Escuela de Post Grado - Maestría en Ciencias con mención en Ingeniería Hidráulica Hidráulica agrícola 2015-2 U N P R G
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Escuela de Post Grado - Maestría en Ciencias con mención en Ingeniería Hidráulica Hidráulica agrícola 2015-2
U N P R G
Sistemas de riego por goteo
Sebastián Santayana Vela
Riego localizado En riego localizado agua se aplica con una intensidad reducida y con alta frecuencia, con lo que contenido de agua en suelo se mantiene en niveles casi constantes.
Riego localizado Riego localizado de alta frecuencia, o microirrigación: aplicación de agua en una fracción del suelo, próxima a planta, que mantiene contenido de humedad relativamente constante, por continua aplicación en pequeñas dosis. Agua llega desde fuente de captación hasta plantas, a través de tuberías, siendo entregada directamente a éstas por emisores. Se eliminan pérdidas por conducción y se minimizan las de evaporación y percolación profunda: alta uniformidad de aplicación del sistema. Permite suministrar agua y abonos en forma controlada, mejorando patrón de distribución del agua en suelo.
Riego localizado Riego localizado (goteo, microaspersión), es único que permite aplicación frecuente (diaria) de agua sin provocar problemas, ya que se utilizan tuberías y mangueras para conducirla.
Distribución del agua, nutrientes y raíces en suelo bajo un sistema de riego localizado
Ventajas del riego localizado Eficiencia de aplicación: eficacia es mucho mayor que en riego de inundación; solo se riega en zonas de absorción. Posibilidad aguas salinas: debido a peculiaridad del bulbo y por gravedad, sales se desplazan hacia paredes del bulbo. Uniformidad de riego: aplicación del agua es siempre controlada; regularidad de emisores. Eficiencia en fertilización y agroquímicos: mayor aprovechamiento de fertilizantes, se aplican en zona del bulbo donde está toda la masa radicular.
Cantidad y calidad de cosecha: como consecuencia del mayor aprovechamiento de nutrientes y agua, mejor y mayores cosechas. Menos malas hierba: al regar solo en una parte del suelo, menor proliferación de malas hierbas; mejor control de las que emergen. Menor mano de obra: menos gasto en laboreo, en riegos, en tratamientos de herbicidas y en aplicación de fertilizantes. Calle seca labores
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Desventajas del riego localizado Personal calificado: expertos en programación de riego, manejo de fertilizantes especiales y mantenimiento de red de tuberías.
Riesgos de salinización: acumulación de sales en paredes del bulbo.
Mantenimiento periódico: arreglo de tuberías, reposición de goteros y limpieza de red.
Control de aplicaciones: control sobre cada aplicación: riego, fertilizantes, químicos, etc.
Costo inicial: costos elevados de instalación de red y cabezal, cuando rentabilidad de plantaciones es nula en primeros años. 6
Tipos de riego localizado: según emisor
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Riego por goteo
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Riego por goteo
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Sistema de riego por goteo
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Riego por goteo
Sistema de más alta eficiencia de riego (90-95%).
Aplica agua directamente a zona de raíces de plantas en cantidad suficiente y necesaria.
Permite aplicación de fertilizantes (fertirrigación).
Debe usarse cuando disponibilidad de agua es escasa y/o de elevado costo (agua subterránea) y en suelos con excesiva velocidad de infiltración (arenosos). Incrementa productividad. 11
Riego por goteo Plantas mantienen balance ideal agua/aire y se evita trauma del ciclo "inundación y secado", del sistema convencional de riego. Resultado: óptimo crecimiento y rendimiento de cultivos.
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Riego por goteo Agua se aplica en superficie del suelo a través de goteros, tuberías emisoras o sistemas integrados, con caudales menores a 20 l/h, normalmente 4 l/h. Usado en cultivos tales como vid, árboles (pecanas, cerezas, peras).
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Características de riego por goteo
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Riego por goteo
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Riego por goteo: ventajas Adaptación a condiciones de viento. Incremento de producción; Cultivos de mayor calidad; Ahorro en consumo de energía; Reducción del lixiviado del suelo; Control de malezas y enfermedades de cultivos. Menor interferencia con prácticas culturales.
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Riego por goteo: ventajas
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Riego por goteo: desventajas
Limitado desarrollo radicular. Alteración fisiológica de planta; Requiere de altos niveles tecnológicos. Requiere de disponibilidad de agua en forma permanente. “Stress hídrico”. Filtros de gran capacidad; Obstrucción de emisores. Daños por roedores y otros animales. Acumulación salina (lateral y a profundidad).
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Riego por goteo: desventajas
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Aplicabilidad Disponibilidad de agua escasa y/o elevado costo. Superficies de riego pequeñas. Cultivos sensibles a humedad. Terrenos con pendientes pronunciadas o relieve ondulado. Terrenos con excesiva velocidad de infiltración. Zonas de fuertes vientos. Suelos salinos y/o aplicación de agua con elevados niveles de salinidad. 20
Sistema de riego por goteo
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Sistema de riego por goteo
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Componentes del sistema
Un sistema de riego por goteo está compuesto de varias partes: Cabezal; Sistema de conducción y distribución; Emisores; Accesorios.
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Cabezal de control
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Filtros de arena
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Filtros hidrociclón
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Filtros de anillos o discos
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Filtros de malla
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Fertirriego
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Tuberías y mangueras
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Válvulas
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Red de distribución
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Accesorios
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Goteros en línea y de botón
Goteros “on line”
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Goteros insertados (on line)
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Goteros integrados Goteros integrados en líneas de 16 mm de 2 - 4 - 8 l/h.
Gotero integrado compacto para líneas de 16 mm. de 3 l/h Tradicional: 2 l/h - 4 l/h y 8 l/h Compacto: 3 l/h
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Goteros integrados
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Gotero integral autocompensado
Goteros cuyo caudal de descarga se mantiene constante para un rango amplio de presiones. Por ejemplo: gotero de 4 l/h entre 8 y 30 m de presión. 39
Bulbo húmedo
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Bulbo húmedo
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Bulbo húmedo
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Movimiento de agua y sales
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Criterios de diseño Información básica Terreno: superficie y topografía. Características del suelo: textura, densidad aparente, constantes hídricas. Agua: ubicación, disponibilidad, calidad. Cultivo: prof. de raíces, espaciamiento, área sombreada, Kc. Clima: ETo Materiales y equipos: disponibles en mercado, características, costos. 44
Instalación de sistema de goteo
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Sistemas instalados
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Sistemas instalados
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Sistemas instalados
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Sistemas instalados
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Sistemas instalados (espárrago - alcachofa)
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Sistemas instalados (guayaba - vid)
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Sistemas instalados (cítricos - palto)
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Sistemas instalados (maíz tomate)
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Riego por cintas de goteo
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Riego por cintas de goteo Cintas son tuberías de polietileno de pequeño espesor que cada cierta distancia llevan canales de flujo turbulento que emiten agua a tasas de 4 o 5 l/h/m. Trabajan a presiones inferiores al resto de emisores de micro-irrigación; duran una o dos temporadas y son de menor costo inicial. 55
Cintas de goteo
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Cintas de goteo
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Patrón de humedecimiento
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Esquema de instalación
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Instalación de cintas
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Riego por goteo subterráneo Riego localizado superficial posee desventaja que red de tuberías está situada sobre terreno y dificulta tareas agrícolas (uso de maquinaria). Con riego subterráneo se eliminan inconvenientes derivados de recogida de ramales porta-goteros, mano de obra requerida y almacenaje de tuberías entre campañas de riego.
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Riego subterráneo Ventajas: Menos pérdida de agua por no estar expuesto al aire. Más estético. Menor cantidad de malas hierbas porque superficie se mantiene seca. Permite empleo de aguas residuales depuradas sin molestia de malos olores. Mejor localización de fertilizantes; Tuberías duran más porque no les da sol. Se evitan problemas de vandalismo.
Desventajas: Penetración de raíces; Succión del suelo; Instalación del sistema.
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Goteros subterráneos Tipo de gotero recomendado: integrado autocompensante-antidrenante, aunque también se pueden instalar goteros integrados no compensantes, teniendo especial cuidado con depresiones en instalación.
Gotero integrado autocompensante antidrenante 63
Gotero subterráneo
Gotero integrado en tubería de polietileno utilizada en riego subterráneo
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Riego subterráneo
Riego subterráneo Tuberías emisoras con gotero pinchado autocompensante, autolimpiante y antisucción: Gotero diseñado para riego subterráneo; garantiza perfecto funcionamiento ante problemas de succión o contrapresión producida por aire. Función antisucción autocompensante. Gotero dispone de una bola que flota sobre orificio de salida del agua cuando sistema se pone en funcionamiento. Al momento de parar instalación, bola obstruye orificio de salida y evita entrada de suelo al interior del gotero.
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Patrón de humedecimiento
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Riego subterráneo 30”
12 – 14”
60”
Movimiento de sales en suelo
Goteo subterráneo
Aspersión
Instalación de riego subterráneo
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Instalación de riego subterráneo
Maquinaria para instalación de riego subterráneo
Suelo pesado Suelo medio Suelo ligero
Esquema de distribución de mojado en varios tipos de suelos 71
Riego por microaspersión Riego por aspersión, realizado por debajo del follaje o riego subarbóreo. Microemisores: dispositivos de pequeño tamaño, modulares, insertados a tubería lateral. Emisores cumplen función no sólo de proveer agua a cultivos sino de mantener un microclima adecuado. Caudales emitidos son inferiores a 200 l/h.
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Ventajas de microemisores Economía de agua, en frutales, área bajo riego representa una porción del 40 al 70% de superficie total de plantación. Adaptación del patrón de humedad al desarrollo del cultivo, aumentando diámetro de cobertura a medida que crecen árboles. Economía en control de malezas, área con riego bajo sombra del árbol y superficie expuesta a luz solar permanece relativamente seca y con poca maleza. 73
Ventajas de microemisores Instalación de laterales y microemisores a lo largo de hilera de árboles, permite libre tránsito de maquinaria agrícola. Es posible regar durante todo el día, debido a que emisores funcionan en un ambiente protegido y cerca del suelo, lo que reduce efecto negativo del viento. Requiere de poca mano de obra para su manejo (solo para inspección de emisores durante funcionamiento. Ahorro de energía; estos sistemas trabajan a cargas hidráulicas entre 15 y 20 m, a excepción de nebulizadores. Control de salinidad, aplicando una mayor lámina de riego y con una mayor frecuencia. 74
Desventajas de microemisores Posición vertical: al igual que aspersores convencionales. Filtración: este tipo de sistema requiere de filtración de agua, aunque no tan fina como en goteo. Por lo general, se requiere instalar un filtro con una malla de 80 mesh. Problemas de funcionamiento por mala hierba: si malezas crecen alrededor del microjet puede enredarse en su rotor e interferir en su funcionamiento. 75
Desventajas de microemisores Humedecimiento de tronco de árboles, causa enfermedades, que puede obviarse usando distribuidores sectoriales o emisores especiales. Sensibilidad al viento, especialmente en áreas abiertas y en plantaciones jóvenes donde se registran vientos intensos. Riesgos por pájaros y ratones para tuberías de polietileno (común a todo sistema de riego que usan este material); instalación subterránea de laterales puede ser una solución parcial o definitiva a este problema. 76
Características de microemisores Tipo de distribuidor
Microemisor Microaspersor
Microjet (difusor)
Nebulizador
•
• •
•
Distribución de agua
Presión de operación
Diámetro de humedecim.
Giratorio
Círculo • Completo • Parcial
- Normal 2,0 atm. (28 PSI)
Hasta 10 m.
Estático Dinámico
Círculo • completo • parcial • rayos • franja
- Baja 1,4 atm. (20 PSI)
Hasta 4 m.
Círculo • completo
- Alta 2,0 a 3,0 atm. (28-56 PSI)
Menor diámetro
Estático
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Microemisores Tipos de microemisores: Microaspersor Microjet o difusor Nebulizador. Microjet regulado
Microaspersor no regulado Microjet
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Microemisores Microaspersor: posee un deflector giratorio, denominado rotor o bailarina, esto hace que tenga un mayor Ø de cobertura, menor intensidad de precipitación, mayor tamaño de gota y una mayor uniformidad de distribución. Microjets o difusores: tienen un deflector fijo y hacen un menor Ø de cobertura; deflectores permiten crear diferentes marcos de distribución de acuerdo a su tipo; todo microjet se puede convertir en nebulizador instalando una boquilla de pequeño Ø y a mayor presión de trabajo. 79
Microemisores Nebulizador: produce una fina neblina por medio de un deflector plano y una boquilla de reducido diámetro; Neblina es formada por una alta velocidad de flujo. Diámetro de cobertura es reducido y distribución de agua es irregular.
Nebulizador Rondo, marca Plastro 80
Microspray: aplicación uniformes de agua sobre pequeñas áreas
Microaspersores
Autocompensantes: con amplia gama de caudales 20, 30, 40 y 60 l/h; óptima estabilidad. Tipo spray: para árboles pequeños; con deflector instalado sobre microaspersor para restringir diámetro de aspersión temporalmente.
Microaspersores autocompensantes
Microaspersores tipo spray
81 Microdifusor fijo
Bulbo húmedo, diámetro de mojado y concentración de raíces
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Recomendaciones para una uniformidad de distribución del agua Para obtener una distribución óptima de riego, microemisor debe estar sobre una estaca vertical, a una altura de 20 cm sobre el suelo y a 60 cm del tronco del árbol. Ángulo del chorro elevado disminuye uniformidad de distribución; se recomienda un ángulo horizontal o de escaso valor. Descarga del sistema debe mantenerse constante durante todo el desarrollo de plantación. Microaspersor, a pesar de que se ubica a pocos cm de suelo y que su chorro sale con un ángulo bajo, debe cubrir un diámetro de 4 a 10 m. Necesidad de regular presión de trabajo ya que influye en uniformidad de distribución del agua.
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Regulación de descarga de microemisores Reguladores mantienen presiones y caudales constantes, para así controlar tamaño de gota y diámetro húmedo. Ventajas para su utilización: Se tiene un menor desgaste en componentes del microemisor (especialmente del rotor). Empleo de reguladores mantiene uniformidad de descarga bajo condiciones de elevada presión. En condiciones topográficas de fuerte pendiente, mantienen uniformidad en descarga de microemisores sobre lateral. Reguladores permiten diseñar laterales de mayor longitud y con un mayor número de microemisores.
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Recomendaciones de uso Microaspersor: o o o o
Riego de árboles grandes y maduros. Mayores marcos de plantación. Riegos en superposición. Suelos de menor infiltración.
Microjet o difusor:
Riego de plantaciones jóvenes. Menores marcos de plantación. Control de microclima en invernaderos. Enraizamiento de patrones.
Instalación de emisores
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Recomendaciones para diseño Selección de tipo de descarga de microemisor, en función al espaciamiento entre árboles, tipo de suelo y condiciones climáticas. Pueden instalarse microjets con deflectores estáticos para una parcela recién plantada y reemplazarlo paulatinamente por rotores, convirtiéndolo en un microaspersor. En árboles con grandes marcos de plantación, se debe estudiar posibilidad de instalar un solo microemisor o dos de ellos, de menor caudal. En plantaciones con espaciamientos entre árboles menores de 3 m es posible instalar un microemisor entre cada 2 árboles. Empleo de rotores anti-insectos es apropiado en lugares donde hormigas u otros insectos penetran en boquillas y ocasionan su 87 obturación.
Gracias
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