DISEÑO Y OPERACIÓN DEL RIEGO POR GOTEO EN CHILE.

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1 DISEÑO Y OPERACIÓN DEL RIEGO POR GOTEO EN CHILE.
Dr. Ángel G. Bravo Lozano Y COLABORADORES

2 El Problema del Agua En México, el agua subterránea se ha convertido en el sostén principal de las actividades agroalimentarias. Sin embargo, ese valioso recurso no se está utilizando de manera sostenible. En los países en los que se depende del agua subterránea para la irrigación, el exceso de extracción de agua está provocando que los niveles freáticos de agua dulce estén descendiendo a un ritmo muy alarmante.

3 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
Se están saqueando los acuíferos para la producción agrícola l/l leche; 1000 l/kg de maíz; 700 l/kg de manzana, 6000 l/1 kg de chile seco, 1250 l/1 kg de ajo. Eficiencia del riego de 45 % a nivel parcelario. Acuíferos sobre explotados y en VEDA (6 de 10 en la Comarca Lagunera; 11 de 30 en Chihuahua; en Zacatecas los 8 acuíferos están vedados). Abatimientos de 0.22 hasta 3.0 m año-1

4 Eficiencia de Aplicación: el agua que se pierde al regar la parcela.
El problema del riego por gravedad o por surcos es su baja eficiencia en la conducción y la aplicación del agua a la parcela. El objetivo de la tecnificación de los riegos presurizados es el de aumentar la eficiencia de conducción y aplicación del agua de riego y lograr una mayor uniformidad del agua que requieren los cultivos en la parcela. Eficiencia de Conducción: el agua que se pierde desde la fuente de agua hasta la parcela a regar Eficiencia de Aplicación: el agua que se pierde al regar la parcela.

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6 Riego por surcos pileteo

7 Riego con sifones Riego por compuertas

8 El Riego por Goteo 1.El riego por goteo es uno de los sistemas más eficaces que se ha diseñado para usar el agua en los cultivos agrícolas. 2.El riego por goteo es la aplicación lenta y frecuente de agua al suelo mediante emisores o goteros localizados en puntos específicos.

9 VENTAJAS Uso eficiente del agua:
1.No causa humedecimiento del follaje. 2.Reduce las perdidas directas por evaporación. 3.Elimina el escurrimiento superficial. 4.Permite aplicar el riego a una profundidad exacta.

10 VENTAJAS Reacción en la planta:
1. Aumenta el rendimiento por unidad de superficie. (Kg/ha) 1.Aumenta el rendimiento por unidad de agua aplicada. (Kg/m3) 2.Mejora la calidad de la cosecha. 3.Permite obtener un rendimiento mas uniforme.

11 VENTAJAS El ambiente en la raíz: 1.Mejora la aereación.
2.Aumenta la disponibilidad de nutrimentos 3.Crea una condición casi constante de retención de agua a baja tensión del suelo. 4.- Ayuda al control de enfermedades de la raíz

12 DESVENTAJAS 1.Los pequeños goteros se obstruyen fácilmente con partículas de suelo, algas o minerales. 2.La distribución de humedad en el suelo es limitada. Los roedores o insectos pueden dañar algunos componentes del sistema. 3.Se requiere un manejo más cuidadoso que en otros sistemas de riego.

13 Componentes del sistema de riego por goteo

14 COMPONENTES EN FIGURA 1 Partes: 1.Bomba 2.Control
3.Válvula de seguridad 4.Fuente de agua 5.Inyector de fertilizantes 6.Manómetros 7.Filtro primario 8.Llave de paso 9.Línea principal 10.Filtro secundario 11.Línea secundaria 12.Línea de riego 13.Emisores ó goteros 14.Válvula selenoide

15 Inyector tipo venturi

16 Instalación del inyector de fertilizante

17 Medidor volumétrico

18 Tipos de Emisores Goteros autocompensados, los cuales mantienen el caudal a pesar de que se aumente la presión de operación. Goteros no compensados, los cuales comienza a entregar más caudal si se aumenta la presión de operación. En este caso entonces es más importante aún que la presión de operación sea la adecuada y se mantenga en el tiempo. Figura 1: Relación entre caudal de descarga y la presión de operación en goteros

19 Gráfica descarga - presión

20 Taponamiento de goteros
Las obstrucciones o taponamientos parciales o totales que diferentes agentes de naturaleza física, química o biológica causan, pueden poner al sistema de riego por goteo fuera de servicio y causar perdidas a la cosecha, y por ende, pérdidas económicas al agricultor.

21 Flujo del agua por el emisor

22 Estaciones de Filtrado
Quizás la clave de todo sistema de riego por goteo es la unidad de filtrado. Ella garantiza un óptimo funcionamiento de todos los componentes críticos como son los emisores en la cinta de riego o manguera con gotero. Se conocen filtros de tres tipos principales: ** Filtros de malla ** Filtros de grava (arena), ** Filtros de anillos (discos), Además, se tienen con sistema de retrolavado automático, el cual establece ciclos de auto-lavado de los filtros según la diferencia de presión entre la entrada y la salida de la estación de filtrado, con lo cual se garantiza una óptima calidad del agua en todo momento minimizando a la vez costos de mano de obra y pérdidas de tiempo.

23 Partes del sistema de riego por goteo

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25 Filtros de discos auto lavables

26 Filtros hidrociclónicos

27 Filtros de arena

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30 Riego por goteo tipo cintilla en chile Subterránea Superficial

31 RIEGO POR GOTEO EN CHILE MIRASOL

32 Cambia el sistema de producción

33 RELACIÓN AGUA-SUELO El suelo es la base sobre la que tiene que edificarse cualquier sistema de riego. Debe ser regable, es decir, capaz de sostener rendimientos suficientemente altos para pagar los costos de establecimiento, mas los costos de operación y conservación del área. El agricultor debe ser capaz de lograr un beneficio con el riego sin causar daños al suelo. Bajo el punto de vista del almacenamiento hídrico, todo suelo se caracteriza por tener un volumen, no ocupado por las partículas sólidas, conocido con el nombre de porosidad. Dicha porosidad puede estar en mayor o menor proporción ocupada por agua.

34 Características Físicas del suelo
Textura Lab Estructura Campo Porosidad Lab Densidad de partícula Lab Densidad aparente Campo Capacidad de campo Lab Punto de marchitez permanente Lab Curva característica de humedad Lab Humedad aprovechable Lab Profundidad del suelo Suelo

35 Calculo de la Lámina de Riego
Para el calculo de la Lámina de Riego, teniendo la información del análisis físico del suelo, podemos usar esta formula: La = (CC – PMP) * Da * Prof / 100 Donde: La = lámina de riego que puede retener el suelo (cm) CC = Capacidad de Campo (viene en el análisis) = 28 % PMP = Punto de marchitez permanente (viene en el análisis) = 14% Da (gr/cm3) = Densidad aparente (viene en el análisis) = 1.35 gm/cm3 Prof (cm) = Profundidad del estrato de suelo (viene en el análisis) = 20 cm La (Cm) = (28 -14) * 1.35 * 20 / 100 = 3.78 cm Este suelo a esta profundidad puede retener cm de lámina o sea para llenar una hectárea se necesitan: 3.78 cm = m * m2 La (m3) = 378 m3 = 378,000 litros.

36 Riego óptimo La optimización del riego será aquella en la que se pueda medir con precisión el consumo de agua del cultivo. Sin embargo, a pesar de los avances en electrónica, tanto los sensores de medida del contenido de agua en el suelo, como los de medida del estado hídrico del cultivo presentan un alto costo y requieren de personal especializado para su mantenimiento.

37 EVAPOTRANSPIRACIÓN Variable importante en el diseño y en la operación de los sistemas de riego por goteo.

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42 COEFICIENTES DE CULTIVO (Kc)
Los coeficientes de cultivo (Kc) son la representación cuantitativa normalizada de la evapotranspiración de un cultivo (Etc), en relación con la evapotranspiración de referencia (Etp) a lo largo del ciclo fenológico del cultivo. INICIAL DESARROLLO INTERMEDIA MADURACION

43 DESCRIPCION DE LAS ETAPAS QUE DEFINEN LA VARIACION DEL Kc
INICIAL: Desde la emergencia hasta el crecimiento temprano, cuando la cobertura vegetal es menor al 10%. DESARROLLO DEL CULTIVO: Desde el final de la etapa inicial hasta que se alcance una cobertura vegetal efectiva del 70 a 80% INTERMEDIA O CRITICA: Desde el final de la etapa de desarrollo hasta el inicio de la maduración. TARDIA O DE MADURACION: Desde la etapa intermedia hasta la madurez total o cosecha.

44 FASES DEL CICLO VEGETATIVO Floración y formación del fruto
VALORES DE COEFICIENTES DE DESARROLLO (KC) DE HORTALIZAS OBTENIDOS. CULTIVO FASES DEL CICLO VEGETATIVO Crecimiento Desarrollo Floración y formación del fruto Maduración del fruto (Cosecha) Chile Jalapeño 0.45 – 0.55 0.60 – 0.75 0.80 – 0.90 1.00 – 1.20 Tomate 0.40 – 0.50 0.60 – 0.80 0.80 – 1.00 1.00 – 1.25 Ajo 0.30 – 0.40 0.40 – 0.60 0.70 – 0.90 0.90 – 1.00 Cebolla 0.40 – 0.50 0.60 – 0.80 0.90 – 1.10 1.10 – 1.25 Pimiento Morrón 0.50 – 0.60 0.70 – 0.80 0.80 – 1.00 1.00 – 1.20 Melón 0.40 – 0.50 0.60 – 0.80 0.80 – 1.10 1.10 – 1.30 Sandía 0.30 – 0.40 0.50 – 0.70 0.80 – 1.00 1.00 – 1.20

45 CALCULO DE LAS NECESIDADES DE RIEGO (CUANTO REGAR)
Las necesidades de agua del cultivo se pueden estimar a partir de diversas metodologías, en este caso se ilustra con una basada en la lectura de tanque evaporímetro Clase A. El método consiste en medir la EVAPORACION del tanque y multiplicarlo por un coeficiente que depende de la humedad relativa, velocidad del viento y las condiciones de vegetación alrededor del tanque. La fórmula para calcular la Etp es la siguiente: ETp = Kp * Et Etp = Evapotranspiración potencial Et = Evaporación del tanque evaporímetro Kp = Coeficiente del tanque (para zonas áridas y semiáridas es de 0.75) SIN EMBARGO LA INFORMACIÓN DE LA Etp ESTA DISPONIBLE EN LA RED DE ESTACIONES CLIMATOLOGICAS AUTOMATIZADAS

46 Estaciones climáticas automáticas
Requerimientos de riego ETo (Penman-Monteith) Radiación Velocidad del viento Humedad relativa Temperatura Precipitación Datos confiables

47 CALCULO DE LAS NECESIDADES DE RIEGO EN GRAVEDAD
El volumen de agua evapotranspirado por una planta bajo condiciones de riego por gravedad está dado por: Vet = Kc * Etp * A Vet = Volumen de agua evapotranspirado (m3) Kc = Coeficiente del cultivo ETp = ET potencia A = Área

48 CALCULO DE LAS NECESIDADES DE RIEGO EN GOTEO
Y para la condición de riego presurizado localizado: Vet = Kc * Etp * A * Fc Vet = Volumen de agua evapotranspirado (m3) Kc = Coeficiente del cultivo ETp = ET potencial (obtenido de la fórmula anterior) A = Area cultivada Fc = Factor de cobertura Fc = 0.1 (Pc / 0.8) Para Pc < 80% Fc = Para Pc > 80% Pc = Porciento de la superficie total cultivada cubierta por la cubierta vegetal.

49 Por lo tanto el volumen por aplicar y su tiempo de riego es el siguiente para cada sistema de riego:
GRAVEDAD: Vet = Kc * Etp * A Vet = 0.5 * *10000 Vet = m3 GOTEO: Vet = Kc * Etp * A * Fc Vet = 0.5 * * * 0.56   Vet = m3 Fc = 0.1 (Pc / 0.8)0.5 Fc = 0.1 (25 / 0.8)0.5 = 0.56

50 CÁLCULO DEL VOLUMEN DE AGUA Y EL TIEMPO DE RIEGO.
Debido a que la evaporación de un tanque evaporímetro Clase “A”, integra los diferentes elementos del clima que influyen en el consumo de agua por los cultivos, (radiación, temperatura, velocidad del viento y humedad relativa), se puede utilizar esta variable para determinar la ETo y de esta forma el volumen consumido por la planta en un periodo de tiempo y con esto el CUANTO REGAR. A partir de esta variable se determina la Evapotranspiración potencial, que es la tasa de consumo de agua de un cultivo que cubre totalmente una superficie de suelo, en el cual la cantidad de agua almacenada no es un factor limitante. ETp = kp * Eo

51 donde: ETp = Evapotranspiración potencial
Eo = Evaporación de un tanque evaporímetro Kp = Coeficiente del tanque (para zonas áridas y semiáridas es de 0.75) El volumen de agua evapotranspirado por las plantas bajo los sistemas de riego localizado esta dado por: Vet = Kc * ETp * A * Fc donde: Vet = Volumen de agua evapotraspirado (m3) Kc = Coeficiente del cultivo ETp= ET potencial (obtenido con la formula anterior) A = Área cultivada Fc = Factor de cobertura Fc = 0.1 (Pc / 0.8)0.5 para PC < 80% Fc = para PC > 80% Pc = Porciento de la superficie total cultivada cubierta por la superficie foliar.

52 Ejemplo: Lectura del tanque evaporímetro en un periodo de 4 días = 3
Ejemplo: Lectura del tanque evaporímetro en un periodo de 4 días = 3.2 cm Et = 3.2 cm; kp = 0.75; kc = 0.70; A = 1280 m2 Pc = 50% Fc = 0.1 ( 50 / 0.80 ) 0.5 = 0.79 ETp = kp * Et = (0.75) (3.2) = 2.4 cm = m. Vet = kc * ETp * A * Fc Vet = (0.7) (0.024) (1280) (0.79) = m3 El consumo de agua por las plantas en esta sección en los 4 días anteriores es de m3, y será necesario reponerlo con el riego.

53 Tiempo de riego.- Gasto del emisor = 1.86 litros/hora/metro Longitud de la hilera = 100 m. Gasto por hilera = (1.86) (100) = 186 litros/hora Número de hileras = 16 Gasto / hora / hilera = 186 * 16 = 2976 l/h = 2.9 m3/hr. Por lo tanto el tiempo de riego en esa sección es de: 1 hr m3 x hr m3 = 6.7 hrs. El tiempo de riego es de 6 hrs 40 min. Para reponer el agua consumida por las plantas en esta sección y en los últimos 4 días.

54 El éxito se logra con: Manejo integral de los factores de la producción Uso racional de agua, fertilizantes y otros insumos

55 Gracias