicacin, en cm/h
Qa: Caudal del aspersor, en m3/h
Sa: Separacin entre aspersores, en m
Sl:Separacin entre laterales, en m
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Para este caso:
0,74 mm/hEl valor de la intensidad de aplicacin obtenida es de 0,74 mm/h, el cual es menor
a la infiltracin bsica que es de 35,0 mm/h.
5.2.5 Tiempo de riego
Se refiere al tiempo que debe permanecer cada lateral regando en su posicin, y
este se calcula mediante la Ecuacin 5.9.
Donde:
Tr: Tiempo de riego en, h
db: Lmina Bruta de riego
Iap: Intensidad de aplicacin, en mm/h
En nuestro caso:
5.2.6 Nmero de posiciones de laterales por da
Representa el nmero de posiciones que un lateral puede regar durante el da, en
funcin del t iempo de riego requerido en cada posicin y el tiempo total disponible
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5.2.8 Nmero de posiciones totales
Secalcula mediante la Ecuacin 5.12.
En la Tabla 5.4 se muestra un resumen de las caractersticas de operacin del
sistema de riego.
Tabla 5.4 Caractersticas de operacin del sistema
Tipo de sistema Fijo
Separacin entre laterales (m) 18
Separacin entre aspersores (m) 12
Intensidad de aplicacin (mm/h) 0.74
Tiempo de riego (horas) 3.5
Tiempo de operacin (horas) 10Nmero de posiciones del lateral por da 2
Das de riego 4
Nmero de posiciones del lateral en los das de riego 8
Nmero de posiciones totalesSistema 1Sistema 2
158
Nmero de laterales (sistema fijo) 15
Nmero de laterales trabajando simultneamente 2