18/10/2016 NECESIDAD DE LA PLANTA LLUVIA ESTUDIOS DE SUELO CALIDAD DE AGUA RIEGO. Temas a desarrollar: Clase 2

Transcripción

1 NECESIDAD DE LA PLANTA LLUVIA Temas a desarrollar: Clase 2 -Diseño de equipos. Caracterización de los aspersores. -Pluviometría. Superposición. Pérdidas. Materiales: sus características y técnicas de utilización. -Hidráulica aplicada: fórmulas de cálculo. Bombas; tipos de bombas. Características. -Válvulas. -Riego computarizado. -Drenaje: Cálculo de coeficientes. Red de drenaje y tipos de drenes. Cálculo de espaciamiento de drenes. ESTUDIOS DE SUELO CALIDAD DE AGUA RIEGO Cuánto vamos a regar? Cómo vamos a regar? Cada cuánto vamos a regar? 1

2 Clases de agua en el suelo (Baver (Baver,, 1959) Gravitacional Capilar Higróscopica CURVA CARACTERÍSTICA SUELO-HUMEDAD CURVAS DE INFILTRACIÓN Infiltración de un suelo 1,000 12,00 0,900 Velocidad (cm/h) 0,700 8,00 0,600 6,00 0,500 0,400 4,00 0,300 2,00 0,200 Acumulada (cm) 10,00 0,800 0,00 0,100 0, , tiempo (minutos) Velocidad de infiltración Infiltración acumulada 2

3 INFILTRACIÓN BASICA (Ib) La velocidad de infiltración en diferentes suelos abarcan límites de valores amplios. En suelos arenosos pueden alcanzar una infiltración de 25 y hasta 50 mm, en suelos francos desde 1 a 10 mm y en suelos arcillosos de 0,1 a 2,5 mm, todo esto tomando el parámetro infiltración básica (Ib) y como unidad de tiempo una hora. 3

4 Efectos de la Salinidad QUE PUEDE HABER EN EL AGUA Sales disueltas: Cl- HCO3- SO4 (NO3-) ((CO3 --)) Ca ++ Na+ Mg++ K+ Otros: B(OH)3 PO4H Fe +++ NH4+ Sólidos en suspensión Materia orgánica Gases disueltos ( especialmente importantes en aguas profundas) El uso de aguas de riego salinas supone el riesgo de salinizar el suelo, provocando en numerosos casos: Disminución en la producción del cultivo. Toxicidad. Problemas de infiltración. Obstrucciones en los sistemas de riego localizado. Efectos osmóticos Efecto de ion específico Toxicidad Crecimiento Distribución de relaciones hídricas PO = 0.36 CE^3 Sodicidad Litio Boro Bicarbonato Esenciales (Boro) El efecto favorable del boro sobre el crecimiento de las plantas fue observado por primera vez por Bertrand (1911) Deficiencias de Ca Quemaduras en hojas QUE ANÁLISIS SE REALIZAN? Los análisis de aguas para riego son distintos a los realizados para otros usos como potabilidad o industriales Análisis principales: Conductividad eléctrica Aniones: Cl- HCO3- SO4--(B CO3 PO4 --?) Cationes: Ca++Na+ Mg++K+ ph Calculado: RAS= Na/ (Ca+Mg)/2 (en meq/l) 4

5 TECNOAGRO S.R.L. - Laboratorio INAGRO Recibo: GIRARDOT 1331 Bs. As. (C1427AKC) - Tel./FAX: (011) (rot.) - laboratorio@tecnoagro.com.ar INFORME DE ANALISIS QUIMICO DE AGUA Remitente: CLUB MANUEL BELGRANO Establec.: CLUB MANUEL BELGRANO 8646 No.Muestra: Fecha: Sin Rotulo Ident.: 04-Jul-12 Objet.: R DATOS ANALITICOS ANALISIS UNIDAD ACIDEZ O ALCALINIDAD CARBONATOS (CO3=) BICARBONATOS (CO3H-) CLORUROS (Cl-) SULFATOS (SO4=) CALCIO (Ca+2) MAGNESIO (Mg+2) POTASIO (K+) SODIO (Na+) SALES TOTALES CONDUCTIVIDAD ELECTRICA DUREZA DUREZA CALCICA ALCALINIDAD TOTAL VALOR RAS ph mg/l = ppm mg/l = ppm mg/l = ppm mg/l = ppm mg/l = ppm mg/l = ppm mg/l = ppm mg/l = ppm mg/l = ppm micromhos/cm ppm de CO3Ca ppm de CO3Ca ppm de CO3Ca CARBONATO DE SODIO RESIDUAL (CSR) meq/l CLASIFICACION PARA RIEGO PELIGRO DE SALINIZACION: TOTAL (RIVERSIDE) PELIGRO DE SODIFICACION: CLASIFICACION PARA RIEGO GRADO DE RESTRICCION TOTAL (Ayers y Westcost-1987) VALOR EN EL USO OBSERV. 7.9 no contiene Directrices para clasificación de las aguas Riverside FAO (Ayers y Wescost) 0.0 MUY ALTO (C4) MUY ALTO (S4) SALINIDAD: SEVERA INFILTRACION: NINGUNA AGUA NO RECOMENDADA PARA RIEGO CLASIFICACION PARA RIEGO SALINIDAD: COMPLEMENTARIO (IPG-INTA-1999) SODICIDAD SEGUN ZONA: SE Bs. As. AGUA RIESGOSA (no hay información para el N Bs. As., S Sta. Fe y SO E. Ríos.. AGUA RIESGOSA resto de las zonas). NE Sta. Fe. AGUA RIESGOSA Centro-Sur Cba... AGUA RIESGOSA OBSERVACIONES: En sales totales se incluyen carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos, calcio, magnesio, potasio y sodio. Expresión de las concentraciones Expresiones en peso ppm = mg/l Expresiones químicas meq/l mol/l ó mol /kg 1 ds m-1 = 1 milimhos cm-1 = micromhos cm-1 1 ms/cm = 1000 µs/cm 1dS / m = 1 ms/cm 1 mho/cm = 1000 milimhos/cm = micromhos/cm 1 ms/cm = 1 milimho/cm 1 µs/cm = 1 micromhos/cm Riverside Esta clasificación se basa en establecer riesgos por salinización y por sodificación. Como parámetro para salinización utiliza la CE (conductividad eléctrica) y establece 4 grupos, mientras que para sodificación utiliza el valor RAS (Relación de Adsorción de Sodio) y también, establece 4 clases. 5

6 Nos da idea del riesgo de sodificación del complejo de cambio (degradación de la estructura del suelo). El índice R.A.S, hace referencia a la proporción relativa en que se encuentran el ion sodio y los iones calcio y magnesio Riverside Los cationes se expresan en meq/l. Para pasar de mg/l a meq/l dividimos por peso atómico dividido la valencia del elemento. Na: Peso atómico 23, valencia 1 Ca: Peso atómico 40, valencia 2 Mg: Peso atómico 24, valencia 2 Cuando al analizar un agua se encuentran valores del R.A.S superiores a 10, podemos decir que es alcalinizante Normas Riverside: Diagrama para clasificar las aguas de riego según el U.S. Salinity Laboratory Staff (1954) Tratado de fitotecnia general Ayers y Wescot (FAO) Salinidad Riesgo de alcalinización y pérdida de la permeabilidad del suelo (RAS) Toxicidad de iones específicos (Na, Cl, B) Varios (ph, bicarbonato, nitrógeno) 6

7 Prevención de la salinización Requisito de lixiviación (RL) RL = Ecar Ead Ecar= conductividad eléctrica del agua de riego Ead = conductividad eléctrica del agua de drenaje Lámina RL = LNR 1 - RL Ejemplo Si se usa pasto Bermuda en una cancha deportiva y si el agua de riego tiene una conductividad eléctrica de 3.0 ds m-1 y dado a que el pasto bermuda tiene una tolerancia a la sal de 8 ds m-1,el requerimiento de lixiviación es de 3.0/8.0 x 100 lo que es igual a un 38%. Ejemplo La LNR de un cultivo de durazno es de 25 mm, la eficiencia de aplicación es del 80 %. La conductividad del agua de riego es de CEW de 1,9 ds/m. La CEet para rendimientos potenciales del 100 %, 90 % y 75 % es de: 1,7; 2,2 y 2,9 mmhos/cm, respectivamente. Cuales serán las Láminas Recomendadas que satisfacen los Requerimientos de Lixiviación (LARL) para cada caso NECESIDAD DE RIEGO EJERCICIO NR = (ETc PP efectiva) Eficiencia de aplicación PP enero Bs. As. = 100 mm Porcentaje de efectividad según el método del Bureau of Reclamation = 80% Eficiencia de aplicación del riego = 85% 7

8 CALCULO DE LA ETC. COEFICIENTE DE CULTIVO. Se aplicará un coeficiente de cultivo (Kc) para cada tipo de planta, referido dicho coeficiente a un cultivo de referencia: Dicho coeficiente específica las necesidades de agua de determinadas plantas en relación con el césped, y puede obtenerse en el cuadro siguiente. MÉTODOS DE RIEGO RIEGO POR ASPERSIÓN El objetivo del riego es aplicar el agua uniformemente sobre el área deseada, dejándola a disposición del cultivo. Objetivo del riego por aspersión Producir una lluvia uniforme sobre toda la parcela y con una intensidad tal que el agua infiltre en el mismo punto donde cae. En el proceso de descarga de agua desde un aspersor se forma un chorro a gran velocidad que se difunde en el aire en un conjunto de gotas, distribuyéndose sobre la superficie del suelo. ASPERSIÓN 8

9 CLASIFICACIÓN DE LOS ASPERSORES 3) Presión de trabajo a) Baja Presión ( < 2.5 kg.cm-2, o 250 Kpa) 1) Velocidad de giro a) giro rápido: 3-6 vueltas. min-1 uso en jardines, viveros, horticultura b) giro lento : vuelta. min-1 mayor radio de mojado mayor espaciamiento entre aspersores uso general en agricultura 2) Mecanismo de giro a) reacción b) turbina c) choque o brazo oscilante Boquillas < 4 mm de diámetro Caudal < 1000 l.h-1 b) Medía Presión (2.5-4 kg.cm-2 o Kpa) 1 o 2 boquillas de 4 a 7 mm de diámetro Caudales l.h-1 c) Alta Presión ( > 4 kg.cm-2 o 400 Kpa) Aspersores de tamaño grande (cañones) 1,2 o 3 boquillas Caudales 6m3.h-1 a 40m3.h-1, hasta 140 m3.h-1 Sistema de riego por aspersión 9

10 Emisores Qué información tiene un catálogo? 10

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13 Principios básicos La distribución de gotas de distintos diámetros depende de la presión, diámetro de boquilla, altura, tipo de aspersor, características técnicas del sistema, etc. Las gotas gruesas vuelan más lejos y las gotas más finas caen más cerca del emisor y son más propensas a su pérdida por evaporación y arrastre por el viento. 13

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15 Disposición de los aspersores cuadrado rectangular Lb (mm) Solapamiento, superposición o traslape total: cuando los emisores se distancian a la mitad de su diámetro de mojado. triangular Patrón de mojado del conjunto 30- Solapamiento, superposición o traslape parcial: cuando los emisores se distancian a más de la mitad de su diámetro de mojado. 25- Patrón de los aspersores individuales Perfil a 2 bares Perfil a 2,5 bares 15

16 El espaciamiento entre aspersores es uno de los factores fundamentales en el diseño del sistema Heerman y Kohl (1980) recomiendan las siguientes separación entre aspersores Marcos cuadrados y triangulares 60% del diámetro efectivo mojado Marcos rectangulares 40 a 75 % del diámetro efectivo mojado % de reducción Velocidad del viento (m/s) CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO DE UN ASPERSOR a) Caudal emitido - tamaño de boquilla - presión en la boquilla q=k.hx q caudal emitido (l/h) H presión en boquilla (m.c.a) K,x constantes del aspersor x = 0.5 Inapropiado espaciamiento de los aspersores lo cual resulta en un adecuado patrón de solape. 16

17 Factores que afectan la uniformidad de la aspersión Presión PRESIÓN 3) Presión de trabajo Presión normal Para que el agua pueda hacer funcionar los emisores correctamente y, en consecuencia, se aplique el agua deseada, es preciso que circule con una con una determinada presión. Presión alta Presión baja

18 Problemas de presión. Norma fundamental del riego por aspersión La característica fundamental que se debe cumplir en todos los sistemas de aspersión es que la pluviometría debe ser menor que la velocidad de infiltración del agua en el suelo. Esto es muy importante en zonas con pendientes elevadas ya que la escorrentía puede generar fuerte erosión del suelo. Pluviometría o Intensidad Pluviometría (mm/h) = Q (L/H) distancia (m) x distancia (m) 18

19 Sistema de riego por aspersión 19

20 Sistema de riego por aspersión 20

21 PÉRDIDA DE CARGA 21

22 Hf (mca) = 1,131 x 10 9 x Q 1,852 (m3/h) x L (m) Dint 4,871 (mm) Hf (mca) = 1,131 x 10 9 x Q 1,852 (m3/h) x L (m) x F Dint 4,871 (mm) 22

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24 La boquilla o el filtro del aspersor esta tapado o bloqueado La finalidad del drenaje es: eliminar el exceso de agua bajar la napa freática. Se crea así un ambiente aireado adecuado para las raíces y los organismos del suelo. El drenaje contribuye a que los suelos no demoren en tomar temperatura en la primavera y, además, facilita el acceso con maquinaria agrícola Existen dos tipos de drenes, los de zanjas a cielo abierto y los subterráneos. El aspersor está instalado muy abajo en la superficie del césped. 24

25 Fuentes de los excesos de agua: El exceso de agua en un suelo puede deberse a diversos factores como: 1. Precipitación Excesiva. 2. Agua de Riego. 3. Filtraciones subterráneas de áreas adyacentes (por ejemplo Embalses adyacentes) 4. Ascenso Capilar. 5. Desbordamientos por canales o cauces naturales (sobre zonas bajas) 6. Aplicación de Agua con fines especiales (como el lavado de sales y control de temperatura) TUBOS DE DRENAJE 25

26 Consiste en una red de caños perforados que se colocan a una profundidad aproximada de 40 cm en donde se colocan sobre una cama de grava lo cual permite aun un mayor drenaje. Los caños se colocan en forma de espina de pescado a lo largo y ancho del terreno desembocando en el punto más bajo, o sobre una cámara de fuga. 26

27 ECUACIÓN DE DONNAN Condiciones: - El flujo permanente es el horizontal. - El suelo es considerado homogéneo - El flujo hacia los drenes es permanente. - La recarga es uniformemente distribuida. EJEMPLO: Un área húmeda va ha ser drenada de modo tal que con una recarga de 5 mm/dia. LA napa freática no se eleve de un nivel igual a 70 cms. bajo la superficie. El impermeable se encuentra a 6.2 de profundidad. K=1.2m/dia. Cual será el espaciamiento si se usa para el drenaje zanjas de 50 cms de base y talud 1:1 o tubería de 10 cms. de diámetro interior el nivel de aguas de nivel troncales no permite la excavación de zanjas de 1.40 mts. con tirantes de 20 cms. cuando se trata de drenes entubados considere solo 1.20 mts. de profundidad. 27