Resumen
MEFADEG, es un método que se desarrolló
para satisfacer las necesidades de diseño de sistemas de
riego por goteo con personal técnico de nivel medio,
productores e incluso ingenieros no especialistas en
riego.
Este método comenzó su desarrollo, tomando
en cuenta el trabajo realizado por el Ing. Luis Calvo, quien
elaboró una serie de diapositivas como material
didáctico para el aprendizaje del diseño de
microriego. Lo anterior fue auspiciado por los Servicios
Técnicos para el Desarrollo Rural (SETEDER) financiado por
CATIE/FIDA.
Seguidamente en el año 2006, se aplicó
dicha metodología en el diseño de parcelas de riego
en el sur de Honduras, en el proyecto piloto de Riego del valle
de Nacaome financiado por Cooperación Italiana y la
Secretaría de Agricultura y Ganadería de Honduras
(SAG). En esa ocasión se hicieron mejoras a la
metodología, consiguiendo aplicarla con éxito a
técnicos de nivel medio, productores e ingenieros
agrónomos de las disciplinas de producción vegetal
u otras.
Introducción
La presente metodología, servirá a
extensionistas, productores y estudiantes de agronomía. La
metodología se organiza en tres secciones:
Datos Generales.
Requerimientos de riego.
Diseño hidráulico.
Las secciones datos generales y requerimientos de riego
constan de un instrumento cada una, mientras que la
sección diseño hidráulico consta de siete
instrumentos, que se apoyan de 4 tablas.
Como apoyo a la metodología se recomiendan las
tablas y nomogramas del manual de riego de FAO, donde se
presentan datos de suelos, cultivo y clima. También
deberán emplearse tablas realizadas por este autor, que
están disponibles en línea en el sito www.
elesteliano.com.
Descripción del
Método
A continuación se presenta la Metodología
Fácil de Riego por Goteo "MEFADERG" la cual consta de tres
partes:
A. Primera sección
La primera consiste en el levantamiento de datos
generales del productor y la parcela, lo que incluye: clima,
levantamiento de la parcela, realización del plano, tipo
del cultivo, tipo de suelo y fuente de agua. Para completar esta
sección 1, se presenta el instrumento siguiente:
Fto1 Datos Generales.
Fecha de levantamiento:
Nombres y apellidos
Pasos Descripción
1 Área que desea regar (Mz)
2 Cultivo que quiere regar
3 Profundidad de raíces (Pr) cm
4 Tipo de suelo, textura.
5 Densidad Aparente gr/ml
6 Capacidad de Campo (CC) %
7 Punto Marchites permanente (PMP) %
8 Caudal de la fuente, Q L/s
9 Evapotranspiración potencial máxima, ETo
(mm)/día
10 Coeficiente de cultivo Kc
11 Porcentaje de Área bajo riego, PAR
%
12 Eficiencia de riego, ef
13 Intervalo de riego, Ir (días)
14 Distancia entre laterales, dl (m)
15 Distancia entre emisores, de (m)
15.1 Distancia entre platas, (m)
16 Caudal del emisor, q L/h
17 Distancia entre emisores, de (m)
18 Horas disponibles para riego
B. Segunda sección
La segunda parte, se ocupa de estimar los requerimiento
de riego, para ello se toman datos de climáticos,
evapotranspiración referencial (Eto) y coeficiente de
cultivo (Kc), así como los datos de suelo para establecer
la lámina de riego y posteriormente definir lámina
de riego neta y bruta, incluyendo además la intensidad de
la aplicación (Ia), tamaño de sectores de riego y
caudal del sector. Este último se compara con el caudal de
la fuente para analizar la viabilidad del riego. Para la
sección 2, mencionada se usa el instrumento que se
describe a continuación:
Fto 2 Requerimientos de Riego.
Paso Descripción
1 Evapotranspiración cultivo, ETc (mm) ETc = ETo
x Kc
2 Evapotranspiración gotero, ETg (mm) ETg= ETr x
PAR.
3 Lámina de riego, Lr (mm)
Lr = (CC-PMP)/100 x Pr x Da
4 Lámina Neta de riego, Ln (mm)
Ln= Etg x Ir
5 Lámina Bruta de riego, Lb (mm)
Lb = Ln/Ef
6 Intensidad de la Aplicación, Ia
(mm/hora)
Ia = qe/(dlxde)
7 Tiempo de riego, T (horas)
T= Lb/Ia
8 Área del sector riego (M2)
A (m2) = A(Mz)x7000.
9 Volumen necesario, Vol (Lts)
Vol = Área (m2) x Lb
10 Caudal del proyecto, Q L/s
Q = Vol/(Tx3600)
C. Tercera sección
Finalmente una tercera parte que consiste en el
diseño hidráulico del sistema de riego por goteo.
Para esta sección, se usa el instrumento, "Fto 3
Diseño de la tubería". En este acápite se
estiman las pérdidas de carga de una forma sencilla y
práctica. Para ello se utilizan 4 tablas que se
desarrollaron para evitar los complicados cálculos
hidráulicos. Las tablas se usan de la siguiente
manera:
El diseño del lateral de riego.
Una vez medida su longitud (en base al plano previamente
levantado) y seccionada la cinta de goteo (16mm) o manguera PE
(16mm), se usa la tabla No1 para cintas de goteo o la Tabla No2
para goteros tipo botón, en ellas, con el dato de caudal y
longitud del lateral se determina la pérdida de carga.
También en el manual de la cinta o del gotero, se
encuentra la presión de operación del emisor. La
perdida de carga en el lateral debe ser menor o igual al 11%de la
presión de operación, si esto no se cumple, debe
reducirse la longitud del lateral y repetir el paso
anterior.
En el diseño de la tubería de
distribución de PVC, una vez conocida la longitud (en
base al plano) y el caudal del proyecto (sección 2
requerimientos de riego) el cual se divide entre 2, dado que
el caudal del proyecto servirá para alimentar 2
líneas de tuberías de distribución que
abastecen a 2 bloques de laterales en un solo turno de
riego.
Para estimar el diámetro de la tubería se
usa la pérdida de carga (hd) permisible, que es 9% de la
presión de operación de la cinta, valor que se
divide entre la longitud y después entre el factor
Chistianssen de la tabla No 4, obteniendo así el valor de
pérdida de carga por metro (J). El valor Chistianssen se
determina por el número de cintas (laterales) que se
conectan al tubo de distribución y material de la
tubería, cuyo valor para PVC es 180 y para PE es
170.
Después, se busca el caudal (L/s) que
pasará por la tubería, en la tabla No3 se ubica el
valor mas aproximado del caudal deseado y a la derecha se busca
la pérdida de carga más próxima al valor (J)
establecido anteriormente. Una vez ubicados ambos valores en la
tabla No 3, se busca verticalmente el diámetro que
corresponde, de esta manera obtenemos el diámetro de la
tubería.
La suma de la pérdida de carga de la
tubería de distribución (encontrada) y la
pérdida de carga en el lateral, debe ser menor o igual al
20% de presión de operación del emisor.
Para el diseñó de la tubería de
conducción de PVC, se toma en cuenta la longitud
(plano previamente levantado) y el caudal del proyecto, luego
se toma como criterio una perdida de carga permisible igual
al 2% de la longitud, después con el dato anterior y
el valor de caudal del proyecto se busca en la tabla No 3, el
diámetro de la tubería que se corresponde con
los valores antes mencionados. De este modo obtenemos el
diámetro de la tubería.Finalmente se suman las pérdidas de carga de
laterales mas las pérdidas de carga de la
tubería de distribución, luego se aplica el 77%
a dicho resultado y después se suman las
pérdidas de carga en la tubería de
conducción, más la presión de
operación, más las pérdidas de carga en
el filtro y sistema de fertirriego. Estos últimos
valores se obtienen del manual de la cinta, del filtro y del
dispositivo para fertirriego. Con dicho resultado, que es la
carga necesaria para el proyecto, se selecciona la motobomba,
considerando su curva de desempeño H-Q.
De esa manera se concluye el diseño del sistema
de riego por goteo, al cual se le añade una minuta de
materiales a comprar.
A continuación se presentan los siete
instrumentos de la sección tres, denominada diseño
de tuberías, que se ocupa de estimar los diámetros
de las tuberías: laterales, distribución,
conducción, así como sus respectivas
pérdidas de carga, también se incluye las
pérdidas de carga del cabezal y accesorios como
válvulas que utilizan en la red de riego.
Fto 3 Diseño de la
tubería
F-3-1: General
Pasos Descripción
1 Área (Mz)
2 Caudal de diseño, Q L/s
3 Caudal emisor, Ty –tape TSX
508-30-340, q L/h,
4 Distancia entre emisores, de
(m)
5 Distancia entre laterales, dl
(m)
6 Longitud lateral (m)
7 Longitud Tubería
distribución (m)
8 No Emisores
9 No Laterales
F-3 -2: Diseño del
Lateral
Pasos Descripción
1 Presión de Operación, Po
(mca)
2 Diámetro Nominal (mm)
3 Criterio diseño (mca)
4 Criterio diseño lateral
(mca)
5 Caudal del lateral, Q L/h
6 Pérdida de Carga en el lateral,
Hfl (mca)
7 Evaluación del Paso
8 Presión necesaria en el origen del
lateral, Hlo=H+0.77xhfl+- dZ/2
F-3-3: Diseño de la
Tubería Distribución PVC
Pasos Descripción
1 Criterio diseño tubería
distribución.
Crd= Cr-hfl donde; donde:
(Cr) Criterio de diseño, hfl es la
pérdida de carga del lateral.
2 Caudal Tubería distribución
(L/s),
Q = No Laterales x caudal del lateral
/3,600.
3 Chisthiansen (F)
4 Estimación de J
5 Diámetro de la
tubería.
6 Pérdida de carga en la
tubería de distribución.
Hfd= J x L (m)
7 Pérdida de carga en la
tubería de distribución tomado en cuenta las
salidas de laterales
Hfd"(mca) = Hfd x F
(Christiansen)
8 Evaluación del Paso
9 Presión en el origen de la
tunería de distribución. Hdo=Hlo+0.77xhfd´+-
dZ/2
F-3- 4: Tubería Conducción
PVC
Pasos Descripción
1 Longitud tubería de
conducción (m)
2 Criterio de diseño de la
tubería de conducción (mca)
3 Pérdida de Carga (J) en 1 metro de
tubería,(mca)
4 Diámetro de la tubería de
conducción (pul)
5 Pérdida de Carga en tubería
de conducción, Hfc (mca). Hf = J x L (m)
6 Evaluación del Paso No
5.
El valor de la pérdida de carga Hfc
debe ser menor al criterio.
7 Presión necesaria en la salida del
cabezal: Hsc = Hdo + Hfc.
F-3-5: Pérdidas en el
Cabezal
Pasos Descripción
1 Pérdida de carga en el filtro
(mca)
2 Perdida de carga en por el dispositivo
fertirriego (mca)
3 Pérdida de carga en la
Válvula (mca)
4 Perdida de carga en el cabezal (mca),
Hoc
5 Presión necesaria en la entrada
del cabezal (mca), Hc = Hoc + Hsc+ – Z
F-3-6: Altura manométrica
total
Pasos Descripción
1 Pérdida de carga unitaria (J) de
la tubería de la bomba al cabezal.
2 Pérdida de carga desde la bomba al
cabezal (Hf1).
Hf1= J x L
3 Altura manométrica total
(mca):
Hm = Hc+Hf1+-Z
4 Convertir a libras por pulgada cuadrada
(PSI)
5 Convertir a Atmósfera
(atm)
F-3-7: Selección de la
bomba
Pasos Descripción
1 Caudal de diseño, Q L/s
2 Altura manométrica total
(mca)
3 Tipo de bomba y modelo
4 Diámetro de succión
(pul)
5 Diámetro de salida
(pul)
Autor:
Ing. Juan Leonardo Chow
Especialista Suelos – Agua.