RIEGO POR ASPERSIÓN

RIEGO POR ASPERSIÓN
Riego por aspersió
aspersión
Este método de riego implica una lluvia más o
menos intensa y uniforme sobre la parcela con el
objetivo de que el agua se infiltre en el mismo punto
donde cae
Tanto los sistemas de aspersión como los de goteo
utilizan dispositivos de emisión o descarga en los
que la presión disponible en el ramal induce un
caudal de salida
La diferencia entre ambos métodos radica en la
magnitud de la presión y en la geometría del emisor
Riego por aspersió
aspersión
Unidades que componen el sistema
Grupo de bombeo
Tuberías principales con sus hidrantes
Tuberías portaemisores
Emisores (tuberías perforadas, toberas, aspersores)
Riego por aspersió
aspersión
Aspersores:
Pueden llevar una o dos boquillas cuyos chorros
forman ángulos de 25º a 28º con la horizontal para
tener un buen alcance y que el viento no los
distorsione en exceso
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Clasificación de los aspersores:
a) Según la velocidad de giro:
* Giro rápido (> 6 vueltas/minuto)
De uso en jardinería, horticultura, viveros,…
Riego por aspersió
aspersión
Clasificación de los aspersores:
a) Según la velocidad de giro:
* Giro rápido (> 6 vueltas/minuto)
De uso en jardinería, horticultura, viveros,…
* Giro lento (de ¼ a 3 vueltas/minuto)
De uso general en agricultura
Para una misma presión, los de giro lento consiguen
mayor alcance que los de giro rápido, permitiendo
espaciar más los aspersores
Riego por aspersió
aspersión
Clasificación de los aspersores:
b) Según el mecanismo de giro:
* De reacción: la inclinación del orificio de salida
origina el giro
* De turbina: el chorro incide sobre una turbina que
origina el giro
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Clasificación de los aspersores:
b) Según el mecanismo de giro:
* De reacción: la inclinación del orificio de salida
origina el giro
* De turbina: el chorro incide sobre una turbina que
origina el giro
* De impacto: el chorro incide sobre un brazo con un
muelle que hace girar al aspersor de manera
intermitente
Riego por aspersió
aspersión
Clasificación de los aspersores:
c) Según la presión de trabajo:
* De baja presión (< 2,5 kg/cm2 o 250 KPa)
Boquilla de Ø<4 mm y caudal <1000 l/h
Marco rectangular o cuadrado con Sasp ≤ 12 m o
triangular con Sasp ≤ 15 m
Riego por aspersió
aspersión
Clasificación de los aspersores:
c) Según la presión de trabajo:
* De baja presión (< 2,5 kg/cm2 o 250 KPa)
* De media presión (2,5-4 kg/cm2 o 250-400 KPa)
Una o dos boquillas con 4 mm ≤ Ø ≤ 7 mm y
caudales comprendidos entre 1000 y 6000 l/h
Espaciamientos desde 12 x 12 m hasta 24 x 24 m
Riego por aspersió
aspersión
Clasificación de los aspersores:
c) Según la presión de trabajo:
* De baja presión (< 2,5 kg/cm2 o 250 KPa)
* De media presión (2,5-4 kg/cm2 o 250-400 Kpa)
* De alta presión (>4 kg/cm2 o 400 kPa)
Riego por aspersió
aspersión
Aspersores o cañones con 1, 2 o 3 boquillas y caudales
comprendidos entre 6 y 40 m3/h (hasta 200 m3/h)
El mecanismo de giro suele ser de choque o turbina con
alcances entre 25 y 70 m
Suelen dar baja uniformidad de distribución al ser
fácilmente afectados por el viento. Así mismo, el gran
tamaño de gota y la gran altura de caída puede dañar al
suelo desnudo o al cultivo
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Clasificación de los aspersores
a) Según la velocidad de giro:
* Giro rápido (> 6 vueltas/minuto)
* Giro lento (de ¼ a 3 vueltas/minuto)
b) Según el mecanismo de giro:
* De reacción
* De turbina
* De impacto
c) Según la presión de trabajo:
* De baja presión (< 2,5 kg/cm2 o 250 KPa)
* De media presión (2,5-4 kg/cm2 o 250-400 Kpa)
* De alta presión (>4 kg/cm2 o 400 kPa)
Riego por aspersió
aspersión
La aplicación del agua
El proceso de aplicación de agua de un aspersor
consiste en un chorro de agua a gran velocidad que
se dispersa en el aire en un conjunto de gotas,
distribuyéndose sobre la superficie del terreno
Si la pluviometría del sistema supera a la
capacidad de infiltración se produce escorrentería
Posible deterioro de la superficie del terreno por el
impacto de las gotas (si son grandes)
Influencia importante del viento sobre
uniformidad de distribución en superficie
la
La uniformidad de aplicación se mejora con la
redistribución del agua dentro del suelo
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
UD =
H 25% menos regado
H
Merrian y Keller (1978)
n


 ∑ xi − x 

CU(%) = 100 1 − i =1

nx 




Christiansen (1942)
1
P 
UDs = UD 1 + 3 n 
4
Pa 
1
P 
CU S = CU  1 + n 
2
Pa 
Keller y Bliesner (1990)
Keller y Bliesner (1990)
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersión en maíz (aspersores a 230 cm)
85%
Dechmi et al., 2001
Riego por aspersió
aspersión
La aplicación uniforme
principalmente de:
del
agua
depende
• El “modelo” de reparto de agua del aspersor
Diseño del aspersor
• La disposición de los aspersores en el campo (marco de
riego) Número de boquillas
• VientoPresión de trabajo
En
riegos
de media o alta
la faltapor
de
Papel
fundamental
en frecuencia,
las pérdidas
• Altura
del
aspersor
homogeneidad
debida al viento se compensa en
evaporación y arrastre
riegos
sucesivos
Influyedeen
el tamañodedepresión
gota y la longitud de su
• Colocación
reguladores
trayectoria
caer
• Colocación
de al
una
vaina prolongadora de chorro
• Duración del riego
Riego por aspersió
aspersión
Clasificación de los sistemas de aspersión
Móviles
Tubería móvil (manual o motorizada)
Estacionarios
Semifijos
Fijos
Desplazamiento
continuo
Tubería fija
Permanentes (cobertura total enterrada)
Temporales (cobertura total aérea)
Pivote (desplazamiento circular)
Ramales
Lateral de avance frontal
desplazables
Ala sobre carro
Aspersor
gigante
Cañones viajeros
Enrolladores
Riego por aspersió
aspersión
Estacionarios:
Semifijos:
Tubería móvil (manual o motorizada)
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Estacionarios: Semifijos: Tubería fija
Riego por aspersió
aspersión
Estacionario-Fijo-Permanente
Riego por aspersió
aspersión
Estacionario-Fijo-Permanente
Riego por aspersió
aspersión
Estacionario-Fijo-Temporal
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Desplazamiento continuo: Ramales desplazables: Pivote
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Desplazamiento continuo: Ramales desplazables:
Lateral de avance frontal
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Desplazamiento continuo:
Aspersor gigante:
Cañones viajeros
Riego por aspersió
aspersión
Desplazamiento continuo:
Aspersor gigante:
Enrolladores
Riego por aspersió
aspersión
Criterios para la elección del sistema
Cultivos
Suelo
Forma, dimensiones y topografía de la parcela
Disponibilidad de la mano de obra
Análisis económico de la inversión
Riego por aspersió
aspersión
La tendencia actual es hacia los sistemas de baja presión,
que permitan el riego nocturno (menos evaporación, viento y
coste energético) y sean de fácil manejo y automatización
En parcelas pequeñas o de forma irregular se adaptan
mejor los sistemas fijos que los ramales móviles
Los sistemas permanentes necesitan menos mano de obra
que los temporales, permiten el paso de maquinaria con el
cultivo implantado, aunque requieren mayor cuidado en las
labores preparatorias del terreno
Riego por aspersió
aspersión
Los sistemas semifijos de tubería móvil cada vez se utilizan
menos por su mayor necesidad de mano de obra,
incomodidad de manejo, limitación en cultivos de porte alto,
etc., aunque requieren menos inversión
Los laterales de avance frontal son muy adecuados para
parcelas rectangulares de gran longitud, pero requieren mayor
inversión que los pivotes y tienen un manejo más complicado.
Las alas sobre carro son interesantes por su movilidad y
adecuación al terreno y a los cultivos
Riego por aspersió
aspersión
Los cañones
Requieren una elevada presión de trabajo
Tienen un gran tamaño de gota
Se ven muy afectados por las condiciones de viento
Están contraindicados en cultivos delicados y en suelos
con baja velocidad de infiltración y débil estructura.
Únicamente se recomiendan para riegos de socorro, riego de
praderas, etc
Riego por aspersió
aspersión
VENTAJAS E INCOVENIENTES DEL RIEGO POR ASPERSIÓN
Las ventajas derivan de dos aspectos:
El control del riego sólo está limitado por las condiciones
atmosféricas (pérdidas por evaporación y arrastre, y el efecto
del viento sobre la uniformidad)
La uniformidad de aplicación es independiente de las
características hidrofísicas del suelo
Riego por aspersió
aspersión
VENTAJAS E INCOVENIENTES DEL RIEGO POR ASPERSIÓN
La dosis de riego es función del tiempo de cada postura,
por lo que se puede adaptar a cualquier necesidad
Al poder modificarse fácilmente la pluviometría del
sistema, se puede adaptar a cualquier terreno, con
independencia de su permeabilidad
Permite una buena mecanización de los cultivos, salvo los
sistemas fijos temporales
Se adapta a la rotación de cultivos (la instalación se
dimensiona para el más exigente) y a los riegos de socorro
Riego por aspersió
aspersión
VENTAJAS E INCOVENIENTES DEL RIEGO POR ASPERSIÓN
No necesita de nivelaciones, adaptándose a topografías
onduladas
Dosifica de forma rigurosa los riegos ligeros, lo cual es
importante en nascencia para ahorrar agua
Pueden conseguirse altos grados de automatización, (más
inversión, menos mano de obra)
En algunas modalidades permite el reparto de fertilizantes
y tratamientos fitosanitarios, así como la lucha contra heladas
Riego por aspersió
aspersión
VENTAJAS E INCOVENIENTES DEL RIEGO POR ASPERSIÓN
Evita la construcción de acequias y canales, con lo que se
aumenta la superficie útil respecto a los riegos por superficie
Es el método más eficaz para el lavado de sales, con el
inconveniente de que la energía empleada en la aplicación
encarece la operación
Los sistemas móviles o semifijos requieren menos
inversión, aunque a costa de una menor uniformidad y
eficiencia de riego
Riego por aspersió
aspersión
VENTAJAS E INCOVENIENTES DEL RIEGO POR ASPERSIÓN
El posible efecto de la aspersión sobre plagas y
enfermedades.
Efectos de la salinidad en el cultivo.
Interferencia sobre los tratamientos por el lavado de los
productos, es necesario establecer una correcta programación
de riegos
Mala uniformidad en el reparto de agua por la acción de
fuertes vientos
Altas inversiones iniciales
funcionamiento y energía
y
elevados
costes
de
Riego por aspersió
aspersión
CARACTERIZACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO
Caudal emitido
Es función del tamaño de sus boquillas y de la presión
existente en las mismas
q = K Hx
q = caudal emitido (l/h)
H = presión en la boquilla (mca)
K y x => constantes características de cada aspersor
Riego por aspersió
aspersión
CARACTERIZACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO
Caudal emitido
q = K Hx
∆H=10 mca => ∆q=200 l/h
1500
q = 205 H 0,523
1400
q (l/h)
1300
1200
1100
1000
y = 204,78x0,5232
R 2 = 0,9985
900
800
0
10
20
30
40
50
H (mca)
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
CARACTERIZACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO
Marco o espaciamiento entre aspersores
Determina el solape entre los círculos mojados por los
aspersores contiguos para lograr una buena uniformidad de
reparto de agua
Los marcos normalmente adoptados son:
12x12 12x15 15x15 12x18 18x18 (en rectángulo)
18x15 21x18 (en triángulo)
En general son múltiplos de 6 ó 9 m para sistemas con
tuberías en superficie, pudiendo tomar cualquier valor para
sistemas con tuberías enterradas
Riego por aspersió
aspersión
CARACTERIZACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO
Marco o espaciamiento entre aspersores
S=l
2
S = la lb
l2 3
S=
2
Riego por aspersió
aspersión
CARACTERIZACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO
Marco o espaciamiento entre aspersores
El distanciamiento entre aspersores es uno de los aspectos
fundamentales del diseño
Heerman y Kohl (1980) recomiendan las siguientes
separaciones para vientos de velocidad inferior a 2 m/s
El 60 % del Diámetro efectivo del aspersor para marcos en
cuadrado o en triángulo
Riego por aspersió
aspersión
CARACTERIZACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO
Marco o espaciamiento entre aspersores
Entre el 40 y el 75% para marcos rectangulares
Riego por aspersió
aspersión
CARACTERIZACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO
Marco o espaciamiento entre aspersores
Este espaciamiento debe reducirse al aumentar la velocidad
del viento en la siguiente proporción:
10-12%
si la velocidad del viento es 4 - 6 m/s
18-20%
si la velocidad del viento es 8 – 9 m/s
25-30%
si la velocidad del viento es 10-11 m/s
El diámetro efectivo es:
El 95% del diámetro mojado (aspersores de 2 boquillas)
El 90% del diámetro mojado (aspersores de 1 boquilla)
Riego por aspersió
aspersión
CARACTERIZACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO
Marco o espaciamiento entre aspersores
Los resultados experimentales recomiendan aspersores con
dos boquillas (Vories, 1986; Tarjuelo, 1989,1990) por dar un
modelo radial de reparto de agua más triangular, que da lugar
a solapamientos más uniformes que el modelo elíptico o
rectangular, característicos de aspersores de 1 boquilla
Riego por aspersió
aspersión
CARACTERIZACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO
Pluviometría media del sistema
Este parámetro es únicamente función del caudal descargado
por el aspersor (q) y del área correspondiente al marco de
riego adoptado (S)
P( mm h ) =
q (l h )
S (m2 )
Este parámetro se emplea para definir la intensidad de lluvia
Riego por aspersió
aspersión
CARACTERIZACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO
Distribución del caudal sobre el suelo
Depende de:
• El diseño geométrico del aspersor y de las boquillas
• La presión de trabajo
• Las condiciones de viento
Las rociadas emitidas por el aspersor deben distribuirse de
forma que el impacto de las gotas y la intensidad de lluvia no
perjudiquen al cultivo ni al suelo, logrando la máxima
uniformidad posible
Riego por aspersió
aspersión
CARACTERIZACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO
Distribución del caudal sobre el suelo
La dispersión del chorro viene provocada por el choque del
brazo móvil o por algunos dispositivos especiales.
La fricción con el aire de la vena líquida constituye la
principal causa de que el agua llegue al suelo pulverizada
Riego por aspersió
aspersión
La aplicación uniforme
principalmente de:
del
agua
depende
• El “modelo” de reparto de agua del aspersor
Diseño del aspersor
Número de boquillas
Presión de trabajo
Riego por aspersió
aspersión
La aplicación uniforme
principalmente de:
del
agua
depende
• El “modelo” de reparto de agua del aspersor
• La disposición de los aspersores en el campo (marco de
riego)
Riego por aspersió
aspersión
La aplicación uniforme
principalmente de:
del
agua
depende
• El “modelo” de reparto de agua del aspersor
• La disposición de los aspersores en el campo (marco de
riego)
• Viento
Papel fundamental en las pérdidas por
evaporación y arrastre
Influye en el tamaño de gota y la longitud de su
trayectoria al caer
Riego por aspersió
aspersión
La aplicación uniforme
principalmente de:
del
agua
depende
• El “modelo” de reparto de agua del aspersor
• La disposición de los aspersores en el campo (marco de
riego)
• Viento
En riegos de media o alta frecuencia, la falta de
homogeneidad debida al viento se compensa en
riegos sucesivos
Riego por aspersió
aspersión
La aplicación uniforme
principalmente de:
del
agua
depende
• El “modelo” de reparto de agua del aspersor
• La disposición de los aspersores en el campo (marco de
riego)
• Viento
• Altura del aspersor
• Colocación de reguladores de presión
• Colocación de una vaina prolongadora de chorro
• Duración del riego
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
Criterios para el trazado de los ramales portaaspersores
La red de ramales se orientará siguiendo las líneas de cultivo
para facilitar las labores
Los ramales portaaspersores se situarán en paralelo a la
linde más larga de la parcela o caminos
Longitud del lateral; Ramales móviles, máximo 200 m, con
Ø de 3’’ a 3,5’’. En ramales fijos, 120-140 m con tubería de
PVC 50 mm
Cuando se riega en bloques, conviene no concentrar todos
los aspersores en el mismo tramo de la tubería principal
En instalaciones automatizadas se procurará que el caudal
del bloque admita el montaje de válvulas hidráulicas de 100
mm (4’’) de Ø como máximo
Riego por aspersió
aspersión
Influencia del tamaño de gota
Las gotas pequeñas son fácilmente arrastradas por el
viento, distorsionando el modelo de reparto de agua y
aumentando la evaporación
Las gotas gruesas tienen gran energía cinética, la cual es
transferida a la superficie del suelo, pudiendo romper los
agregados y afectar a la capacidad de infiltración o a la
formación de costra
Hoy en día se han desarrollado aplicaciones informáticas
que simulan el comportamiento del viento sobre el chorro del
aspersor (SIRIAS, Tarjuelo 1998)
Riego por aspersió
aspersión
Influencia del tamaño de gota
En un aspersor de impacto existen dos fuentes de formación
de gotas
El propio chorro a presión, y
La acción del brazo que interrumpe el chorro, que suele
originar una distribución de gotas casi perpendicular a la del
chorro
Brazo
Boquilla
Boquilla
Riego por aspersió
aspersión
Influencia del tamaño de gota
El agua de la periferia del chorro produce gotas pequeñas
mientras que la de las proximidades del eje del chorro
produce gotas gruesas
El tamaño medio de gota producido cerca de la boquilla es
mucho menor que el producido lejos de ésta
Al aumentar la presión se incrementa del número de gotas
de menor tamaño
El efecto del tamaño de la boquilla es menor que el de la
presión. Se puede apreciar una mayor proporción de gotas
pequeñas cuanto menor es el tamaño de la boquilla
Riego por aspersió
aspersión
Recomendaciones de manejo
Es mejor utilizar aspersores de dos boquillas que de una,
con vaina prolongadora en la boquilla grande para vientos de
v >2 m/s
Se consiguen mayores valores de CU con marcos cuadrados
(12x12, 18x18) que con los rectangulares equivalentes cuando
el aspersor lleva dos boquillas, cualquiera que sea la velocidad
del viento
En aspersores con 1 boquilla sucede lo mismo si la boquilla
no lleva VP, y justo lo contrario si lleva VP
En marcos rectangulares 12x18 con aspersores de 1
boquilla, se recomienda el menor espaciamiento paralelo a la
dirección del viento
Riego por aspersió
aspersión
Recomendaciones de manejo
En marcos rectangulares 12x18 con aspersores de 2
boquillas, se recomienda el mayor espaciamiento paralelo a la
dirección del viento
Con riego en bloques (aspersores a 12x18 y a una presión de
250 KPa) se obtienen mayores CU cuando el aspersor se sitúa
a 2,25 m de altura que a 0,65 m, con independencia de la
velocidad del viento. El modelo de reparto se hace más
triangular, mejorando los solapamientos. Estas diferencias
disminuyen con la presión hasta hacerse imperceptibles para
350-400 KPa
Los modelos de reparto de agua de forma triangular se
deforman menos que los elípticos o los de tipo rosquilla al
situar el aspersor más alto, y son además menos
distorsionados por el viento
Riego por aspersió
aspersión
Recomendaciones de manejo
Tratar de evitar presiones superiores a 400 KPa (coste
energético, tamaño de gota, etc.)
Aprovechar al máximo el riego nocturno (menores pérdidas
por evaporación, menores velocidades de viento, menores
costes energético, aunque requiere automatización)
Diseñar los sistemas con pluviometrías bajas (5 – 7 mm/h)
para, además de evitar problemas de escorrentía, incrementar
la duración del riego y obtener mejores CU
Los aspersores sectoriales deben trabajar con una sola
boquilla ya que consiguen un modelo de reparto más
triangular
Riego por aspersió
aspersión
Recomendaciones de manejo
Como norma general, cuanto menor es el marco de riego
mayor es el CU que suele conseguirse
En sistemas de ramales móviles de aluminio se
recomiendan marcos de 12x15 ó 12x18 con dos boquillas en el
aspersor y una presión media de 300 KPa
En sistemas fijos de superficie se recomiendan marcos
rectangulares o triangulares de 12x15 o 18x15 en triángulo, con
dos boquillas y una presión de 300 – 350 KPa. En marco
cuadrado, 15x15 con aspersores de dos boquillas y 300 KPa
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
DISEÑO HIDRÁULICO
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Es una parte fundamental del proyecto de riego,
donde hay que tener en cuenta gran número de
condicionantes
Suelo
Clima
Cultivos
Parcelación
etc
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Se puede dividir en tres fases
• Cálculo de las necesidades de agua de los cultivos
• Determinación de los parámetros de riego, dosis,
frecuencia o intervalo entre riegos, duración del
riego, número de emisores por postura, caudal
necesario, etc
• Disposición de los emisores en el campo
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Cálculo de las necesidades de agua
•Necesidades netas
Riego por balance hídrico
Método FAO (Food and Agricultural Organization)
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Cálculo de las necesidades de agua
•Necesidades netas
Va
ria
e
c
c
de ont n e i ón
en l
a
el gu ido
su a
el en
o
V
en aria
ho el ció
riz flu n
on jo
ta
l
ad
pi
la
rid
Ca
Pe
pr rcol
of ac
un i ó
da n
tía
rre
n
co
Es
g
Pr
ec
ie
R
ip
ita
ció
n
ET= oI + P – RO – DP + CR ± ∆SF ± ∆SF
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Cálculo de las necesidades de agua
•Necesidades netas
ET= Riego+Precipitación efectiva ± ∆SF
± ∆SF = ETc – Riego - Pe
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Cálculo de las necesidades de agua
•Necesidades netas
ETc =
CLIMA
ETo
Kc
CULTIVO
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
ETo
0,408 ∆
900
u 2 (e s − e a )
T + 273
∆ + γ (1 + 0.34 u 2 )
(R N − G ) + γ
Penman-Montheith
ET0 =
Evaporímetro
ETo = Epan Kp
Hargreaves
ETo = 9.388 10-4 Ra (tmed+17.8)(tmax-tmin)0.5
Priestley-Taylor
ETo = 0.408 αpt W Rn
Blaney-Criddle
∆
∆+γ
W = = p (0,457 α
ETo
Tpt+
8,13)
=>1,08-1,60
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
ETo
http://www.mapa.es/siar/Informacion.asp
http://crea.uclm.es/siar/index.php
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
2005-2009
mm/mes
mm/día
Enero
27,3
0,9
Febrero
44,3
1,6
Marzo
85,5
2,8
Abril
110,5
3,7
Mayo
149,8
4,8
Junio
184,6
6,2
Julio
211,4
6,8
Agosto
188,7
6,1
0
Septiembre
121,8
4,1
En
Octubre
74,9
2,4
Noviembre
38,4
1,3
Diciembre
19,7
0,6
1257
250
150
100
e
e
re
D
ic
ie
m
br
br
ub
ct
O
vi
em
No
o
e
st
br
m
Ag
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ie
pt
Se
o
lio
ni
Ju
Ju
il
o
ay
M
A
br
o
zo
ar
M
er
o
50
er
mm/mes
200
Fe
br
ETo
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Kc
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Cálculo de las necesidades de agua
•Necesidades netas
NN = ETo Kc
Para el diseño se consideran las condiciones de
máxima demanda
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación de los parámetros de riego
•Dosis neta (Dn)
Dn = (CC-PM) da DPM z P
CC y PM: en tanto por 1 en peso (θg)
θ v= θg da
da: densidad aparente (T/m3)
DPM: Déficit Permisible de Manejo
z: profundidad de las raíces (mm)
Unidades Dn (mm)
P: En caso de que solo se moje una fracción de
suelo (% mínimo de suelo mojado en tanto por 1)
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación de los parámetros de riego
•Dosis neta (Dn)
D N = DPM ∑ (z i da i (CC i − PM i ))
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación de los parámetros de riego
• Eficiencia de aplicación
Ea =
Agua almacenada en la zona radicular durante el riego
Agua aportada con el riego
Pérdidas por evaporación
Pérdidas por arrastre
Pérdidas por escorrentía
Pérdidas por percolación
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación de los parámetros de riego
• Eficiencia de aplicación
DISEÑO AGRONÓMICO
DISEÑO AGRONÓMICO
* Factor de disponibilidad Fa=Hn/Hr
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Ea = EDa x Pe x Pd
EDa: Eficiencia de distribución para un cierto porcentaje (a) de
área adecuadamente regada
Pe: Proporción efectiva de agua emitida por los aspersores que
llega al suelo
Pd: Proporción de agua descargada por los aspersores respecto
al total bombeada por el sistema
DISEÑO AGRONÓMICO
DISEÑO AGRONÓMICO
Riego por aspersió
aspersión
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Riego por aspersió
aspersión
Pe=0,976+0,005ETP-0,00017ETP²+0,0012V-IG(0,00043ETP+0,00018V+0,00016ETP V)
V: velocidad del viento; IG: índice de grosor de gota = 0,032 P1,3/B; P=presión; B: Ø boquilla
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación de los parámetros de riego
• Necesidades de lavado (LR)
LR =
CE i
(5 CE e − CE i ) f
CEi : Conductividad eléctrica del agua de riego
CEe: Conductividad eléctrica del extracto de
saturación del suelo que tolera una determinada
reducción de cosecha
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación de los parámetros de riego
• Necesidades de lavado (LR)
Maas y Hoffman
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación de los parámetros de riego
• Necesidades de lavado (LR)
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación de los parámetros de riego
• Necesidades de lavado (LR)
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación de los parámetros de riego
• Necesidades de lavado (LR)
LR =
CE i
(5 CE e − CE i ) f
CEi : Conductividad eléctrica del agua de riego
CEe: Conductividad eléctrica del extracto de
saturación del suelo que tolera una determinada
reducción de cosecha
f: eficiencia del lavado
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación de los parámetros de riego
• Necesidades de lavado (LR)
f
100 % suelos arenosos (f=1)
30% suelos arcillosos (f=0,3)
85% resto suelos (f=0,85)
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación de los parámetros de riego
• Intervalo de riego (IR)
IR =
Dn
Nn
IR se ajusta a un número entero
Se reajusta la dosis bruta a partir de IR ajustado
D n ajus = IR N n
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación de los parámetros de riego
• Dosis brutas (Db)
Db =
Dn
E a (1 - LR )
Si LR < 0,1
Db =
0,9 D n
E a (1 - LR )
Si LR >0,1
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación de los parámetros de riego
• Horas de riego al día
De 16 a 20 horas
• Nº de posturas al día
Normalmente 2
nº horas
postura
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación de los parámetros de riego
• Intensidad de lluvia
I=
Db
nº horas
postura
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación de los parámetros de riego
• Elección del aspersor
DATOS
Presión nominal (Pa), se aconseja no superar 300 KPa
Caudal nominal (qa)
Radio de alcance
Pluviometría (Pms)
CU para el marco elegido
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Determinación de los parámetros de riego
• Tiempo de riego
Db
≈ TR
Pms
TR => Nº entero superior
Db ( final ) = TR Pms
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Ejemplo
Datos de partida
CC = 27% en peso
Cultivo: Maíz
PM = 13% en peso
z=1m
da = 1,35 T/m3
DPM = 50 % IHD
Ea = 90 %
CEe = 2,5 mmhos/cm
CEi = 3 mmhos/cm
(90 % de la producción)
Horas riego al día = 16
CEe = 3,8 mmhos/cm
Posturas de riego al día = 2
(75 % de la producción)
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Ejemplo
Dn = (CC-PM) da DPM z P
Dn = (0,27-0,13) 1,35 0,50 1000 = 94,5 mm
IHD = 189 mm
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Ejemplo
Kc
ETo
1,4
8
7
1,15
1,2
6
1
5
0,8
4
0,6
0,6
0,4
3
0,4
2
Nn = 6,8 1,15 = 7,82 mm
0,2
0
12-abr
1
0
01-jun
21-jul
09-sep
29-oct
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Ejemplo
ETc
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
02-ma y 22-m ay 11-jun
01-jul
21-jul 10-ago 30-ago 19-sep 09-oct 29-oct
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Ejemplo
Producción => 90% del potencial
LR =
CE i
(5 CE e − CE i ) f
LR =
3
= 0,37
(5 2,5 − 3) 0,85
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Ejemplo
Producción => 90% del potencial
Db =
Db =
Dn
E a (1 - LR )
94,5
= 166,67 mm
0,9 (1 - 0,37)
Nb =
7,82
= 13,79 mm
0,9 (1 - 0,37)
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Ejemplo
Producción => 75% del potencial
LR =
3
= 0, 22
(5 3,8 − 3) 0,85
Db =
94,5
= 134,6 mm
0,9 (1 - 0,22 )
Nb =
7,82
= 11,13 mm
0,9 (1 - 0,22 )
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Ejemplo
Sin problemas salinos
Db =
94,5
= 105 mm
0,9
Nb =
7,82
= 8,7 mm
0,9
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
IR ≈ 12 días
Ejemplo
CC
200
180
DPM
160
140
120
IHD
100
80
60
40
20
0
02-may 22-may
11-jun
01-jul
21-jul
10-ago
30-ago
19-sep
09-oct
29-oct
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Ejemplo
IR =
Db DN
=
Nb NN
IR =
94,5
= 12,08 días ≈ 12 días
7,82
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Ejemplo
D b ajustada = IR N b
D b ajustada = 12 8,7 = 104,4 mm
(75%)
D b ajustada = 12 11,13 = 133,56 mm
(90%)
D b ajustada = 12 13,79 = 165, 48 mm
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Ejemplo
Necesidades hídricas del cultivo = 750 mm => 7500 m3/ha
Riego neto = 94,5 mm x 7=> 661 mm => 6610 m3/ha
Riego bruto = 104,4 mm x 7=> 731 mm => 7310 m3/ha
(75%) Riego bruto = 133,56 mm x 7=> 935 mm => 9350 m3/ha
(90%) Riego bruto = 165,48 mm x 7=> 1158 mm => 11580 m3/ha
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Ejemplo
16 horas riego día
= 8 horas postura
2 posturas riego día
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Ejemplo
Pms =
Pms =
D b (ajustada)
nº horas
postura
133,56 mm
= 16,69 mm hora
8 horas postura
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Ejemplo
2 TNT
Doble boquilla 5,16 mm x 3,2 mm
Presión nominal = 2,8 kg/cm2
Radio 14,9 m
Caudal 2,43 m3/h
Marco 12x12
Pluviometría 16,87 mm/h
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO AGRONÓMICO
Ejemplo
TR =
133,56 mm
= 7,92 ≈ 8 horas
16,87 mm hora
D b (final) = 8 horas 16,87 mm hora = 134,96 mm
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Condición de diseño
Variación de caudal de los aspersores < 10%
q = KH x
dq = K x H x -1 dH
dq =
K=
q
Hx
q
x H x -1 dH
Hx
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Condición de diseño
Variación de caudal de los aspersores < 10%
dq =
q
x H x -1 dH
Hx
dq
dH
=x
q
H
∆H =
x = 0,5
∆q = 0,1q
1 ∆q
1 0,1q
H=
H = 0,2H
x q
0,5 q
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Pérdida de carga máxima en el ramal
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Máxima pérdida de carga en el ramal
h =aF JL
a= 1 (Scobey)
a=1,20 (1,10-1,25) Resto
F= Coeficiente de Christiansen
Tabulado (β=1,80)
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Máxima pérdida de carga en el ramal
RÉGIMEN
Turbulento liso
Transición
Turbulento rugoso
β
1,75
1,8-1,9
2
UTILIZACIÓN PREFERENTE
Polietileno
PVC, Fibrocemento y Aluminio
Fundición
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Máxima pérdida de carga en el ramal
Generalización del coeficiente F para cualquier valor de lo
Fr =
r=
lo
r + nF − 1
r + n −1
l
n = número de emisores del ramal
F = Coeficient e de Christiansen para l o = l
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Máxima pérdida de carga en el ramal
Pa
γ
Sin pendiente (ramal horizontal)
h max ≤ 0,20
Pendiente ascendente
h max + Hg ≤ 0,20
Pendiente descendente
Pa
γ
h max − Hg ≤ 0,20
Pa
γ
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Máxima pérdida de carga en el ramal
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Longitud máxima del ramal
a) Si el ramal está abastecido por su punto medio
L max =
S
+ S(n − 1)
2
b) Si el ramal está abastecido por extremo
L max = S n
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Elección la situación de la tubería principal
Según la longitud máxima del ramal portaaspersores y
las dimensiones de la parcela
TANTEO
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Longitud real del ramal portaaspersores
Se establece la longitud real del ramal y el nº de
aspersores que contiene
L=
S
+ S(n − 1)
2
L=S n
n=
L 1
n =  +  + 1
 S 2
L
S
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Presión en el origen del ramal (Po/γ)
H a = H 'a + h 'a
Ha’=Altura del tubo portaaspersor
ha’=pérdida de carga en el tubo portaaspersor
Po Pn
= + h + Ha ± H g
γ
γ
Hg positivo en ramal ascendente y negativo
en descendente
 Po
 P
P
 − H a  − n = h ± H g ≤ 0,2 a
γ
 γ
 γ
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Presión en el origen del ramal (Po/γ)
Caudal medio=Q/n
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Presión en el origen del ramal (Po/γ)
Po
γ
=
Hg
3
+ h + Ha ±
γ 4
2
Pa
Hg
positivo en ramal
ascendente y negativo
en descendente
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Presión en el último aspersor (Pn/γ)
PN P0
= − h - Ha ± H g
γ
γ
PN
γ
=
Hg
positivo en ramal
ascendente y negativo
en descendente
Hg
1
− h±
γ 4
2
Pa
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Condiciones de diseño
Ramal horizontal
P
 P
P
h =  N − H a  − n ≤ 0,2 a
2
 γ
 γ
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Condiciones de diseño
Ramal ascendente
h ≤ 0,2
Pa
− Hg
2
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Condiciones de diseño
Ramal descendente
Pa
+ Hg
2
h > Hg
h ≤ 0,2
h = Hg
Pn Pa P1
= =
γ
γ
γ
h < Hg

P
Pn  Po
−  − H a  = H g − h ≤ 0,2 a
γ  γ
γ

Po Pa
= + Ha
γ
γ
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Bocas de riego (hidrantes)
Intervalo de riegos (IR) X Nº posturas/día =
Nº posiciones en
el intervalo de
riego por aspersor
Nº posiciones en
el intervalo de = Nº bocas de riego X Nº posiciones/boca
riego por aspersor
Se tantean las posibilidades y se selecciona la que más convenga
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Separación entre las bocas de riego (Sb)
Sb = Separación entre ramales X Nº posiciones por boca
La separación entre la 1º boca y el borde de la finca es Sb/2
Nº Vanos =
Long finca -
Sb
2
Sb
N 0 bocas riego = N 0 vanos + 1
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Longitud de la tubería central (L)
L = nº vanos x S b
Longitud de la tubería auxiliar
BR
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Longitud de las mangueras (en su caso) y posición
Nº teórico de aspersores
Nº real de aspersores
Presión en la boca de riego (PBR)
P0
γ
PBR =
PN
+ h c + h + Ha ± H g
γ
tub. Auxiliar
ramal
mangueras
Ø 20 mm
Q el del aspersor
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Longitud de las mangueras (en su caso) y posición
Nº teórico de aspersores
Nº real de aspersores
Presión en la boca de riego (PBR)
P0
γ
PBR =
PN
+ h c + h + Ha ± H g
γ
tub. Auxiliar
ramal
mangueras
Ø 20 mm
Q el del aspersor
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Ramal con dos diámetros
La utilización de varios diámetros suele ser interesante
en instalaciones fijas, cuando la tubería es descendente,
o cuando se quiere aprovechar al máximo la pérdida de
carga disponible, ya que con ello se consigue un mejor
control de la presión
En riego por aspersión no suele resultar aconsejable
utilizar más de dos diámetros distintos en un mismo
ramal portaaspersores
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Ramal con dos diámetros
Esta tubería se calcula normalmente mediante
aproximaciones sucesivas, fijando previamente las
longitudes de cada tramo (L1 y L2, con n1 y n2 aspersores
respectivamente) y comprobando las pérdidas de carga
(h1+h2≤h) hasta que se ajusten a las pretendidas
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Ramal con dos diámetros
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Ramal con dos diámetros
h 1 = h f (Q o , L, D1 ) − h e (Q e , L 2 , D1 )
h 2 = h 2 (Q e , L 2 , D 2 )
h = h f (Q o , L, D1 ) − h e (Q e , L 2 , D1 ) + h 2 (Q e , L 2 , D 2 )
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Reguladores de presión
Riego por aspersió
aspersión
DISEÑO HIDRÁULICO
Reguladores de presión