PR0YECTO DE RIEGO TUMBABIRO CONTROL EN LA DISTRIBUCION DE AGUA PARA EFICIENCIA DE RIEGO EN EL PROYECTO TUMBABIRO PR0YECTO DE RIEGO TUMBABIRO ViA septiembre 2013

LAMINA DE RIEGO

Como se sabe, cada cultivo necesita para sobrevivir, desarrollarse y producir óptimas cosechas, una cantidad de agua que varía con la temperatura, horas de luz, vientos y otros factores de clima propios de cada región. A esa cantidad de agua se le llama "USO CONSUNTIVO" y se expresa en mm. ó cm. por representar el espesor de una lámina que alcanzaría el agua en el suelo si no se perdiera por filtración y evapotranspiración cada véz que se riega. Al "USO CONSUNTIVO" se le conoce también como la "LAMINA DE RIEGO TOTAL DEL CULTIVO", que dividida entre el número total de riegos que se acostumbra a dar a cada cultivo en los diferentes sectores del valle, nos dará la "LAMINA POR RIEGO".

Pero antes de seguir, no podemos dejar de hablar del Suelo y algunas Constantes Hídricas…

EL SUELO Sustrato desde el que las plantas toman los nutrientes para su normal crecimiento, empleando como vehículo al agua. “Reservorio” de los nutrientes y agua para las diferentes etapas de crecimiento de la planta. Algunas características físicas del suelo deben ser tratadas en forma particular: textura, estructura, densidad aparente, densidad real, espacio poroso, espacio aéreo, infiltración y conductividad hidráulica.

Textura “Reservorio” de los nutrientes y agua para las diferentes etapas de crecimiento de la planta. Permite deducir de manera muy aproximada las propiedades generales del suelo, debido a que el componente de arcilla da características determinantes en cuanto a disponibilidad de agua y nutrientes.

Proporción relativa de los componentes minerales del suelo: arcilla, limo y arena. Los nombres texturales de los suelos se originan de la combinación de los tres componentes mencionados.

TRIANGULO TEXTURAL Li = Limo Ar = Arena Ac = Arcilla Fr = Franco Suelos: arenosos, franco arenosos, arcillosos, franco arcillosos o franco limosos, entre otros, para calificarlos se emplea el triángulo de texturas. % Arena % Arcilla

Estructura Forma como las partículas del suelo se agregan formando conglomerados de tamaño más grande, debido a la acción de materiales cementantes como la materia orgánica, los carbonatos y minerales arcillosos Laminar, cuando ser forman capas horizontales. Prismática columnar, formando monolitos verticales. Bloques, que consiste en la formación de masas redondeadas. Granular, formación de gránulos de diferentes tamaños. PUEDE SER

El espacio que dejan las diferentes partículas en el suelo por lo general está ocupado por agua y aire: También por microorganismos. En ese aspecto se puede decir que el suelo está constituido por las siguientes fases: 1- Sólida (minerales y materia orgánica). 2- Líquida (agua y soluciones). 3- Gaseosa (N2 , O2 , CO2 , vapor).

Fases del suelo 45% + 5% 25%

Disponibilidad de agua en el suelo Para conocer la disponibilidad de agua en el suelo para las plantas, se consideran los parámetros siguientes: Agua gravitacional: agua que se infiltra por gravedad a las capas profundas. Agua capilar: agua que permanece retenida por las partículas del suelo. Es la que permanece disponible para ser absorbida por las raíces, aunque también puede evaporarse. Agua higroscópica: agua que permanece fuertemente retenida por las partículas del suelo. Es la que no puede ser absorbida por las raíces.

Lo anterior lleva a los siguientes conceptos: a- Capacidad de Campo (CC): máxima cantidad de agua que el suelo puede retener después que se drena por efecto gravitacional. Es decir cuando se conserva toda el agua capilar. b- Punto de Marchitez Permanente (PMP): representa la cantidad de agua que las plantas ya no pueden absorber más agua desde el suelo y repercute en marchitamiento. Para la mayoría de las plantas este PMP tiene un suelo de -1.6 MPa La diferencia entre el contenido de agua a CC y PMP indica el porcentaje de Humedad Aprovechable o disponible (HA) de un suelo en particular.

Cálculo de humedad del perfil de suelo A nivel de Capacidad de Campo (% PSS): C.C. = 0.48 Ac(%) + 0.162 L(%) + 0.023 Ar(%) + 2.62 A nivel de Punto de Marchitamiento Permanente (% PSS): P.M. = 0.302 Ac(%) + 0.102 L(%) + 0.0147 Ar(%) CC = Humedad a la Capacidad de campo, expresada en % de Suelo seco. PM = Humedad en el Punto de Marchitamiento, expresada en % de Suelo seco. Ac = Contenido de Arcilla, expresada en % de Suelo seco. L = Contenido de Limo, expresado en % de Suelo seco. Ar = Contenido de Arena, expresada en % de Suelo seco.

Disponibilidad de agua en el suelo

RETENCION DE AGUA EN LOS POROS DEL SUELO A nivel de Capacidad de Campo (% PSS): Suelos arenosos 6% Suelos ligeros 10-15% Suelos medios 20-25% Suelos pesados 35-40% A nivel de Punto de Marchitamiento Permanente (% PSS): Suelos arenosos 2 % Suelos ligeros 6 % Suelos medios 9 % Suelos pesados 18 %

Suelos arenosos 4 % Suelos ligeros 5 al 9 % Suelos medios 10 al 15 % Suelos pesados 17 al 22 %

Densidad aparente Peso del suelo seco entre el volumen total conocido que ocupa una muestra. Este volumen total incluye el volumen de sólidos y el volumen de poros. Da = Ms / Vtotal  Donde: Da = densidad aparente (g/ml) Ms = masa o peso del suelo seco (g) Vtotal = volumen conocido (ml)

VALORES TÍPICOS DE DENSIDAD APARENTE TEXTURA DENSIDAD APARENTE (g/ml) ARENOSA 1.5-1.8 FRANCO ARENOSA 1.4-1.6 FRANCA 1.3-1.5 FRANCO ARCILLOSA 1.3-1.4 ARCILLOSA 1.2-1.3

Densidad Aparente Obtener la humedad volumétrica a partir de la humedad gravimétrica. Junto con la densidad de partículas, permite calcular la porosidad total del suelo. Indice del grado de compactación del suelo. Calcular el peso de la capa arable. SIRVE PARA

Densidad Real Peso de los sólidos dividido entre su masa. Valor menos variable que la densidad aparente y se determina midiendo el volumen desplazado de líquido por una masa conocida de suelo en un frasco de volumen conocido.  Dp = Ms/Vs Ms = peso de los sólidos Dp = densidad de partículas o densidad real (g/ml) Vs = volumen de sólidos (ml). LOS VALORES DE DENSIDAD REAL SE AGRUPAN ALREDEDOR DE 2.65 g/ml.

 = 1 – (Da/Dp) * 100 Espacio Poroso Todo el espacio del suelo que no está ocupado por partes sólidas, independientemente de si dicho espacio está ocupado por agua o por aire.    = 1 – (Da/Dp) * 100   POROSIDAD TOTAL (%)

ALGUNOS VALORES TÍPICOS DE POROSIDAD TEXTURA POROSIDAD (%) ARENOSA 32-42 FRANCO ARENOSA 40-47 FRANCA 43-49 FRANCO ARCILLOSA 47-51 ARCILLOSA 51-55

Espacio aéreo Ea = 1 – (Da/Dp)  - Hg/100 * Da FRACCIÓN DE LA POROSIDAD TOTAL QUE ESTÁ OCUPADA POR AIRE Ea = POROSIDAD TOTAL – HUMEDAD VOLUMÉTRICA   Ea = 1 – (Da/Dp)  - Hg/100 * Da espacio aéreo en % ó como fracción decimal humedad gravimétrica (%) IMPORTANCIA EN LOS PROCESOS DE RESPIRACIÓN DE LAS RAÍCES

Está influenciada por la textura, la estructura y por el contenido de humedad del suelo. Proceso de gran importancia en el diseño eficiente de métodos de riego, pues determina la velocidad con que el agua debe ser aplicada a la superficie sin que ocurran pérdidas por escurrimiento superficial Entrada del agua al perfil de suelo a través de su superficie

Tipos de infiltración BIDIMENSIONAL UNIDIMENSIONAL TRIDIMENSIONAL HORIZONTAL VERTICAL VERTICAL TRIDIMENSIONAL GOTERO HORIZONTAL VERTICAL RADIAL

ECUACIÓN DE KOSTIAKOV (1931) q1 =  t  q1 = velocidad de infiltración [LT-1] t = tiempo [T]  = parámetro que representa la velocidad de infiltración durante el intervalo inicial (cuando T = 1)  = parámetro que indica la forma en que la velocidad de infiltración se reduce con el tiempo (0 <  < 1 ).

Infiltración acumulada (i) INFILTRACIÓN ACUMULADA CURVAS DE VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN E INFILTRACIÓN ACUMULADA VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN INFILTRACIÓN ACUMULADA TIEMPO

Tiempo de oportunidad t = 60 (b+1) I 1 / (b+1) a Tiempo de oportunidad es el tiempo que debe permanecer el agua sobre la superficie del suelo para que ocurra infiltración.

Estimación de las necesidades de riego utilizando el Método del Balance de Agua: Las entradas de agua pueden ser debidas a la lluvia (LL) o al riego (R). Por su parte, las salidas de agua se deberán a la evapotranspiración (ETP), la escorrentía (S) y la filtración profunda (Fp).

CALCULO DE LA LAMINA DE RIEGO % a . (CC – PM) . Da . Pr Lr = 100 Lr = Lámina de riego (cm) CC = Capacidad de Campo (%) PM = Punto de Marchitez Permanente (%) % a = Porcentaje de agotamiento permisible de la Humedad disponible Da = Densidad Aparente (gr/cm) Pr = Profundidad radicular (cm).

CALCULO DE LAS LAMINAS DE RIEGO NETA Y BRUTA Lámina Neta: Ln = Lr – Pe - Ge Lámina Bruta: Lb = Ln / Ea Ln = Lámina de aplicación neta (mm.) Lr = Lámina de riego (mm.) Lb = Lámina de riego bruta (mm.) Pe = Aporte efectivo por lluvia (mm.) Ge = Aporte por agua subterránea (mm.)[por capilaridad] Ea = Eficiencia de aplicación (%)

LAMINA DE RIEGO NETA PROMEDIO DE ALGUNOS CULTIVOS PARA EL VALLE DE ICA. LAMINA NETA   CULTIVO NUMERO DE RIEGOS PROMEDIO TOTAL MACHACO POR RIEGO cm. M3. M3 Algodón plta. Maiz híbrido Maiz choclo Pallar Papa Frijol Camote Yuca Tomate Hortalizas Cebolla Tabaco Alfalfa Espárrago Vid Mango Pecano Cítricos Zapallo Sandía Melón 110 90 60 80 100 50 180 240 105 70 11,000 9,000 6,000 8,000 10,000 5,000 18,000 24,000 10,500 7,000 20 30 - 2,000 3,000 - 15 10 20 1,500 1,000 2,000 6 5 3 2 4 12 9 8

EQUIVALENCIA DE LAMINAS DE RIEGO (en cm.) A METROS CUBICOS POR HECTAREA. LAMINA DE RIEGO ( cm.) VOLUMEN ( m3/Há.) 1 2 3 4 5 10 15 20 25 30 100 200 300 400 500 1000 1500 2000 2500 3000   1 Metro Cúbico es igual a 1,000 litros. 1 Cm. de lámina es igual a 100 m3/há.

FRECUENCIA DE RIEGO

CALCULO DE LA FRECUENCIA DE RIEGO Lr Fr = ETc Fr = Intervalo o Frecuencia permitida entre riegos (días) Lr = Lámina de riego (mm) Etc = Uso Consuntivo diario (mm/día). ETc = Eto . Kc

TIEMPO DE RIEGO

CALCULO DEL TIEMPO DE RIEGO Tr = Lb /Ip Tr = Tiempo de riego (hrs.) Lb = Lámina de riego bruta (mm.) Ip = Velocidad de infiltración promedio (mm/hr.)

MUCHAS GRACIAS…