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• Ruben Chavez

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1.0.0 TITULO. "EVALUACION DEL COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD Y EFICIENCIA DE APLICACIÓN EN EL SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSION EN LA COMUNIDAD DE SECCHAPAMPA, DISTRITO DE CHIARA – PROVINCIA DE HUAMANGA – AYACUCHO - 2015"

1.1.0 INTRODUCCION

El agua es un elemento esencial en todo organismo vivo, y de vital relevancia en aquellas zonas donde una gota de agua es sinónimo de

vida; sin embargo, los últimos

acontecimientos climáticos están ocasionando su escasez a nivel de parcela. En vista a ello, hay la necesidad de utilizarla en forma óptima y racionalizada; se debe reemplazar técnicas de riego prácticas en las cuales se evite la gran pérdida de agua incorporando otros sistemas de riego en donde se pueda optimizar su uso. La inserción de sistemas de riego presurizado a comunidades como las nuestras necesita de constante evaluación y seguimiento, con la finalidad de utilizar el agua en forma adecuada, como también oportuna. Es importante realizar constantes evaluaciones para permitir conocer los parámetros de riego con la finalidad que en cierta medida nos indique el grado de funcionamiento y eficiencia del sistema, bajo las condiciones de operación. En la comunidad de Secchapampa, distrito de Chiara, provincia de Huamanga - Ayacucho, se tiene instalado un sistema de riego por aspersión

en una extensión de 60 has, separado en dos sectores de riego, realizando el

estudio en el sector I de un área de 18 ha. 1.2.0. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA  1.2.1. PROBLEMA GENERAL. En la operación del sistema en la comunidad de Secchapampa, no se toma en cuenta los parámetros de riego como el coeficiente de uniformidad y eficiencia de aplicación por parte de los usuarios; los cuales son una herramienta importante para el aprovechamiento eficiente del agua en la agricultura bajo la tecnología de riego por aspersión; por tanto, se plantea como problema conocer si los parámetros de uniformidad y eficiencia de aplicación de riego están dentro de los límites de aceptación en lo que concierne a operación y sostenibilidad del sistema.

1

 1.2.2.PROBLEMAS ESPECIFICOS - El desconocimiento de la población en sistemas de riego de alta tecnología, uso inadecuado del agua lo cual genera escases debido al uso excesivo del recurso hídrico. Falta capacitación en la operación, programación y operamiento del sistema. - Inexistencia de pruebas de riego por aspersión en la zona como la inadecuada disposición de los equipos móviles, disposición de pluviómetros. 1.3.0. JUSTIFICACION DEL PROYECTO.  1.3.1. JUSTIFICACION TEORICA. La comunidad de Secchapampa presenta bajos rendimientos de sus productos debido a que no hay una eficiencia de aplicación de agua a los cultivos, inadecuado conocimiento de uso de los aspersores.  1.3.2. JUSTIFICACION PRÁCTICA. El manejo eficiente del agua y uso de los aspersores con conocimiento generaría mayor eficiencia de aplicación de agua a los cultivos lo cual conllevara a generar mayores ingresos económicos al distrito. El presente Trabajo se realizara como una herramienta fundamental en la toma de decisiones en lo que se refiere a proyección, diseño de los sistemas de manejo y disposición de los sistemas de riego de alta tecnología en el Distrito de Secchapampa. En este trabajo se analizaran los parámetros de coeficiente de uniformidad y eficiencia de aplicación en el sistema de riego por aspersión, los cuales están por debajo de los parámetros de aceptación de riego por aspersión, lo que hace que el proyecto sea insostenible bajo condiciones de operación. 1.4.0. OBJETIVOS DEL PROYECTO.  1.4.1.OBJETIVO GENERAL El objetivo de estudio es evaluar el coeficiente de uniformidad y la eficiencia de aplicación en el sistema de riego por aspersión Secchapampa, sector I de riego.

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Para la Evaluación de cada uno de los parámetros que intervienen en la uniformidad y la eficiencia de aplicación como la velocidad del viento, presión de operación, caudal de emisores, coeficientes hídricos del suelo, profundidad de raíces, se ha seguido una secuencia de trabajos que han permitido, bajo condiciones óptimas de operación, obtener resultados cuyos valores permitirán un buen manejo del sistema de riego en la comunidad de Secchapampa.  1.4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS. -

Elaborar y difundir un manual de operación, programación y mantenimiento del sistema de riego por aspersión en el distrito de Secchapampa, sector I.

-

Existencia de pruebas de riego por aspersión en la zona como la adecuada disposición de los equipos móviles, disposición de pluviómetros.

2.0.0. MARCO TEORICO. 2.1.0. ANTECEDENTES DE INVESTIGACION. El Sistema de Riego por Aspersión ubicado en la Comunidad de Secchapampa fue ejecutado

por

la Municipalidad distrital de Chiara, en concordancia con el

Ministerio de Agricultura. Como parte de su infraestructura, cuenta con un sistema de riego aprovechando el desnivel del terreno diseñado para el riego por aspersión con el fin de abastecer las necesidades hídricas de sus cultivos en épocas secas y de auxilio en épocas lluviosas en una extensión de 18 hectáreas. CARACTERISTICAS SOCIO ECONOMICAS DEL DISTRITO CARMEN ALTO 1.- RECURSO AGUA Y SUELO:  AGUA: La zona del proyecto, cuenta con el recurso hídrico proveniente de la quebrada Illahuasi y Ranracancha, vertiente a la cuenca de Pampas, en este caso las aguas provienen de la laguna Alto Ccocha, es decir las aguas que bajan por la quebrada de Illahuasi y Ranracancha. Sin embrago como es característico, dichos caudales disminuyen considerablemente en la época de estiaje.

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Entonces, la fuente principal de agua es la Quebrada Illahuasi y Ranracancha, el que a su vez es alimentado por los manantiales a la quebrada y las precipitaciones en la cuenca, con punto de captación en Illahuasi (ya existente) y la conducción mediante el canal de tierra, se almacena en un reservorio de capacidad de 1800 m3 de concreto simple losa en talud y la quebrada Ranracancha donde se ubicará una toma para captar un caudal de 18 lps, a partir del cual actualmente se distribuye por canales secundarios de tierra, actualmente se encuentra construido para su mantenimiento y la fuente de agua para su derivación y uso del presente proyecto de riego.  SUELO: Las áreas involucradas en el presente estudio se ubican topográficamente en una zona con relieve con presencia de cerros y laderas de pendiente pronunciada en las partes altas y llanuras con pendiente moderada en la parte baja, suelos con buena aptitud agrícola, frutícola y buenas condiciones de drenaje; lo cual es una condición favorable a fin de aprovechar las diferencias topográficas con que cuenta la zona, como fuentes de energía potenciales para la operación del sistema de riego tecnificado propuesto. 2.- EL CLIMA La Comunidad de Secchapampa presenta clima variado, hacia la capital del distrito Chiara Templado frío, presenta un clima frío durante todo el año, llegan a veces a temperaturas bajo 0ºC en las noches en los meses de Mayo y Junio, por lo cual la temperatura media anual es de 12 a 17 ºC. Los vientos son frecuentes en las épocas de Agosto y Septiembre. La humedad es 65% por el clima templado seco. De la zona, las tierras favorecidas presentan temperaturas variables entre templado cálido y templado frígido y las condiciones climáticas son propias de zonas semiáridas, es decir secas de Marzo a Diciembre y húmedas de Enero a Marzo.

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3.- RECURSOS NATURALES:  FLORA: La vegetación arbórea que circunda las áreas agrícolas son las que determinan una flora muy especial y constituye uno de los caracteres más resaltantes de esta zona. En tra la vegetación variada tenemos los arbustos de plantas naturales.  FAUNA: Entre los mamíferos que cuenta esta comunidad están: el zorro andino, o atoj, el zorrillo, vizcacha, ratón entre otros.

2.2.0. BASE TEORICA.  EVALUACION DE LA UNIFORMIDAD DE RIEGO POR ASPERSION La Junta de Andalucía (2003) refiere que la evaluación de un sistema de riego por aspersión es un proceso por el cual se puede saber si la instalación y el manejo que se hace de ella reúnen las

condiciones

necesarias para aplicar los riegos

adecuadamente, esto es, cubriendo las necesidades del cultivo para la obtención de máximas producciones y, al mismo tiempo, minimizando las pérdidas de agua. Sin entran en complejidades técnicas, por todos es conocido que el aspersor no distribuye uniformemente el agua, variando la cantidad a lo largo del chorro, según el tipo de emisor elegido. La uniformidad en la distribución tiene

importancia por los efectos y pérdidas de

agua que se produce, teniendo una gran repercusión en la eficiencia del riego. La separación entre aspersores debe permitir un recubrimiento de las áreas mojadas, buscando una buena uniformidad. Si el recubrimiento es total y la separación entre aspersores igual al radio mojado, la uniformidad será muy buena. Pero existe el inconveniente que la pluviometría sea alta y que se aumente mucho el material necesario para el riego. Por estas razones, el solape de aspersores es una cuestión muy debatida y los diferentes investigadores, ya autores, no se ponen de acuerdo en cuál es la separación óptima

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Una baja uniformidad en un sistema de riego por aspersión implica la existencia de zonas del suelo con exceso de agua y otras con escasez; o bien la necesidad de aplicar agua en exceso para que las zonas que reciben menos cantidad estén suficientemente

abastecidas.

 Coeficiente de Uniformidad Tarjuelo (1995) da a conocer que el coeficiente de uniformidad fue desarrollado por Christiansen (1942), el cual es una representación estadística de uniformidad, utilizado principalmente en los sistemas de riego por aspersión; es el parámetro de uniformidad de uso

más

generalizado. En sistemas de riego por aspersión

estacionario, se recomienda valores de CU mayores de 80%, aunque depende de la velocidad del viento. El coeficiente de Uniformidad se expresa en % mediante la expresión siguiente:

 1 X  CU  100    M n

[1]

Dónde: C.U

: Coeficiente de uniformidad de Christiansen, %

X

: Es

la suma de la n desviaciones de la altura de agua distribuida con

respecto al valor medio (M), de dicha altura en las (n) medidas tomada en diferentes puntos del área mojada. El valor de coeficiente de uniformidad como parámetro límite aún no está definido, aunque la mayoría de investigadores como: Golberg, Woodland, citado por Razuri R. (7); Avidan, El Janani y Rawits, citados por Valdivia ; y finalmente Shani M. y Sapir E. . Señalan un coeficiente de uniformidad de 84% como límite inferior para considerar como óptimo el funcionamiento del sistema de riego por aspersión. Pero también existen casos particulares en donde los coeficientes óptimos son menores; es el caso de Saint Foulc, (8) considerando 70%.

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Keller y Bliesner (1990) definen el Coeficiente de Uniformidad del Sistema (CUs) como CUs = CU 1/2 [1+ (Pn/Pa) 0,5],

[2]

Dónde: Pn: presión mínima en un aspersor del bloque de riego. Pa: presión media de los aspersores del bloque.  Uniformidad de distribución Keller (1978) manifiesta que la uniformidad de distribución la podemos definirla como:

Altura media de agua recogida en el 25 % del área menos regada UD =

Altura media del agua recogida

Normalmente, el aplicar riegos que produzcan ligeros o menos déficit en las zonas menos regadas por falta de uniformidad, suelen conducir al óptimo económico. Así, para cultivos de valor medio o alto, tiende a que la altura media de agua aplicada (dosis neta), de un riego correcto, debe ser igual al “Déficit permisible de manejo (DPM)”, de tal manera que coincida con la media del 25 % del área menos regada. De esta forma, solo el 12.5 % del área estará infraregada. Para los cultivos de menor valor económico, así como los forrajes, la dosis neta se suele hacer coincidir con la media del 50 % del área menos regada, en cuyo caso el 25 % del área quedará infraregada. Keller y Bliesner (1990) definen la uniformidad de distribución del sistema (UDs) como: UDs = UD 1/4 [1+3 (Pn/Pa) 0,5]

3]

7

Siendo: Pn: presión mínima en un aspersor del bloque de riego. Pa: presión media de los aspersores del bloque. La UDs es un parámetro de uniformidad de toda la subunidad de riego, no sólo del marco donde se realiza la evaluación. Así, cuando en la subunidad existan importantes variaciones de presión de unas zonas a otras, la UDs será menor que si la presión es uniforme.  Método Gráfico Razuri (1976) refiere que aunque se difunde muy poco, es un complemento necesario, por que suministra una descripción visual, cualitativa y un análisis cuantitativo de la descripción del agua. Otros parámetros de uniformidad se desarrollan sin mucha proyección

a nivel

internacional, entre ellos: •

Coeficiente modificado de uniformidad, por Wilcox y Swailes.

•

Patrón de eficiencia, por Criddleetal.

•

Patrón de eficiencia alta, por Beale.

•

Eficiencia de distribución, por Hansen. Machuca, L.

•

Coeficiente de uniformidad por una distribución normal

(CH), por Hart y

Reynolds. Hay muchos estudios y fórmulas para determinar el óptimo marco de riego o funcionamiento de cada aspersor en función de valores de uniformidad de distribución comprendidos generalmente entre 90 y 80%, siendo este último valor el mínimo aceptable.

8

 Eficiencia en el riego por aspersión Eficiencia de aplicación (EA) Luján (1992) Manifiesta que corresponde, en cada unidad de riego, al tramo del recorrido del agua comprendido entre los hidrantes y la zona radicular del cultivo, expresada mediante la relación:

Figura Nº 1. Eficiencia de aplicación Fuente: www.elriego.com

 Eficiencia de descarga Tarjuelo (1995) indica que es la relación porcentual entre el agua recogida por los pluviómetros y el agua descargada por los aspersores. La diferencia entre ambas son las pérdidas por evaporación y arrastre durante el proceso de riego, debido fundamentalmente a las condiciones climáticas (temperatura, humedad, viento, etc. ). También, hay que incluir en estas diferencias a los propios errores que conlleva la metodología, seguida en la evaluación.

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a)

Pluviométrica

unidad de

media recogida (HM): es igual a la altura media recogida por

tiempo, en mm/ hora.

[5]

Dónde: Pm

: Precipitación media en mm

T

: Tiempo de duración del ensayo (horas)

b)

Precipitación media: es la altura media recogida en el ensayo en ml

[6]

Dónde: V

= Media de los volúmenes recogidos en cada pluviómetros, en ml.

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S

= Superficie del pluviómetros, en mm2

c)

Pluviometría media aplicada: Altura media aplicada por unidad de tiempo, en

mm /HR.

[7] Dónde: Qr

= Caudal aforado en el aspersor de ensayo, en m3 /h.

Am

= Área Mojada por los aspersores (m2).

 Pérdidas de agua Luján (1992) dice que en sistemas de riego por aspersión, las pérdidas de

agua

se producen principalmente por evaporación y percolación, además de la escorrentía que

suele

presentarse con mayor relevancia en

terrenos con pendiente

pronunciada. Las pérdidas por evaporación dependen de diversos parámetros como: temperatura, humedad relativa, velocidad del viento, pendiente y diámetro de las gotas del aspersor. Las pérdidas por percolación

se producen por que los equipos de aspersión no

aplican agua con uniformidad. Así, cuando una determinada dosis neta ha sido aplicada al terreno, una parte de la superficie regada recibe agua en exceso, dando lugar a pérdidas por percolación por debajo de la parte principal del sistema radicular, mientras que otro recibe menos agua que la que debería. La velocidad del viento también influye en la magnitud de las pérdidas de agua previamente citada, que aparte, de alterar la uniformidad de riego, y contribuir a la evaporación, incrementa las pérdidas por percolación.

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En síntesis, las pérdidas por escorrentía se presentan sobre todo en zonas con pendientes pronunciadas, inadecuada selección del equipo de aspersión e incluso por efectos del viento. Un espaciamiento demasiado próximo entre aspersores provoca mayor escurrimiento y una posible erosión. Las pérdidas de agua están relacionadas básicamente a la diferencia entre las láminas aplicadas, y la suma de láminas captadas y su evaporación en los pluviómetros

durante la prueba, las cuales se pueden obtener mediante las

siguientes ecuaciones: Agua Captada (%)

= L prom / Lq *100.

QParcela

= (Q1)/2 + Q2 + (Q3)/2 (LINEA DE 3 ASPERSORES)

Evap. Pluv (%)

= L Evap. /Lq*100.

Pérdida de Agua (%) = 100% - (Agua captada + Evap.Pluvio) %. Dónde: Lprom = Lámina promedio de agua almacenada en los recipientes durante el tiempo de la prueba (mm). Lq

= Lámina aplicada en la zona de ladera medida en base a Aforos en los aspersores (mm).

Qparcela evaluada Areaparc

= Caudal descargado por los aspersores en el área (litros/hora) = Área evaluada durante la prueba (m2).

Tr

= Tiempo de duración de la prueba (horas).

Evap, Pluv

= Evaporación en el pluviómetros de prueba (mm).

Levap

= Lámina evaporada en los pluviómetros de prueba (mm).

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 Eficiencia de requerimiento Rendón (1995) define a la eficiencia del requerimiento del riego o eficiencia de necesidad del cultivo como la relación entre volumen de agua utilizada para el requerimiento de la planta (Vu) y el volumen de agua de riego necesario para satisfacer las necesidades del agua en la zona de raíces del cultivo (Vr); es decir, es el porcentaje en que cubrió el volumen recurrido para abastecer la zona radicular del cultivo. Este parámetro se expresa en:

[8] Dónde: Vd. = Es el volumen de agua deficitaria en la zona de raíces del cultivo. Es prioritario en los agricultores obtener altas eficiencias de requerimientos de riego, aunque tengan bajas eficiencias de aplicación. Esto se logra

aplicando riegos

“pesados” donde el volumen aplicado es mayor al volumen requerido por la planta. Este parámetro representa el complemento necesario en la evaluación de la eficiencia de aplicación que va permitir ajustar el tiempo correcto de riego, garantizando el óptimo requerimiento de agua en los cultivos y evitando así mayores pérdidas. Además, considerando este parámetro, es factible estimar la eficiencia en el área de riego, que según el punto de vista de Gurovich L. (citado por Olarte H.), se define en base a tres parámetros: eficiencia de aplicación, eficiencia del requerimiento y coeficiente de Uniformidad, expresándose de la siguiente manera:

E = EA x Er. X C.U

[9]

Dónde: E: Eficiencia en el marco de riego.

13

 Programación del riego LOPES (2001) enuncia que la programación de riego permite decidir cuándo regar y cuánta agua aplicar para cubrir las necesidades de los cultivos, y su importancia se pone en manifiesto cuando el agua es escasa. Es necesario realizar una programación adecuada del sistema de riego, asegurando el agua en la cantidad necesaria y en el momento adecuado. Los factores tomados en cuenta para la programación son: necesidades de los cultivos (costumbres de riego), tipo de suelo (cantidad de agua disponible, capacidad de infiltración), clima (precipitaciones, vientos, evaporación), calidad de agua (física, química), condiciones del suministro del agua (descarga, presión, horario), topografía y forma del terreno, red existente, mano de obra. Condiciones climáticas y técnicas Tarjuelo (1995) refriere que Christiansen, cuando se refiere a la uniformidad de distribución del agua de los aspersores, concluye que ésta varía mucho según la presión, viento, rotación del aspersor, espaciamiento entre Aspersores y otros factores secundarios. Viento Keller (1983) enuncia que la acción del viento disminuye la uniformidad, ya que modifica la longitud del chorro y la pluviometría a lo largo de éste. Para obtener una buena distribución del agua, se suele disminuir la distancia entre aspersores en la dirección del viento dominante. Bajo este contexto, el viento representa el enemigo número uno en la operación de los aspersores, influyendo en: La distorsión de la uniformidad de distribución del agua. La desviación de una fracción del agua aplicada a otras áreas.

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El incremento de la evaporación,

ocasionando un aumento en la

concentración de sales del agua de riego. Los entornos de velocidades del viento comunes en riego por aspersión son: 01, m/seg. (condiciones de viento), 1,0 – 2,5 m/seg. (viento medio) y 2,5 – 4,0 m/seg. (viento fuerte). Por encima de 4,0 m/seg. (viento muy fuerte), el Riego por aspersión no es recomendable. La figura Nº 02 muestra cómo el viento influye en la no uniformidad de la distribución del agua por los aspersores.

Figura Nº 02. El viento afecta la distribución del agua en el riego por aspersión Fuente: Instituto de Investigación Agropecuarias 1991, “Manual de riego”. Chile  Presión Shani y Sapir (1984) da a conocer que el conocimiento del nivel de presión es imprescindible para el correcto funcionamiento del equipo de riego, también es necesaria por dos motivos: le red de distribución se multiplica en proporción a la superficie que debemos regar y teniendo en cuenta que el agua debe llegar al mismo tiempo y a la misma presión a las bocas donde se encuentran instalados los mecanismos de difusión (aspersores) con el fin de conseguir un riego uniforme. La segunda razón es que la presión del agua debe ser capaz de poner en marcha todos los aspersores al mismo tiempo, bien sean fijos o móviles, más pulverizado o menos.

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Cada aspersor funciona en forma eficiente en un entorno de presiones de trabajo recomendadas. En este entorno, la distribución es mejor y el aspersor trabaja con una alta eficiencia y bajo desgaste. En general, a medida que aumente la presión, dentro del límite especificado, se incrementará la calidad de distribución. También, cabe mencionar que a medida que aumenta la presión

también aumenta la

velocidad de rotación del aspersor, influyendo éste en la rapidez con que las gotas llegan al suelo, es decir una baja presión hará rotar el aspersor lentamente, y las gotas

pulverizadas

llegarán muy lentamente

al suelo favoreciendo esto a la

evaporación de las mismas.  Aspersores y boquillas Shani y Sapir (1984) refiere que los aspersores y boquillas también influyen en el perfil de distribución basándose en su diseño y medidas que presentan. La mayoría de aspersores de

doble

boquilla proporcionan

un

modelo

triangular

de

humedecimiento, cuando funcionan en condiciones óptimas y viento tranquilo. El diseño y medida de boquillas, juntamente

con la

presión de

operación del

aspersor, van a influir en la descarga, forma de dispersión del agua y en el tamaño de las gotas

III.- HIPOTESIS 3.1.1. HIPOTESIS GENERAL. Los parámetros de

coeficiente de uniformidad y eficiencia de aplicación en el

sistema de riego por aspersión en

la comunidad de

Secchapampa,

están por

debajo de los parámetros de aceptación de riego por aspersión, lo que hace que el proyecto sea

insostenible bajo condiciones de operación.

3.1.2. HIPOTESIS ESPECÍFICO. -

Difusión y elaboración de un manual de operación, programación y mantenimiento del sistema de riego por aspersión en el distrito de Secchapampa, sector I.

-

Lograr sistemas de pruebas de riego por aspersión en la zona como la adecuada disposición de los equipos móviles, disposición de pluviómetros.

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IV.-MATERIALES Y METODOS 4.1.0. MATERIALES DEL PROYECTO. 4.1.1. UBICACION DEL PROYECTO. Ubicación Geográfica: Longitud Oeste Latitud Sur

74° 14’ 56”

:

:

Altitud :

13° 14’ 56’’ 3,700 msnm.

Ubicación Política: Región

: Ayacucho.

Provincia

: Huamanga

Distrito

: Chiara

Lugar : Secchapampa El proyecto está ubicada en el área de influencia del Anexo del Distrito de Chiara a 24.00 Km del mismo distrito, a 44.00 Km. De Huamanga, por el cual es más cercano el viaje y el movimiento vehicular es frecuente. Su Clima: La Comunidad de Secchapampa presenta clima variado, hacia la capital del distrito Chiara Templado frío, presenta un clima frío durante todo el año, llegan a veces a temperaturas bajo 0ºC en las noches en los meses de Mayo y Junio, por lo cual la temperatura media anual es de 12 a 17 ºC. Los vientos son frecuentes en las épocas de Agosto y Septiembre. La humedad es 65% por el clima templado seco. De la zona, las tierras favorecidas presentan temperaturas variables entre templado cálido y templado frígido y las condiciones climáticas son propias de zonas semiáridas, es decir secas de Marzo a Diciembre y húmedas de Enero a Marzo.

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La comunidad beneficiaria, se encuentra limitada por: El Este con La quebrada de Illahuasi El Oeste con El rio Mosoqcancha El Norte con la Comunidad de Minascucho El Sur con comunidad de Condorccocha

MAPA Nº 01: Ubicación Nacional MAPA N° 01: UBICACIÓN NACIONAL

18

MAPA N° 02: UBICACIÓN DEPARTAMENTAL

MAPA N° 3: UBICACIÓN PROVINCIAL

19

MAPA N° 4: UBICACIÓN DISTRITAL

4.1.2. MATERIALES Y EQUIPOS.

Material a utilizar:       

Cordel. Wincha de loma de 50 metros. Estacas. cámara fotográfica papelotes plumones cintas adesivas

Insumo a utilizar:  cámara filmadora  cámara fotográfica  recolectores de residuos sólidos  proyector multimedia

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a) Equipo de gabinete:  01 Computadora.  01 Impresora. b) Materiales de Gabinete:     

1/2 millar de papel bond A4 80 gr. Mesa de trabajo. Tinta para Impresora. CD y/o USB. Programas Estadísticos, etc.

4.2.0. METODOLOGIA 4.1.- Método de investigación  Evaluación de la uniformidad y eficiencia de aplicación Para la Evaluación de cada uno de los parámetros que intervienen en la uniformidad y la eficiencia de aplicación como la velocidad del viento, presión de operación, caudal de emisores, coeficientes hídricos del suelo, profundidad de raíces, se ha seguido una secuencia de trabajos que han permitido, bajo condiciones óptimas de operación, obtener resultados cuyos valores permitirán un buen manejo del sistema de riego en la comunidad de Secchapampa.  Elección de la parcela a evaluar Sector I de riego Se ha elegido el Sector I como la zona más representativa del Sistema por la cantidad de hidrantes que se encuentran instalados a diferentes presiones, como también por el mayor número de usuarios.  Características de la evaluación Las

evaluaciones

realizadas

en el Sector I han sido

bajo condiciones de

operación en tiempo real tomando en cuenta el turno de riego y la frecuencia que los agricultores cuentan en este sector, ya que ha sido la única forma de obtener resultados garantizables bajo estos parámetros, fundamentalmente cuando los usuarios se encuentran operando el sistema.

21

 Evaluación de la uniformidad de distribución del agua a)

Uniformidad de distribución

Esta evaluación ha consistido en un análisis detallado influir

de cada factor que podría

en la uniformidad, y en la hora de riego, como la presión en los hidrantes,

velocidad del viento, y el caudal del emisor Esta

evaluación ha consistido en una serie de lecturas de láminas o alturas de

agua provenientes de los pluviómetros, que fueron instalados sobre un eje de 3 x 3 metros sobre el terreno

agrícola. Los pluviómetros de forma cilíndrica han sido

ubicados en el centro de cuadrado con la finalidad de recoger o

recolectar la

precipitación de los aspersores.

Figura Nº 05. Representación de la colocación de los pluviómetros. Para

esta

evaluación de uniformidad de distribución, se ha utilizado el método

estadístico y el método gráfico de Dann.  Evaluación de la eficiencia de aplicación Esta evaluación ha consistido en la medición de la lámina infiltrada en los puntos críticos del área de prueba o marco de riego (15 x15m), estas láminas han sido evaluadas bajo los parámetros de uniformidad y eficiencia.

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a)

Uniformidad de distribución en el perfil del suelo

En este caso, se ha tomado el registro de láminas infiltradas como evaluación para constatar la eficacia de uniformidad, en la misma área evaluada.

Dónde:

b)



Li

: Lámina infiltrada



Lm

: Lamina media infiltrada



n

: Número de puntos considerados para la evaluación

Pérdidas de agua durante la operación

Las pérdidas de

agua registradas durante las evaluaciones de las

distribución y eficiencia de aplicación

han provenido

pruebas de

básicamente por pérdidas

por factores climáticos y topográficos como el viento y la pendiente del terreno. Estos factores han sido registrados en forma puntual con la

mini estación

meteorológica. c)

Balance de agua

El balance de agua en la operación se determinará mediante la cantidad de agua aportada escorrentía

por los aspersores

y las demás pérdidas

y percolación una vez

por evaporación, arrastre,

culminada con la prueba de eficiencia de

aplicación d)

Eficiencia de aplicación

La eficiencia de aplicación se determinará una vez culminada la prueba de láminas infiltradas mediante la siguiente ecuación:

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Dónde: Ea

: Eficiencia de aplicación

Vu

: Volumen almacenado en la zona radicular

Va

: Volumen entregado por los aspersores al área de prueba

 Ejecución de las pruebas en el área de riego por aspersión Las

pruebas de coeficiente de

uniformidad y eficiencia de

aplicación de

los

equipos de riego instalados en la comunidad de Secchapampa – Sector I, se realizaron en los meses de octubre y diciembre del 2014, ejecutándose este tiempo

durante

9 pruebas de Coeficiente de Uniformidad (Pluviometría) y

6

evaluaciones de eficiencia de

aplicación (pruebas de láminas infiltradas), haciendo

un total de 15 pruebas. Las

parcelas evaluadas se seleccionaron de acuerdo a

la presión de operación del sistema del Sector I de riego, siendo éstas de 28, 35 y 40 mca. Las primeras evaluaciones

fueron la de Coeficiente de Uniformidad,

cuando el cultivo de la arveja aún se encontraba a una altura de 10 a 15 cm. de altura de follaje, realizándose las repeticiones de acuerdo al turno de riego que le correspondía

a cada

una de las parcelas evaluadas. Luego se procedió a la

evaluación de eficiencia de aplicación (láminas infiltradas) cuando el cultivo

tenía

una profundidad de 18 a 20 cm. de profundidad. Se esperó que el cultivo llegue a tener cierta profundidad de raíces para poder evaluar la eficiencia de aplicación de los equipos de riego instalados.  Las pruebas se ejecutaran siguiendo la siguiente secuencia Disposición del equipo móvil Se

instaló el equipo de riego móvil en la parcela seleccionada de acuerdo a los

criterios técnicos mencionados. El equipo se colocó siguiendo la configuración de las curvas a nivel para evitar la variación de la presión del primer aspersor, con referente al

último. Primeramente

se colocó los

trípodes

cada 15 metros

(separación entre aspersores), para luego colocar el resto de los accesorios como

24

niples, codos, tee, manguera, PE y, finalmente, los aspersores, para tener instalado el lateral de riego con tres aspersores. Disposición de los pluviómetros El

establecimiento de los pluviómetros en la parcela se realizó de

disposición del lateral de riego,

acuerdo a la

ya que el hidrante que se tiene en el sistema es

solo para un lateral. En tal razón que los

vasos pluviométricos se han colocado a

ambas partes del lateral de riego, contando con 50 vasos a cada lado y un total de 100

vasos

pluviométricos

evaluados; estos

vasos

fueron colocados

estratégicamente al costado del cultivo, en un marco de 3 x 3 metros, tratando que el follaje de éste no altere la precipitación al momento de ser almacenados. Disposición del muestreo de humedecimiento La

extracción de muestras se ha realizado teniendo en consideración la longitud

evaluada

de lateral, como

también el

ancho evaluado; en tal sentido, se ha

realizado una modificación, ya que inicialmente se propuso extraer muestras de humedecimiento

cada 8 metros

longitudinales

y cada 6 metros en forma

transversal. Para la comodidad y exactitud de los

datos a evaluar, se decidió

extraer muestras cada 5 metros, tanto en el eje longitudinal como en el transversal, teniendo un total de 36 muestras en el área evaluada. Observación meteorológica (viento) La observación meteorológica fue llevada a cabo en la misma parcela, gracias a la adquisición de una mini estación meteorológica, la cual nos ha brindado los datos al momento de las evaluaciones: velocidad del

viento, humedad

relativa

y

temperatura. Ejecución de la prueba Bajo la metodología

descrita en los ítems anteriores, las evaluaciones de

coeficiente de uniformidad y eficiencia de aplicación se ejecutaron en dos oportunidades:

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a)

La primera evaluación

nos permitió obtener el coeficiente de uniformidad

(CU) en base a las pruebas de Pluviometría. Se realizaron en tres

parcelas con

cultivo de arveja; cada prueba tuvo tres repeticiones a diferentes

presiones, las

cuales nos han permitido obtener diferentes valores de CU . b)

La segunda

aplicación

evaluación

ha permitido

en base a pruebas de

obtener

datos de eficiencia de

láminas infiltradas, según el tiempo de riego

calculado, esto de acuerdo a la profundidad de las raíces del cultivo instalado. El tiempo de duración de cada prueba fue de 2 horas, esto debidamente calculado de acuerdo a los coeficientes hídricos del suelo. En cada parcela se realizaron 02 evaluaciones, haciendo un total de 6 evaluaciones. Para las dos evaluaciones, se utilizaron diferentes equipos, los cuales se describen en el capítulo de materiales y métodos, incluso la forma cómo se procedió a la toma de información en el campo.  Prueba de uniformidad Aspectos preliminares Antes del inicio de las pruebas de uniformidad, se ha verificado

todo los

componentes y elementos principales que han intervenido en la ejecución de las pruebas, como a continuación se describe: Se ha verificado el volumen adecuado en el reservorio, con el fin de medir la satisfacción del caudal y presión en los hidrantes evaluados. Se verificó el estado de cierre de cada válvula de control ubicada en las bifurcaciones de la red de riego del sector I. Antes de instalar el lateral de riego, se verificaron los accesorios que conforman el lateral de riego como teas, codos, mangueras, trípodes, uniones. Se colocó el lateral de riego en un marco de riego de 15 x 15 m, asegurando que los trípodes estén fijos.

26

Se trazó los ejes dentro de la parcela a cada 3 metros para ubicar y colocar los vasos pluviométricos. Finalmente, se ha colocado una cierta cantidad de agua en un pluviómetro para medir la evaporación durante la ejecución de la

evaluación.

Disposición de pluviómetros Los pluviómetros se han colocado distanciados a cada 3 metros, ubicados en el centro del eje trazado sobre el marco de riego, habiéndose colocado un total de 100

vasos

pluviométricos

de

las mismas dimensiones.

Tal como se puede

observar en el anexo – fotografías. Antes de iniciar la prueba de pluviometría, se ha procedido a controlar la presión en la válvula

de acople rápido (Hidrante) con un manómetro de glicerina

cuyo rango de medición es de 0 a 10 bares, esto con la finalidad de

obtener la

presión de trabajo de 3.5 bares, bajo los cuales los aspersores VYR 60 tienen una demanda de 0.65 litros/ seg. obtener

y un diámetro mojado de 30 metros. Luego

de

la presión de operación en el hidrante, se ha procedido a colocar la llave

bayoneta en la válvula de acople caudal demandado

rápido, la cual tiene la finalidad de extraer el

por los aspersores bajo

esa presión, registrada en el

manómetro, tal como se puede apreciar en las imágenes (anexos- fotografías). Luego de

obtener

procedido a abrir

la

presión

de

operación

en el hidrante, se

ha

la válvula de paso, ubicada en el hidrante, para lo cual los

aspersores y vasos pluviométricos se encontraban listos para su evaluación. La prueba de pluviometría tuvo una duración de 1 hora y 45 min.; durante este tiempo, se evaluó la velocidad del viento, la humedad relativa y la temperatura, registrándose estos

valores cada ½ hora durante la evaluación. Durante esta

evaluación, no hubo pérdidas por escorrentía, ni pérdidas de agua en los accesorios del lateral de riego. Inmediatamente de haber transcurrido 1 hora y 45 min., se procedió a retirar la

llave bayoneta del Hidrante para dar por culminada la prueba y cuantificar el

27

volumen de agua almacenado en cada pluviómetro, tal como se puede observar en las imágenes siguientes. La medición del volumen recogido por cada vaso pluviométrico fue con la ayuda de una jeringa milimetrada. Se optó este medio por la facilidad que se vio en medir el volumen de cada vaso instalado en la parcela. La unidad de medición de esta jeringa fue en mililitros o centímetros cúbicos.  Pruebas de eficiencia de aplicación Esta prueba

consistió en evaluar el perfil de

humedecimiento en el marco de

riego evaluado (15 x 15 m), midiendo las láminas infiltradas en el suelo, la evaporación, las pérdidas en los accesorios. Antes de comenzar con la prueba de láminas infiltradas, se realizó la prueba de infiltración con la ayuda de un juego de cilindros infiltrómetros. Prueba de infiltración Esta prueba consistió en la colocación de un juego de cilindros metálicos sobre la superficie del suelo agrícola con la finalidad de obtener el tiempo de infiltración básica del suelo evaluado, para de esta manera obtener el tiempo de riego y reajustar la pluviometría de los aspersores. Esta prueba se concretó de la siguiente manera: •

Se ubicó el juego de cilindros en el suelo, insertando el de mayor diámetro

al suelo hasta una profundidad de 30 cm., seguidamente se insertó el segundo cilindro de menor diámetro hasta las misma

profundidad con la ayuda de una

comba, hasta quedar a la misma altura. •

Luego de haber insertado los cilindros en el terreno agrícola, se procedió a

colocar una bolsa plástica en el interior del segundo cilindro con la finalidad de almacenar

cierta cantidad de agua, la cual sirvió para evaluar la infiltración

y

registrar las lecturas de infiltración; también se agregó agua en el exterior del cilindro de menor diámetro con el objeto de no alterar las mediciones al momento de las pruebas.

28

•

Inmediatamente después de haber incorporado el agua en los cilindros, se ha

procedido a retirar la bolsa plástica, luego se ha registrado la primera lectura del nivel del agua en el cilindro con el micrómetro que se encuentra incorporado en el cilindro interior. •

Luego de registrar el nivel inicial del agua en el cilindro, con el micrómetro,

se tomó las lecturas cada cinco minutos durante dos horas; luego de ese tiempo, se tomó las lecturas cada 10 y 15 minutos. Durante todo ese tiempo, se agregó agua a los cilindros a medida que éste bajaba de nivel, tomando las lecturas antes y después de agregar el agua a los cilindros. Tal como se puede observar en las imágenes (anexo). Prueba de lámina infiltrada Esta prueba consistió en evaluar las láminas infiltradas en el perfil del suelo, basados en el muestreo de humedecimiento del suelo dentro del marco de riego. Antes de realizar la prueba de láminas infiltradas, se evaluó la profundidad de raíces

del cultivo

de arveja, las cuales

tuvieron una

altura de 18 cm. de

profundidad de enraizamiento. Con este valor, se calculó la lámina de agua a aplicar al cultivo, y

seguidamente se

calculó el tiempo de riego

que debería

permanecer los aspersores para incorporar la lámina calculada. Como también, se hicieron las evaluaciones de textura del suelo evaluado (coeficientes hídricos del suelo), Después de medir

el enraizamiento

del cultivo, se procedió a medir la

presión en el hidrante hasta llegar a la presión de operación de 3.8 a 4 bares; luego de obtener la presión de trabajo de los aspersores, se insertó la llave bayoneta al hidrante. Al finalizar estos procedimientos preliminares, se procedió a evaluar las láminas infiltradas en el marco de riego evaluado de la siguiente manera: •

Se trazaron puntos de muestreo en el eje longitudinal y transversal a cada

cinco metros, obteniendo un total de 36 puntos de muestreo. A diferencia de la prueba de uniformidad, la cual consistió en evaluar la pluviometría en el marco de riego, la

prueba de láminas infiltradas consistió en el pesado de muestras antes y

después del funcionamiento de los aspersores, a una profundidad de 25 cm, con la finalidad de obtener por diferencia de pesos la lámina infiltrada. Para ello, se utilizó una barra de muestreo, la cual extrajo el suelo antes y después del funcionamiento

29

del lateral de riego, para posteriormente ser pesado en una balanza de precisión; las muestras fueron recogidas en un recipiente de 12 cm. de diámetro y a una altura de 5 cm. V. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Nombre de tarea

Duración

ACTIVIDAD

205dias

Presentación del proyecto de investigación Revisión bibliográfica Recolección de la información Implementación del plan de capacitación Levantamiento topográfico Trabajo en gabinete Redacción de proyecto de tesis Síntesis de la información teórica - práctica Recomendaciones y conclusiones

5 días 12 días 12 días 20dias 15 días 50 días 30 días 15 días 3 días

Elaboración del informe final

40 días

Presentación del trabajo de Investigación

3 días

VI. PRESUPUESTO

PROYECTO : " EVALUACION DEL COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD Y EFICIENCIA DE APLICACIÓN EN EL SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSION EN LA COMUNIDAD DE SECCHAPAMPA, DISTRITO DE CHIARA – PROVINCIA DE HUAMANGA – AYACUCHO”. INTERESADO: HUAMAN MALDONADO. FECHA : 23/07/2015 ITEM 1

DESCRIPCION

UND.

CANTIDAD COST. UNIT. P. PARCIAL

ACTIVIDADES PRELIMINARES 1.1

Obtención de bibliografías

Viajes

6.00

150.00

900

1.2

Obtención de datos. estadísticos

Viajes

4.00

180

720

2

TRABAJO EN EL CAMPO 2.1

Determinación del número de familias

Glb

1.00

250

250

2.2

Determinación del número de asentamientos humanos y lotes.

Glb

1.00

200

200

2.3

Recopilación de información de precipitación,

Glb

2.00

250

500

2.4

Recopilación de cantidad de volumen del suelo perdido

Glb

1.00

250

250

2.5

Recopilación de fotos reales, satelitales y la carta nacional

Glb

300

1500

Muestreo de suelos

Glb

80

320

2.6

3 SENSIBILIZACION Y CAPACITACION EN EL USO DE LOS

30

5.00 4.00

ASPERSORES 3.1

Capacitación sobre la conservación del suelo

Glb

1.00

300

300

3.2

Sensibilización a no urbanizar en las laderas

Glb

1.00

300

300

4

TRABAJOS EN EL GABINETE Y ANALISIS DE DATOS

4.1

Análisis de suelo Determinación de la escorrentía (antes y después de la ocupación) Determinación del coeficiente de uniformidad y eficiencia de aplicación

UND

4.00

180

720

Glb

2.00

250

500

Glb

1.00

250

250

4.2 4.3

PRESUPUESTO TOTAL

6710

VII. BIBLIOGRAFÍA 1) KELLER, J. (1983)

Manual de diseño

de sistemas de riego por aspersión.

Agricultura. And Irrigation Engineering’s, Utan State University USA. 2) HURD, J. C (1965)

Guía para el riego por aspersión. Agencia para el Desarrollo

Internacional Washington. Edit. Centro Regional de Ayuda Técnica México 3) LUJÁN, G. J (1992) Eficiencia de riego. Edit. Centro de Estudios y experimentación de obras públicas; Madrid España. 4) OLARTE, H. J. W (1987)

Manual del riego por gravedad. Cusco, Perú

5) RAZURI, R. L. R (1976)

Estudio

de diferentes medidas de uniformidad y

eficiencia de aplicación del agua en un sistema de riego por aspersión. Tesis Ingeniero Agrícola, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. 6) JUNTA DE ANDALUCÍA (2003) Evaluación de

sistemas de riego por aspersión.

ESPAÑA. 7) TARJUELO, J. MARÍA (1995) El Riego por aspersión y su tecnología. España. 8) LOPES, J. C. (2001)

La programación de riego. Barcelona España.

9) RENDON, P. L. (1995)

Eficiencia de requerimiento. México.

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