Capítulo VII SISTEMAS DE RIEGO POR GOTEO I. DEFINICION DE LA OBRA El sistema de riego por goteo es un sistema de riego mecanizado a presión, que permite aplicar agua gota a gota sobre la superficie del suelo en el que se desarrolla el sistema radicular de la planta, produciendo un humedecimiento limitado y localizado. El agua se vierte en pequeños volúmenes por unidad de tiempo y a baja presión mediante emisores o goteros insertados en una tubería lateral de distribución, los cuales son absorbidos por las raíces de la planta, aprovechándose prácticamente en su totalidad. Las principales ventajas del sistema son las siguientes. 1.

La eficiencia del riego por goteo es muy alta (90 a 95%), y la distribución del agua es muy uniforme.

2.

Con este sistema se puede regar muy frecuentemente con pequeñas cantidades de agua, de tal manera que el suelo esté siempre húmedo, con buena relación entre agua y aire.

3.

El régimen de aplicación (intervalos entre riegos y cantidad de agua), puede ajustarse exactamente de acuerdo con las condiciones del suelo y del cultivo.

4.

Es posible aprovechar el agua las veinticuatro horas del día, sin necesidad de supervisión continuada del riego.

5.

Con este sistema de riego a presión no se producen pérdidas de agua en los deslindes del predio y no se mojan los caminos ni las parcelas vecinas.

6.

Se aplica el agua que sólo las raíces del cultivo son capaces de absorber, por lo tanto se evita mojar otras áreas de terreno, lo que significa un ahorro de agua.

7.

Contribuye a facilitar el control de las malezas al humedecer el suelo en forma localizada, ya que el agua es entregada directamente al lado de las plantas y a lo largo de la línea de cultivo, quedando seca la superficie entre las líneas. Además, el agua de riego se aplica finamente filtrada y libre de semillas de malezas.

8.

Este sistema presenta facilidades para manejar caudales controlados, lo cual presenta la ventaja de poder administrar, a través del riego, fertilizantes y pesticidas solubles en agua.

9.

Es posible ejecutar otras actividades agrícolas en el predio, durante el riego, como fumigación y cosecha.

10. Los goteros dosifican su caudal, entregándolo gota a gota, de acuerdo a la capacidad de absorción del suelo y las necesidades del cultivo; así se minimizan las pérdidas por conducción y evaporación, como también la formación de costra superficial. 11. El goteo impide que se forme un ambiente húmedo, como ocurre en otros sistemas de riego (surcos, tendido, aspersíon, etc.), disminuyendo con ésto las condiciones propicias para el desarrollo de enfermedades fungosas, tales como Botrytis en frutales. Además, el follaje no se moja. 12. Es un sistema de riego de alta eficiencia, aún en terrenos con topografía irregular, en suelos poco profundos o con problemas de infiltración o en predios en que el recurso hídrico sea escaso. Además, en la preparación del terreno para el riego por goteo no son necesarias actividades especiales.

13. Este método de riego ofrece especiales ventajas para su uso en zonas que dispongan de bajos caudales de agua, pero en forma casi continua, donde a través de un riego gota a gota es igualmente factible cubrir las necesidades de riego del cultivo. Por lo tanto, su mayor beneficio es integrar al uso agrícola comercial áreas con problemas de riego y que presentan condiciones agroclimáticas apropiadas para rubros que respondan a la incorporación de tecnologías modernas con rentabilidad adecuada. Además, hace posible explotar cultivos sensibles a enfermedades que se desarrollan en ambiente húmedo. Por último, cabe destacar que la alta eficiencia de este método de riego incide en forma significativa sobre los rendimientos del cultivo, donde en algunos rubros, el sólo incremento de la producción puede amortizar el gasto que significa la implementación de un sistema de riego por goteo. Las principales desventajas del riego por goteo son las siguientes: 1.

Su alto costo de inversión, debido a que exige abastecimiento con agua a presión y un complejo sistema de control que se detalla en secciones posteriores.

2.

Este sistema requiere de un especial cuidado en el filtraje del agua y mantención de los goteros, pues son muy sensibles al taponamiento por materia orgánica o impurezas (sólidos inertes o semillas de malezas), entregando en esas condiciones caudales irregulares a las plantas en un mismo sector de riego; fenómeno que puede ocurrir también por el crecimiento de algas en el interior de la tubería. Por esta razón, los filtros deben ser limpiados frecuentemente.

B. CARACTERISTICAS TECNICAS DE LA OBRA FISICA Los elementos básicos que componen un equipo de riego por goteo son los siguientes (Ver Fig. VII-01):    

Unidad de Bombeo Cabezal de Control Red de Tuberías Goteros o Emisores

Unidad de Bombeo La Unidad de Bombeo de un sistema de riego por goteo es una instalación con equipos de elevación mecánica que tiene por objeto aspirar el agua desde la fuente hídrica elegida e impulsarla, a presión, al cabezal de control y tuberías. Esta unidad de bombeo se incluye en el caso que no existiese un desnivel entre la fuente de agua y los terrenos a regar, que pueda generar la presión de trabajo del sistema. Normalmente la unidad de bombeo se ubicajunto a la fuente de agua y lo más cerca de la fuente de energía disponible. La mayoría de las instalaciones de riego por goteo que requieren energía adicional usan motobombas centrífugas de eje horizontal. También son frecuentes las instalaciones con bombas de pozo profundo cuando es necesario captar aguas subterráneas. Cabezal de Control El Cabezal de Control es un conjunto de elementos altamente especializados y cuya función es regular la presión, filtraje del agua, control de caudales de entrada y salida, y dosificación de fertilizantes o pesticidas administrados con el agua de riego.

El cabezal opera según diferentes sistemas de control: 

En base al tiempo de riego calculado



En base al volumen de agua requerido



En base a un sistema de retroinformación, donde se utilizan sensores para registrar la humedad del suelo y permite regar de acuerdo a lo detectado. Un tipo de sensor de humedad del suelo ampliamente utilizado en nuestra agricultura es el tensiómetro, pero en sistemas automáticos se usa el electrotensiómetro.

En la Fig. VII-02 se presenta un esquema de un cabezal que opera bajo el segundo de los sistemas de control anteriormente mencionados; vale decir, su funcionamiento está programado según los volúmenes de riego, calculados mediante una válvula volúmetrica con medidor, en este caso, de bola. El depósito de fertilizantes del cabezal de control es metálico o plástico y desde él se inyectan a la red de tuberías los pesticidas y fertilizantes, de acuerdo a las dosificaciones que se requieran. Este proceso de aplicar los nutrientes junto con el agua de riego se denomina "Fertirrigación”. Para que un equipo de riego por goteo opere eficientemente, se debe someter el agua de riego a un proceso de filtración. Este proceso es de gran importancia, dado que una de las principales limitaciones del riego por goteo, lo constituye el taponamiento de los goteros, lo cual se traduce en descargas de agua irregulares en los diferentes puntos de emisión. De ahí que los filtros son componentes importantes y principales del cabezal de control. Los tipos de filtros utilizados normalmente son los que se indican a continuación.Para separar la arena del agua se utilizan hidrociclones, y para eliminar la arcilla y la materia orgánica se usan filtros de arena. Para abastecimientos con agua de pozo se utilizan filtros de mallas. En los casos en que el agua disponible para regar contenga gran cantidad de impurezas, puede resultar recomendable usar decantadores en la captación, que se instalan en la fuente de agua, para así facilitar un buen funcionamiento de todo el sistema de riego. Red de Tuberías La red de tuberías constituye el sistema de distribución del agua, desde el cabezal de control hasta el punto de emisión cercano a la zona de desarrollo radicular de las plantas cultivadas. La red la componen tuberías principales, secundarias y laterales. Las tuberías principales y secundarias se colocan enterradas y las tuberías laterales se instalan sobre la superficie del terreno. Las tuberías principales o matrices son las que conducen el agua desde el cabezal de control hasta los puntos en que se deriva hacia diferentes sectores de riego, dentro del mismo predio. Estas tuberías pueden ser de PVC, asbesto cemento o polietifeno, aunque por lo general son de PVC rígido. Dado que estas tuberías conducen los mayores caudales, son las de mayor diámetro dentro de la red. La tubería principal presenta puntos de derivación a través de válvulas de corta, por los cuales se une con las tuberías secundarias. El material de las tuberías secundarias es comúnmente el PVC rígido. A las tuberías secundarias se conectan las tuberías laterales, que se colocan a lo largo de las hileras del cultivo y son las que llevan insertados los goteros, a intervalos fijos. Las tuberías laterales son, por lo general, de polietifeno y su diámetro varía entre 12 mm y 20 mm.

El espaciamiento de las tuberías laterales está en función de las distancias de plantación y puede instalarse una o más tuberías laterales por hilera. La red de tuberías tiene generalmente válvulas de corta, válvulas reguladores de presión, válvulas de aire (ventosas), válvulas de acción continua aire-vacío y piezas especiales. Las válvulas pueden ser de operación manual o automática. Las válvulas de operación manual pueden ser de esfera, angular o de compuertas. La válvula de esfera se fabrica de PVC, para presión manual de trabajo de 16 kg/cm2 y diámetros entre 20 y 63 mm. La válvula angular se fabrica de polipropileno, para presión nominal de trabajo de 10 kg/cm2 y diámetros de 1/2" a 2". La diferencia entre la válvula de esfera y la válvula angular es que en la segunda el cierre es lento y en la primera, el cierre es más rápido. Las válvulas de compuertas son las válvulas de corta, utilizadas normalmente en redes de distribución de agua. Las válvulas automáticas pueden ser del tipo solenoide, que se comandan eléctricamente a distancia. Estas válvulas solenoide permiten controlar el riego por goteo mediante la operación manual a distancia, o la operación automática mediante un programador simple que se instala en la caseta del cabezal de control. Las válvulas reguladores de presión son válvulas con mecanismos internos que permiten uniformar las presiones en todos los puntos de la red. Estas válvulas reguladores de presión son las que normalmente se usan en redes de distribución de aguas. Además, en las matrices se instalan válvulas de aire (ventosas), que permiten el ingreso de aire a la tubería para evitar el colapso por aplastamiento cuando son vaciadas, y también sirven para extraer el aire de las tuberías al momento de llenarlas con agua. En forma similar, se instalan válvulas de acción continua airevacío o válvulas antivacío en las submatrices, para evitar los problemas señalados anteriormente para las matrices, y también impiden el ingreso de partículas de suelo a través de los emisores por sifonamiento al terminar el ciclo de riego. También es conveniente instalar, aguas abajo de la válvula de corta, una válvula Schrader que sirve para medir la presión en el punto de entrada al sector de riego, para lo cual, se utiliza un manómetro provisto de un adaptador. Las piezas especiales de la red de tuberías consisten en tees, reducciones, curvas, etc., que se utilizan para derivar o unir tuberías. Las características de estas piezas dependen del tipo de tubería en la cual deben ser incorporadas. Goteros o Emisores Los goteros o emisores son los dispositivos mediante los cuales el agua pasa de la red de tuberías al suelo a regar. Su función es entregar los caudales proyectados, en forma lenta y uniforme. El caudal o gasto normal de estos elementos varía entre 1 y 10 l/h, dependiendo de las medidas de paso de agua del goteo. En la práctica, los goteros se estructuran y diseñan especialmente para reducir la presión de salida del agua a cero, mediante el paso de la misma por laberintos simétricamente irregulares o perforaciones pequeñas, donde las pérdidas de carga por fricción son considerables. Los tipos de goteros más utilizados son los siguientes: goteros de laberinto en línea, goteros de botón con laberinto y goteros de botón autocompensados o autorregulados (Ver Figuras VII-03 a VII-06). Los goteros de laberinto se caracterizan por tener una estructura interna de laberinto que provoca un régimen turbulento en el -flujo del agua. El régimen turbulento da una relación presión/caudal más adecuada que el laminar, en el sentido de que los aumentos de presión producen un aumento proporcionalmente menor de caudal.

Los goteros de laberinto en línea (in-line) se colocan insertados en las tuberías de polietifeno, lo cual facilita el manejo y la manipulación de las líneas de goteros en el terreno. Este tipo de gotero es uno de los más utilizados, debido a que es altamente eficiente desde el punto de vista hidráulico, ya que permite una aplicación uniforme del agua con un bajo riesgo de obstrucción por partículas (Ver Fig. VII-03). Los goteros de botón sobre la línea (on-line) se colocan insertados en las tuberías laterales de polietileno, mediante pistolas especiales, o bien manualmente. Estos goteros, al sobresalir de la tubería, tienen el inconveniente que pueden ser dañados durante las limpias o desmalezamiento de las sobre hileras. Los goteros de botón pueden ser del tipo laberinto o autocompensados. Los goteros de laberinto pueden tener una estructura de laberinto anular entre el broche superior y el inferior (Ver Fig. VII-04) o una estructura de laberinto rectangular bajo un ala protectora (Ver Fig. VII-05). Los goteros autocompensados o autorregulados tienen en su interior membranas, discos flotantes o diafragmas que dificultan u obstruyen el paso del agua al aumentar la presión, con lo cual mantienen un caudal constante ante fluctuaciones importantes de dicha presión. Además, permite un autolavado continuo ya que al ingresar alguna partícula de suciedad, la presión de entrada disminuye, se abre la membrana o diafragma y la partícula puede abandonar el gotero a través de un orificio de salida (Ver Figura VII-06). Estos goteros autorregulados son ideales para terrenos de topografía irregular o con pendientes pronunciadas, sistemas con tuberías laterales de gran longitud (hasta 150 m), fuente de agua con alta suciedad y operación a altas y bajas presiones. Las descargas de gotero más utilizadas, sean estos autorregulados o no, son de 2 y 4 l/h. En el Cuadro VII B01 del Anexo se indican las descargas de goteros de laberinto en línea, para 4 l/h. El espaciamiento de los goteros en la tubería lateral depende de las distancias de plantación, del tipo y textura del suelo y del hábito de desarrollo del sistema radicular del cultivo. Otro tipo de emisor por goteo es la cinta de riego, que es una tubería de polietifeno de pequeño espesor, que lleva en su interior un canal de flujo turbulento. El canal de flujo. está moldeado a la tubería y ha sido sellado en base a calor durante su fabricación, lo que lo hace consistente y uniforme. Este canal de flujo puede mantener las partículas extrañas en suspensión, evitando obstrucciones debido a que tiene acción de flujo en vórtice y también permite eliminar las obstrucciones en su interior debido a que puede expandirse automáticamente. La cinta de riego es un emisor de bajo costo que puede durar una a dos temporadas de riego y que debe usarse para regar módulos pequeños o de dimensiones moderadas (riego de tomates, por ejemplo) debido a que la tubería puede colapsar por sobrepresión o perforaciones. C. NORMAS Y CRITERIOS CONSTRUCTIVOS Y DE DISEÑO Para implementar el diseño de un sistema de riego por goteo es preciso evaluar los recursos y condiciones del sector a regar, al igual que es de gran importancia caracterizar la zona agroclimática y comportamiento hídrico del cultivo que se desea regar en ese lugar. Inventario de los recursos y condiciones existentes Topografía del terreno: Es necesario hacer un levantamiento topográfico del sector que se va a regar con el fin de determinar la superficie, forma, pendientes y la localización y cotas de las partes más bajas y elevadas del predio a regar. Se confecciona un plano, a escala detallada de 1:1.000, con curvas de nivel cada un metro, para poder estudiar la disposición de todos los componentes del sistema, de modo que opere a una máxima eficiencia y al mínimo costo.

Uso Actual del Suelo: El conocimiento del uso actual del suelo proporciona información relacionada con los cultivos existentes, la superficie que ocupa cada uno y las rotaciones de cultivo empleadas. Esto permite conocer las características de operación en la explotación agrícola, tales como: labores culturales, uso de mano de obra y de maquinaria agrícola. Suelo: Debe contarse con un levantamiento de los suelos a regar y una descripción mediante un mapa básico, en el cual se indiquen la ubicación de las distintas fases de suelo existentes en el predio y sus características hídricas. Se debe determinar además la capacidad de retención de agua en el suelo que, junto con los valores de uso consuntivo, permitirán establecer la frecuencia de riego. En el riego por goteo es de especial importancia considerar la tasa de entrega de agua al suelo, pues la aplicación de los goteros no puede ser mayor que la infiltración, por definición del sistema que implica que sean mínimas las pérdidas por escurrimiento superficial y percolación profunda. Agua: Es necesario conocer la disponibilidad total del recurso hídrico a través de la temporada, especificando las posibles fluctuaciones y existencia de turnos en el uso del agua. El abastecimiento de agua del sistema de riego por goteo se basará en las necesidades del cultivo. En este sistema de riego es de mayor interés un abastecimiento de agua continuo con caudales mínimos, que abastecimientos irregulares o poco frecuentes, pero con grandes descargas de agua. En caso que el aprovisionamiento de agua de que dispone un predio sea irregular, sería necesario contar con obras de acumulación de agua que resulten complementarias y que permitan extraer los caudales necesarios, en jornadas de riego lo más amplias posibles (de hasta 22 horas de riego), de tal forma de usar el equipo el mayor tiempo posible(tiempo mínimo recomendado 1 8 hr/día), lo que presenta las siguientes ventajas: 1.

Permite un mejor plan de amortización y uso del equipo en el tiempo.

2.

Menores caudales de operación del sistema, por lo tanto, se usan tuberías de menor diámetro, las que son de costos más bajos.

3.

Al operar con caudales pequeños se requiere una potencia, en el sistema de control, mucho menor que cuando se trabaja con caudales de mayor volumen.

La disponibilidad total de agua en el predio determinará el potencial regable, en términos de la superficie total a regar, módulos y jornadas de riego factibles de efectuar. La localización de la fuente de agua determina la ubicación de la unidad de bombeo, si es necesaria, y la longitud y distribución más adecuada de la tubería principal. En este sistema de riego es tan importante con¿cer la calidad del agua como su disponibilidad. Es conveniente realizar un análisis físico-químico de la calidad del agua de riego, así como de la salinidad del suelo. Los índices estimativos de los riesgos de alcalización se miden a través de la razón de absorción de sodio (R.A.S.). La conductividad eléctrica mide el riesgo de salinización. Ambos índices se complementan para determinar la calidad del agua de riego.

Clima: Los factores cismáticos de importancia en este método son aquellos que tengan influencia sobre la evapotranspiración del cultivo y serán considerados en el diseño del equipo de riego, a través del valor del uso consuntivo del cultivo. Este método de riego no se ve afectado en su aplicación por factores como vientos y altas temperaturas, debido a la forma de salida del agua desde el sistema al medio, que es gota a gota y en forma localizada. Fuente de Energía: La potencia requerida por un sistema de riego por goteo no es tan alta como en los sistemas de riego por aspersíon. Las presiones de operación del equipo son generalmente menores a 3,5 k g/cm2 , en tanto que para sistemas de riego por aspersíon son mayores a 2 kg/cm2, e incluso hasta 7 kg/cm2 por emisor. En algunos casos, el agua se suministra a presión por efecto de desniveles en el terreno. Si esta presión es mayor a 4 kg/cm2 , en el sector más alto del terreno, es posible diseñar un equipo de goteo que no requiera bombeo adicional. Sin embargo, lo usual es que se necesite una unidad de bombeo, para lo cual se debe conocer el tipo de energía disponible (combustible y/o eléctrica), así como sus costos, de tal forma de seleccionar la unidad de bombeo más adecuada. Uso Consuntivo: Es preciso conocer el uso consuntivo del cultivo; es decir, la cantidad de agua que utiliza para su crecimiento vegetativo, tanto en el proceso de transpiración de las plantas como en la formación de tejidos. Además, incluye el agua evaporada desde los suelos adyacentes a las plantas. El uso consuntivo se expresa normalmente en mm/mes o su equivalente en mm/día. Los métodos para determinar el uso consuntivo de un cultivo se indicaron en el párrafo Uso Consuntivo del Capítulo VI (Ver página 248). Normas y Criterios para el Diseño del Sistema El diseño de un sistema de riego por goteo debe considerar la determinación de las características técnicas de los siguientes componentes principales:    

Goteros Red de Tuberías Cabezal de Control Unidad de Bombeo

Goteros Para determinar las características técnicas del gotero y la cantidad de emisores a utilizar se deben conocer previamente los siguientes antecedentes:      

Necesidades de Agua y de Riego del Cultivo Textura del Suelo a Regar Espaciamiento de la Plantación Condiciones Topográficas del Terreno Calidad del Agua Tiempo de Riego Diario

Necesidades de Agua y de Riego del Cultivo La necesidad de agua unitaria del cultivo (uso consumo máximo o evapotranspiración máxima, ET) y las necesidades de riego netas del mismo cultivo (lámina de agua neta, H) se pueden determinar en la forma señalada para el riego por aspersíon (Ver párrafo Necessidades de Riego y Agua del Cultivo, del Capítulo VI

(página 249). No obstante, algunos autores recomiendan utilizar factores que consideran el área de sombra que producen al mediodía las plantaciones para reducir el valor del uso consumo de los cultivos y un porcentaje de suelo humedecido para determinar la altura de la lámina de agua neta que debe reponerse en cada riego. Otros profesionales expertos en riego por goteo no recomiendan utilizar dichos factores teóricos y prefieren basar el diseño en métodos más simples, o mejor aún utilizar datos medidos en el terreno a regar, tales como el uso consumo real del cultivo y la forma de expansión del agua en el suelo. En base al uso consumo máximo, ET, y a la altura de lámina de agua neta, H, se puede calcular la frecuencia de riego, Fr, mediante la siguiente relación:

Fr 

H ET

(días )

Sin embargo, en sistemas de riego por goteo se recomienda reponer láminas de agua a intervalos más cortos para aumentar la productividad, ya que las aplicaciones pueden ser controladas con mayor precisión y las pérdidas por evaporación serán mínimas. De esta manera, los especialistas recomiendan adoptar frecuencias de riego de duración entre 1 y 3 días. Habiendo establecido la frecuencia de riego, se puede determinar la necesidad real o bruta de riego, que es la altura de agua Hr (volumen por unidad de superficie) que se debe aplicar, en cada riego, a la superficie del terreno, mediante la siguiente relación:

Hr 

Fr  Et  fr g

(mm)

Donde: Fr : Frecuencia o ciclo de riego (días) Et : Uso consumo máximo (mm/día) g : Eficiencia de aplicación del riego por goteo (varía entre 90% y 95%) fr : Factor de uso semana¡ del sistema (para riego durante 6 días a la semana fr es igual a 7/6, o 1,17) El factor fr se considera solamente si la frecuencia de riego es de 7 días o menor. Textura del Suelo a Regar La textura del suelo a regar es importante, debido a que da origen a la forma característica del bulbo mojado. En suelos arenosos es angosto y profundo y en los arcillosos es ancho y menos profundo. A fin de producir la franja húmeda necesaria para el desarrollo del cultivo, en suelos arenosos se deben considerar espaciamientos menores de los goteros que en suelos arcillosos. Además, en suelos arenosos es conveniente usar goteros de baja descarga (2 l/hora o 1 l/hora) y prolongar al máximo el período de riego, pues de esta manera existirá un mayor contacto del agua con las raíces del cultivo. En el Cuadro VII C-01 del Anexo se indican las distancias entre goteros y caudales de goteros recomendadas para distintos tipos de suelos. Espaciamiento de la Plantación El espaciamiento de la plantación indica la distancia entre hileras de plantas y la distancia de las plantas sobre las hileras. En el Cuadro VII C-02 del Anexo se indican los espaciamientos de algunas plantas, usados comúnmente en el diseño de sistemas de riego por goteo. Las distancias de plantación dependen de la especie y de la variedad de las plantas. En general, las líneas de goteros o tuberías laterales se colocan a lo largo de cada hilera de plantas, y la mayoría de los cultivos necesitan sólo una línea por hilera.

Condiciones Topográficas del Terreno Las condiciones topográficas del terreno determinan también el tipo de gotero a utilizar. En terrenos de pendientes superiores al 5% se recomienda usar goteros autocompensados. Cuando el terreno es de topografía irregular o con microrefieve, también se recomienda usar goteros autocompensados. Calidad del Agua En los sistemas de riego por goteo es importante conocer la calidad del agua, debido a que los goteros son muy sensibles al taponamiento por materia orgánica o impurezas presentes en el agua. Lo anterior hace necesario contemplar la instalación de filtros en el cabezal de control del sistema. No obstante lo anterior, es conveniente elegir goteros que tengan un bajo riesgo de obstrucción por partículas, tal como el gotero de laberinto en línea, o goteros de botón autocompensados que pueden operar con aguas de alta suciedad debido a que tienen autolavado continuo. Tiempo de Riego Diario La planificación de un sistema de riego por goteo no puede basarse en un tiempo de r ¡ego de 24 horas por día. Es conveniente y necesario dejar horas libres sin regar en el día por las siguientes razones: 

Es probable que en algunos días se produzca un uso consumo del cultivo superior al valor máximo utilizado en el diseño, debiéndose aumentar la lámina de agua y el tiempo de riego diario.



La operación de los equipos de riego por goteo no siempre es perfecta, dado que se pueden producir bajas de eficiencias en el sistema por muchas razones (obstrucciones, fallas en el bombeo, etc).



Pueden ocurrir interrupciones en la operación del sistema, tales como: cortes de energía eléctrica, o ruptura de una tubería principal o secundaria.

En todo caso, en Chile la Comisión Nacional de Riego, recomienda que el tiempo de riego diario sea 18 horas como mínimo, en los proyectos que se presentan a los concursos de la Ley N°18.450 de fomento a la inversión privada en obras menores de riego y drenaje. Teniendo presente los antecedentes antes señalados es posible seleccionar el tipo de gotero más apropiado para regar un determinado cultivo en un terreno de condiciones conocidas. Una vez elegido un tipo de gotero, se conocen su descarga, en f/hora, y su presión de operación, en metros de columna de agua (m.c.a.). De igual forma es posible elegir el espaciamiento más adecuado entre goteros sobre la línea lateral, teniendo presente además, que la distancia entre líneas de goteros es igual a la distancia entre hileras de la plantación. Finalmente, deben establecerse las condiciones en que van a operar las líneas de goteros que consisten en tuberías de polietfleno con emisores intercalados o insertados en ellas. A continuación se hace referencia a las condiciones de operación de los goteros de laberinto en línea, que son los más utilizados. En base a todos los antecedentes ya señalados, es posible determinar las siguientes condiciones de operación de los goteros.    

Tasa de Aplicación del Riego por Goteo Cantidad de Horas de Riego de cada Gotero Número de Unidades a considerar Número de Subunidades a considerar

La tasa de aplicación del riego por goteo (Trg) se determina mediante la siguiente relación:

Trg 

qg dl  dg

(mm / hora)

Donde: qg : Descarga del gotero (l/hora) dl : Distancia entre líneas de goteros o laterales (m) dg : Distancia entre goteros (m) La determinación del tiempo de riego de los goteros (trg) o la cantidad de horas que operarán durante un día de riego se obtiene aplicando la siguiente relación.

trg 

Hr Trg

(horas)

Donde: Hr

: Altura de la lámina real o bruta de riego (mm)

El área a regar debe dividirse en unidades que se rieguen con determinada frecuencia y durante una cantidad de horas establecidas para cada día. El número de unidades dependerá, por lo tanto, de la frecuencia de riego y del tiempo de riego diario determinado para los goteros. Estas unidades deben abastecerse con una tubería principal o matriz, independizándola a través de una válvula de accionamiento manual o preferentemente eléctrico, de modo que permita operarla en forma independiente y aislarla cuando requiera mantenimiento o reparaciones. Una vez establecidas las unidades del área a regar, estas se dividen en subunidades para facilitar la operación eficiente del sistema. Estas subunidades se abastecen mediante tuberías secundarias o submatrices. Las válvulas de corta de accionamiento eléctrico, o válvulas solenoide, dan el paso del agua a las distintas unidades de riego. Cuando dicha unidad está formada por una subunidad, esta válvula eléctrica permite también regular la presión de entrada a la subunidad de riego. En el caso que la unidad esté formada por varias subunidades se instalan válvulas de corta, solenoide o de compuerta, en las tuberías secundarias que distribuyen el agua en cada subunidad para regular la presión de entrada. La mayoría de los expertos en riego por goteo coinciden en que el número óptimo de subunidades se determina considerando razones de tipo económico (costo de tuberías, válvulas, etc.) y de operación eficiente del sistema. El estudio equilibrado de ambas razones dará por resultado la división del área total a regar en subunidades, de forma y dimensiones adecuadas. Red de Tuberías Estando definidas en el párrafo Goteros (Ver página 297), las características técnicas de los goteros a utilizar, la distancia entre goteros en la tubería lateral, la distancia entre tuberías laterales, la cantidad de unidades y de subunidades en que se dividirá el área a regar, la ubicación del cabezal de control y de la unidad de bombeo; es posible diseñar la red de tuberías determinando el diámetro de los tubos, las pérdidas de carga en tuberías y piezas especiales, y las presiones de operación en los puntos críticos de la red. El diseño de la red de tuberías debe realizarse de modo que permita una aplicación uniforme del agua mediante goteros, con los menores costos de tuberías y equipo de bombeo y de operación del sistema. Además, deben definirse los tipos de tuberías a utilizar y sus presiones de trabajo necesarias. A continuación se indicarán las normas y criterios más relevantes para el cálculo de las pérdida s de carga en las tuberías laterales, secundarias y principales. Las diferencias de descarga de los emisores en una unidad de riego no deben ser superiores al 10% de la descarga promedio. Por razones prácticas, se supone la descarga promedio como la descarga del gotero a la

presión mínima de diseño. Este criterio de uniformidad se recomienda aplicarlo al diseño de las tuberías, pero algunos expertos en riegos a presión estiman que también debe cuidarse de no aumentar significativamente los costos del sistema al aplicarlo. Diseño de Tuberías laterales: El diseño de las tuberías laterales o líneas de goteros depende de las condiciones topográfícas del terreno, de la descarga del gotero y de su espaciamiento. Además, dependerá de la pérdida de carga disponible de acuerdo al criterio de uniformidad. Aunque los datos nominales de goteros indican una presión de operación de 1 0 m.c.a., es preferible operarlos en presiones más altas (12 a 15 m.c.a.). El material utilizado normalmente en estas tuberías es el polietileno que reúne características de larga durabilidad en condiciones rigurosas de medio ambiente (alta irradiación solar y temperaturas) y de trabajo (tensiones mecánicas y agresividad química de fertilizantes y otros reactivos). Las tuberías de polietifeno pueden ser de los siguientes diámetros nominales: 12 mm, 16 mm y 20 mm. El cálculo de las pérdidas de carga que se producen en estas tuberías depende del tipo de gotero que se intercala o inserta en ellas. Los fabricantes de goteros entregan gráficos y tablas de cálculo para determinar las descargas de goteros a distintas presiones de trabajo, la longitud máxima recomendada para líneas de goteros en función de la pendiente del terreno y de la variación de flujo considerada, y la pérdida de carga en la línea de goteros en función de la longitud de la línea y de la distancia entre goteros. Diseño de Tuberías secundarias: El diseño de las tuberías secundarias de las cuales se derivan las tuberías laterales dependerá de la distancia entre líneas de goteros y del caudal total de descarga de dichas líneas en los puntos de derivación. Además, dependerá de la pérdida de carga disponible de acuerdo al criterio de uniformidad. El material utilizado normalmente en estas tuberías es el PVC con presiones de trabajo de 4 kg/cm 2 y también de 6 kg/cm2 . Los diámetros nominales de tuberías más utilizados son de 32 a 200 mm. Estas tuberías tienen un largo estándar de 6 m. Normalmente, se diseñan submatrices de diámetros variables (telescópicas), de modo de optimizar económicamente el costo de los materiales y equipos. Las pérdidas de carga que se producen en tuberías de PVC se determinan mediante la fórmula de Hazen & Williams (Ver Anexo Capítulo VI). Cuando se utilizan tuberías secundarias de un sólo diámetro, los tramos que tienen derivaciones laterales, se pueden calcular utilizando la fókmula de Christiansen detallada en el párrafo de Diseño de Tuberías Laterales (Ver página 253) del CapítuloVI. En forma similar a lo indicado en dicho párrafo se pueden calcular las pérdidas de carga producidas por válvulas de corta, válvulas reguladores de presión, piezas especiales de unión y otros elementos de la red de tuberías. Diseño de la Tubería principal La tubería principal, en general, no tiene derivaciones y se calcula con el caudal total que ocurre al estar descargando todos los goteros de una unidad. El material de estas tuberías es normalmente el PVC, utilizándose también tuberías de polietifeno y de asbesto cemento. Para el cálculo de las pérdidas de carga que se producen en estas tuberías se pueden utilizar las fórmulas de Hazen & Williarns, Scobey y de Prandtl-Colebrook señaladas en el Anexo del Cap.VI. Finalmente, cabe señalar que el diseño de las tuberías principal y secundarias se puede realizar utilizando programas computacionales, que entregan una solución económica, tomando en cuenta los puntos de operación de la bomba, con las presiones y caudales que ella entrega al sistema. El procedimiento utilizado en el cálculo de líneas de riego de polietileno con los emisores y submatrices de PVC es el método gráfico denominado POLIPLOT, que permite definir los diámetros de las tuberías en base

al comportamiento de pérdidas de carga por roce para cada una de ellas, teniendo en cuenta las múltiples salidas de agua, superponiéndolo con su perfil topográfico, el cual es evaluado de manera de tener un diferencia¡ de presión inferior al aceptado en el bloque de riego. El software WCADI generaliza internamente éste método gráfico en relación a las líneas de riego o laterales, y submatrices. El cálculo del equipo de bombeo y de la red principal o matriz, se ejecuta en base a métodos de programación matemática que encuentra la solución más óptima, desde el punto de vista económico, y sobre una topografía dada, restringidas a las condiciones de las tuberías existentes en el mercado y a las normas hidráulicas establecidas como velocidades máximas, cálculo de pérdidas de carga, curva analítica de descarga de los emisores, etc. En consecuencia, en cada tramo de tubería, las pérdidas de carga se calculan según la fórmula de Hazen & Williams (Ver Anexo Capítulo VI). Cabezal de Control El diseño de los elementos del cabezal de control dependerá de los requerimientos de control de tiempos de riego o volúmenes de agua, regulación de presión, filtraje del agua y de control y dosificación de fertilizantes o pesticidas. En instalaciones pequeñas, el funcionamiento de la unidad de bombeo y el comando de todos los equipos y elementos de la instalación suele hacerse en forma manual. En las instalaciones de importancia es más frecuente el uso de programadores que se encargan de ordenar la puesta en marcha parada de la unidad de bombeo, y de conducir el agua a las tuberías secundarias y laterales mediante la apertura de válvulas eléctricas gobernadas a distancia. El reloj control del programador para la automatización del riego y el retrofavado de filtros, junto con las válvulas solenoides y la red eléctrica de comando se deben estudiar en cada caso particular, debido que existen elementos de diversas procedencias y de diferentes características técnicas. El número de unidades de filtros depende del caudal, en m3/hora, que se debe filtrar y de la capacidad de filtración de cada unidad. En el diseño del sistema se puede considerar las siguientes pérdidas de carga adicionales de presión: 5 m para filtros de malla y 10 m para filtros de arena con malla. Tanto los tipos de filtros a utilizar como los inyectores de fertilizantes deben seleccionarse también en cada caso particular, en base a los equipos disponibles en el mercado y con la asesoría técnica de las empresas proveedoras. Unidad de Bombeo En el Capítulo IV se han señalado las normas y criterios para el diseño de instalaciones de riego con elevación mecánica, las cuales son aplicables a la selección y determinación de las características técnicas de la unidad de bombeo de sistemas de riego por goteo, si ella es necesaria. El caudal de diseño de la unidad de bombeo corresponde a la suma de las descargas de los goteros de una unidad de riego del área a regar. La altura manométrica total para el diseño de la unidad de bombeo debe incluir los siguientes requerimientos de presión:       

Presión a la entrada de las tuberías laterales, más alejados de la Unidad de bombeo o de las más altas. Pérdidas de presión en tuberías secundarias y principales. Pérdidas de carga de reguladores de presión, válvulas, medidores de caudal, piezas especiales y otros elementos de la red de tuberías. Pérdidas de presión en filtros, inyectores, válvulas y otros elementos del cabezal de control. Pérdidas de presión en las tuberías y piezas especiales en la unidad de bombeo. Pérdida de presión en la bomba por la caída de eficiencia durante el tiempo hasta su reparación. Diferencia de nivel entre el nivel mínimo de agua en la aspiración de la bomba y el punto de entrada al lateral más alejado o más alto de la red.

El tipo de unidad de bombeo a utilizar depende principalmente de la energía disponible en el predio, ya sea eléctrica o a explosión, por combustión interna en motores diesel o a gasolina.

D. DISPOSICIONES TIPICAS DE LA OBRA Los sistemas de riego por goteo se aplican con ventajas sobre los sistemas tradicionales, especialmente en plantaciones frutícolas. Por esta razón, se han establecido dos disposiciones típicas de interés, dentro del rubro frutícola, que son las siguientes:  

Parronales de Vid de Mesa en la Zona Norte (25,20 ha). Frutales de Hoja Caduca en la Zona Centro Sur (11,52 ha).

El nivel tecnológico alcanzado en la III Región de Chile para el riego de parronales de vid de mesa, en terrenos difíciles para implementar sistemas de riego tradicionales, se debe a la alta rentabilidad por hectárea que se puede obtener. Según estadísticas de CIREN - CORFO (1982), el tamaño promedio de un parronal en la zona norte es de 25 ha, donde el mayor número de explotacionesdeesterubroseencuentra en un rangode 12 a 50 ha cultivadas. Por estas razones se estableció la primera disposición típica. La segunda disposición típica se refiere al riego por goteo de frutales de hoja caduca, tales como manzanos, ciruelos, duraznos y nectarinas, los cuales tienen requerimientos de agua similares en la zona centro sur. De acuerdo a la información registrada por CIREN - CORFO en 1982, el mayor número de explotaciones que incluían los rubros anteriormente mencionados señalan un huerto promedio de entre 11 y 22 ha, donde los huertos de mayor tamaño son de 120 ha. Planos de las Obras Tipo Las disposiciones típicas establecidas de las instalaciones de riego por goteo están detalladas en los planos de las Figuras VII-07 y VII-08. A continuación se detallarán los resultados de los cálculos del diseño de estos sistemas de riego. Riego de Parronales de Vid de Mesa, en la Zona Norte En esta disposición típica se ha considerado el riego de parronales de vid de mesa, en la Zona Norte, en una superficie de 25,2 ha. Considerando la evapotranspiración potencial determinada para la localidad de Copiapó por el método de Penman, se determinó el uso consumo máximo del cultivo (ET), para el mes de enero, resultando 4,6 mm/día (ETP = 203 mm/mes y Kc = 0,70). En base a las propiedades físicas e hídricas del tipo de suelo considerado (franco arcilloso), se determinó una altura de lámina de agua neta de 21 mm, la cual se debe reponer en cada riego. Considerando los valores de esta lámina y del uso consumo máximo de 4,6 mm/día, se obtuvo una frecuencia de riego de 5 días. Sin embargo, los expertos de riego por goteo recomiendan usar frecuencias menores, por lo tanto se adoptó una frecuencia de riego (Fr) de 3 días. La altura de lámina de agua bruta o real (Hr) se obtuvo mediante la siguiente relación:

Hr 

ET  Fr  fr g

(mm)

Donde: ET Fr fr g

: 4,6 mm/día : 3 días : 7/6 (riego durante 6 días a la semana) : Eficiencia riego por goteo = 0,90

Luego, Hr resultó igual a 17,9 mm. En base a todos los antecedentes conocidos del tipo de plantación, textura del suelo, calidad de agua, etc., se decidió utilizar goteros de laberinto en línea, de 4 l/hora, espacíados a 1 m. El espaciamiento de la plantación considerado es el siguiente: 3,5 m entre hileras y 3,5 m entre plantas. La tasa de aplicación (Trg) de agua de los goteros se determinó mediante la siguiente expresión:

Trg 

qg dl  dg

(mm / hora)

Donde: qg : Descarga de gotero = 4 l/hora dl : Distancia entre tuberías laterales o líneas de goteros= 3,5 m dg : Distancia entre goteros = 1 m

Luego, resulta una tasa de aplicación de 1,14 mm/hora De acuerdo a los resultados anteriores, el tiempo de riego de los goteros resulta igual a 15,7 horas (17,9 mm dividido por 1,14 mm/hora). En base a la forma y dimensiones del área a regar, el espaciamiento de la plantación, la frecuencia de riego establecida y el tiempo de riego de los goteros se decidió dividir el área de riego en tres unidades iguales, de 240 m de ancho por 350 de longitud (8,4 ha netas de riego). A su vez estas unidades se dividieron en dos subunidades de 120 x 350 m. De esta manera, en un día se regará solamente una unidad y con una frecuencia de riego cada tres días. De acuerdo a las recomendaciones de expertos en riego por goteo se estableció una presión mínima de entrada a la línea de goteros de 1 2,5 m.c.a. y aceptado el criterio de uniformidad de las descargas, se consideró un 20% de dicha presión mínima como pérdida de carga disponible para el diseño de las tuberías laterales y secundarias. En consideración a lo anterior, se eligió un gotero de 4 l/hora intercalado en tubería lateral de 16 mm de diámetro y se determinó un largo de lateral de 60 metros, utilizando el gráfico de pérdidas de cargas respectivo (IN-LINE DRIPPER 164, NETAFIM). En dicho gráfico, para 60 m de longitud de lateral y goteros a 1 m de distancia, resulta una pérdida de carga de 1 m en el lateral. Si se considera que en cada punto de la tubería secundaria hay dos arranques de tuberías laterales, el caudal total de goteros (Ql) en dicho nudo es el siguiente:

Ql = ng * qg

(l/hora)

Siendo: ng qg

: Número de goteros en 120 m de laterales = 121 : Descarga de gotero = 4 l/hora

Luego, Ql es igual a 484 l/hora Por otra parte, el número de líneas de goteros o laterales en cada subunidad es 101 (350 m/3,5 m más 1 lateral), resultando un caudal total de 48.884 l/hora (13,6 l/s) a la entrada de la tubería secundaria de la subunidad. Considerando el criterio de uniformidad (variación de descargas de goteros no superior al 10% de la descarga para presión mínima), se determinó que la tubería secundaria que abastece a las líneas de goteros en la subunidad debía tener dos tramos con distintos diámetros, en la forma siguiente: Primer tramo Segundo tramo

: D = 140 mm, : D= 110 mm,

L = 80 m. L=270 m.

Terminado el cálculo de las tuberías laterales y secundarias en las subunidades, se procedió a determinar los diámetros en las tuberías principales de transporte de agua que abastecen una unidad, los cuales se indican en el plano de la Fig. VII-07. El caudal de diseño para dichas tuberías es de 97.768 l/hora (27,2 l/s), el cual corresponde también al caudal de diseño para los elementos del cabezal de control. En esta disposicion típica se ha considerado un abastecimiento de agua gravitacional, desde una fuente ubicada a 288 m del cabezal de control, la cual está a un nivel suficiente para entregar la presión necesaria al sistema. La presión manométrica mínima que debe tener el sistema a la salida del cabezal de control es de 13,6 m.c.a. y la pérdida de carga de diseño del sistema de filtración es de 10 m.c.a. Por lo tanto, el desnivel disponible de la fuente de agua debe proporcionar una presión manométrica mínima de 25 m.c.a. a la entrada del cabezal de control considerando otras pérdidas de presión en el cabezal.

Riego de Frutales de Hoja Caduca en zona centro sur Esta disposición típica consiste en un sistema de riego por goteo de frutales de hoja caduca en la Zona Centro Sur, de una superficie de 11,52 ha. Para esta plantación, el uso consumo máximo del cultivo, para el mes de enero, resultó igual a 4,41 mm/día (ETP = 152 mm y Kc = 0,9). Se consideró una zona cercana a la localidad de San Fernando. En base a las características físicas e hídricas de los suelos a regar (arcillosos), se determinó la altura de lámina de agua neta que se debe reponer en cada riego, la cual resultó igual a 21 mm. Con esta altura de lámina y el valor del uso consumo determinado, se obtuvo una frecuencia de riego de aproximadamente 5 días; sin embargo, se consideró para el diseño una frecuencia de riego de 2 días de acuerdo a las recomendaciones de los expertos. De esta manera, la altura de lámina de agua bruta o real (Hr) es igual a 11,43 mm, considerando regar durante 6 días a la semana y con una eficiencia de riego por goteo de 90%. En base a las necesidades de agua y de riego del cultivo y a los antecedentes disponibles del tipo de plantación, espaciamientos, textura de suelo y calidad del agua, se eligió el tipo de gotero para utilizarlo en este sistema. Se utilizará un gotero de laberinto en línea, de 4 l/hora, espaciado a 1,5 m en la tubería lateral.

El espaciamiento de la plantación es la siguiente: 5 m entre hileras de árboles y 5 m entre árboles. Luego, la distancia entre líneas de goteros o de tuberías laterales será de 5 m. En consideración a lo anterior, la tasa de aplicación de agua de los goteros será de 0,533 mm/hora al considerar una descarga de 4 l/hora y distancias entre laterales y goteros de 5 m y 1,5 m respectivamente. En base a lo anterior, el tiempo de riego de los goteros será de 21,4 horas, considerando una lámina de agua bruta de 11,43 mm y una tasa de aplicación de 0,533 mm/hora. Este tiempo de riego es aceptable. Considerando la forma y dimensiones del área a regar, la frecuencia de riego, el tiempo de riego de los goteros y el espaciamiento de la plantación, se decidió dividir el área de riego en solamente dos unidades. Estas unidades serán de 160 m de ancho por 360 m de longitud, con un área útil de 5,76 ha. A su vez, estas unidades se subdividieron en tres módulos de 160 x 120 m, para efectos de explotación más eficiente del huerto de frutales. Cada unidad se regará en un día y con una frecuencia de riego cada dos días. Para el diseño de las tuberías laterales se consideró el terreno sin pendientes y se aplicó el criterio de uniformidad de la descarga de los goteros, considerando una presión mínima de entrada al lateral de 12,5 m.c.a. De esta manera, se eligió un gotero intercalado en una línea de 16 mm de diámetro y con una longitud de lateral de 80 m. Utilizando el gráfico de pérdidas de carga para este tipo de gotero (IN-LINE DRIPPER 164, NETAFIM), se obtiene una pérdida de 1 m para una longitud de lateral de 80 m y con un espaciamiento entre goteros de 1,5 m. Considerando que en cada nudo de la tubería secundaria hay dos arranques de líneas de goteros, el caudal (Ql) en ese nudo es el siguiente: Ql = ng * qg Siendo: ng qg

(l/hora)

: Número total de goteros en los laterales = 1 08 : Descarga del gotero = 4 l/hora

Luego Ql es igual a 432 l/hora y el caudal total de entrada a la cañería secundaria es de 32.400 l/hora l/seg), considerando 25 líneas laterales por cada módulo, o sea 75 líneas de goteros totales por unidad.

(9

En base a lo anterior se calcularon las líneas secundarias que distribuyen el agua a los laterales de cada unidad. El diámetro de las tuberías secundarias más conveniente resultó igual a 110 mm, en tubería de PVC, Clase 4. Además, con el caudal de diseño de 9 l/seg se calcularon los diámetros de las tuberías secundarias que abastecen a las unidades y el diámetro de la tubería principal del sistema, los cuales se indican en el plano de la Fig. VII-08. Para el comando del sistema y para posibles aislamientos de cada unidad, se contempló colocar válvulas de corta de accionamiento eléctrico en el nudo en que la tubería principal entrega el agua a las tuberías secundarias. El caudal de diseño de la unidad de bombeo es de 9 l/seg y la altura manométrica de diseño se consideró igual a 32 m.c.a. Esta altura manométrica está compuesta de las presiones necesarias para el funcionamiento de los goteros, para cubrir las pérdidas de carga en las tuberías, válvulas y piezas especiales de la red, para dar la presión necesaria al sistema de filtros y para cubrir las pérdidas de presión en el cabezal de control y la unidad de bombeo. Además, incluye la altura geométrico de elevación entre el nivel mínimo del agua en la aspiración de la bomba y el nivel del gotero más alto del sistema.

La motobomba necesaria para operar este sistema de riego por goteo resultó ser la siguiente: Motobomba Vogt, modelo N 625/170 o similar, con motor eléctrico trifásico de 7,5 HP (2.900 r.p.m.), para elevar un caudal de 9 l/seg a una altura manométrica de 32 m.c.a. Dado que se trata de una unidad de bombeo de poca potencia, se consideró solamente la instalación eléctrica en baja tensión. Además se consideró la construcción de una caseta para la motobomba y el cabeza¡ de control. Especificaciones de las Obras Tipo Riego por Goteo en Parronales Gotero El emisor seleccionado es un gotero de laberinto en línea, de 4 l/hora, espaciado cada 1 m en tubería de 16 mm de diámetro. La presión de operación mínima para entregar 4 l/hora es de 10,3 m.c.a. la cual se satisface en el sistema diseñado. Red de Tuberías Las tuberías laterales o líneas de goteros se diseñaron en tuberías de polietileno, de 16 mm de diámetro. Las tuberías secundarias y principales se consideraron en PVC, Clase 4, de diámetros nominales de 110, 140, 160 y 200 mm. Además, se consideraron válvulas de corta, de comando a distancia, tipo solenoide, de 4" de diámetro, para automatizar la operación del sistema. Estas válvulas serán instaladas en cámaras para protegerlas de las maniobras de maquinarias agrícolas. Cabezal de Control Para el comando estomático del sistema se consideró un reloj programador simple marca NELSON, modelo 8425, para la automatización de cinco zonas. En la zona de Copiapó, el agua de riego requiere de un cuidadoso proceso de filtraje, dado que contiene una gran cantidad de sólidos inertes en suspensión. Además, los suelos de la zona norte poseen una fertilidad natural baja. En consideración a lo anterior, el cabezal de control cuenta con un inyector de fertilizantes marca Repco, modelo IF2HP, de 2 HP trifásico e inyección de 4,5 l/min con CDT hasta 54 m.c.a.; y tiene cuatro filtros de 32" automático, con capacidad para filtrar 1.680 l/min. Los filtros de arena se consideraron del tipo Repco, modelo 322A, que incluye: válvula de retrolavado, tablero de retrofavado con pedestal y filtro de mafia. Se consulta una caseta protectora para instalar el cabezal de control. Fuente de Agua El sistema operará gravitacionalmente, sin requerir energía adicional, debido a que la presión se producirá por la diferencia de niveles entre la fuente de agua y el cabezal de control. Esta situación es frecuente en los valles del norte, debido a la topografía del terreno. En la fuente de agua se construirá un decantador de 50 m de largo por 2 m de ancho y 1 m de profundidad. La conducción del agua desde la fuente hasta el cabezal de control se considera en tubería PVC, Clase C-4, de 200 mm de diámetro y 288 m de longitud.

Riego por Goteo en Frutales de Hoja Caduca Gotero El emisor seleccionado es un gotero de laberinto en línea, de 4 l/hora, espaciado cada 1,5 m entubería de 16 mm de diámetro. La presión en el sistema satisface los requerimientos de presión para el funcionamiento de este gotero (10,3 m.c.a.). Red de Tuberías Las tuberías laterales que contienen a los goteros se diseñaron en tubería de polietifeno de 16 mm de diámetro. Las tuberías secundarias y principales se consideraron en PVC, clase 4, de diámetros nominales de 110, 140 y 160 mm. Además, se consideraron válvulas de corta, de comando a distancia, tipo solenoide, de 4" de diámetro, para automatizar la operación del sistema. Estas válvulas irán instaladas en cámaras para su protección. Cabezal de Control Para el comando automático del sistema se consideró un reloj programador simple marca NELSON, modelo 8425, para la automatización de cinco zonas. El sistema de filtraje estará compuesto de dos filtros de acero tipo Repco, modelo 322A, de 32" automático, con capacidad para filtrar 840 l/min. Los filtros de arena incluyen: válvula de retrofavado, tablero de retrolavado con pedestal y filtro de mafia. El cabezal tendrá un inyector de fertilizantes marca Repco, modelo IF2HP, de 2 HP trifásico e inyección de 4,5 l/min con CDT hasta 54 m.c.a. Se consulta una caseta protectora para instalar el cabezal de control y la unidad de bombeo. Unidad de Bombeo La unidad de bombeo incluye el grupo motobomba, la cañería de aspiración con válvula de pie y colador, las válvulas de retención y de corta en la descarga y una unión extensible para desarmar la interconexión hidráulica. Además, incluye el tablero eléctrico de comando y fuerza, y todas las canalizaciones y líneas eléctricas de baja tensión. La unidad de bombeo seleccionada es una motobomba Vogt, modelo N°625/170 o similar, con motor eléctrico trifásico de 7,5 HP (2.900 r.p.m.) para elevar un caudal de 9 l/seg a una altura manométrica de 32 m.c.a. E. CUBICACIÓN DE LAS OBRAS TIPO En base a los planos de las obras tipo incluidos en las Figuras VII-07 y VII-08, y a las especificaciones de ellas, se cubicaron todos los elementos que las componen. Estas cubicaciones se incluyeron en los presupuestos VII F-01 y VII F-02 de las respectivas disposiciones típicas. F. COSTOS DE INVERSION DE LAS OBRAS TIPO Presupuestos de Costos de Inversión Los costos de inversión de las obras tipo se incluyen en los presupuestos VII F-01 y VII F-02 del Anexo. Los precios unitarios se expresan en dólares americanos equivalentes al cambio oficial del dolar observado del día 31 de Agosto de 1995 (1 US$ = 5395,53), no incluyen el Impuesto al Valor Agregado, IVA.

Estos costos de inversión no incluyen utilidades, gastos generales e imprevistos. El costo de diseño, supervisión y puesta en marcha de la instalación constituye una estimación dado la gran variabilidad que presenta el mercado. Curvas de Costos En las Figuras VII-09, VII-10 y VII-11, se incluyen las curvas de costos refenciales de sistemas de riego por goteo diseñados para ser instalados en las regiones IV, V y VII. Estas curvas no incluyen: costo de excavación y relleno de zanjas y costo de estudio de suelos y topografía. Se puede observar que las curvas de las Regiones IV y V son similares y la curva de la VII Región es diferente a las anteriores debido al espaciamiento de las plantaciones consideradas, especialmente frutales.

G. COSTOS ANUALES Los costos anuales de un sistema de riego por goteo son los siguientes: costos anuales de operación, costos anuales de mantenimiento y costos anuales de reposición. Costos anuales de operación Personal e lnsumo Los costos anuales de personal para operar los sistemas de riego por goteo, incluyendo los insumos de operación, se pueden estimar en un 1 % del costo de la inversión. Energía Los costos anuales de energía eléctrica o de combustible se deben calcular en base a la potencia de los equipos de las unidades de bombeo y a las horas de operación anual de dichos equipos. Para determinar estos costos anuales se deberá aplicar lo indicado en los párrafos Costos de Operación para Instalaciones con Motor Eléctrico (Ver página 197) y Costos de Operación para Instalaciones con Motores a Combustión Interna (Ver página 197) del Capítulo IV. Lubricantes Para deteminar los costos anuales de lubricantes, aceites y grasas, se deberá aplicar lo indicado en el párrafo Lubricantes (Ver página 198) del Capítulo IV. Costos Anuales de Mantenimiento Los costos anuales de mantenimiento de una instalación de riego por goteo se pueden estimar en un 2% del valor total de la inversión en equipos e instalaciones hidráulicas y en un 1% del valor de la instalación eléctrica en baja tensión, si es el caso. Costos Anuales de Reposición Para establecer los costos anuales de reposición es necesario conocer la vida útil de cada uno de los componentes de un sistema de riego por goteo. En el Cuadro VII G-01 del Anexo se indica la vida útil de los elementos principales de un sistema de riego por goteo.

ANEXOS Cuadro VII B-01 Descarga de goteros de laberinto en línea, para 4 l/hora Presión de Operación Diámetro Lateral 12 mm Diámetro Lateral 16 mm Descarga Gotero (l/h) (Descarga Gotero (l/h) (atm) (m.c.a.) 0.50 5.00 2.83 2.79 1.00 10.00 4.00 3.95 1.25 12.50 4.47 4.42 1.50 15.00 4.90 4.84 2.00 20.00 5.66 5.59 Fuente: Ingeniero Agrónomo Sr. Zvi Lavi, Jefe de Departamento de Eficiencia de Irrigación, Comisión de Aguas, Ministerio de Agricultura, Israel.

Cuadro VII C-01 Distancia entre goteros y caudales de goteros recomendados para distintos tipos de suelos y distancia entre líneas Tipo de Suelo 0.5-1

Distancia entre Líneas (m) 1-2 2-4

Arcilloso Distancia entre goteros (m) 0.50 1.00 Caudal gotero (l/h) 2 4 Franco Distancia entre goteros (m) 0.40 1.00 Caudal gotero (l/h) 2 2 Arenoso Distancia entre goteros (m) 0.30 0.60 Caudal gotero (l/h) 2 2 Fuente: Manejo de Riego por Goteo, Eliezer Keimesles, Revista Tecnológica y Industrial Pizarreño.

4-6

1.25 4

1.25 4

1.00 4

1.00 4

0.80 1.00 2 4 Agricultura N°17, Sociedad

Cuadro VII C-02 Espaciamiento de Plantaciones Cultivo

Distancia entre Hileras Distancia entre Plantas (m) (m) Frutales Hoja Caduca 4-8 2-8 Frutales Hoja Perenne 5-7 3-6 Vid 2-4 2-3 Tomates 1-2 1 Hortalizas Varias 1-2 1 Fuente: Fundamentos y Diseño de Sistemas de Riego, Luis A., Gurovich, 1985

Cuadro VII G-01 Vida útil de elementos de riego por goteo Obra o elemento Tuberías de polietileno Tuberías de PVC Goteros Filtros Inyector de fertilizantes Bombas centrífugas (1.500 horas al año) Motores eléctricos Motores a bencina (ajuste cada 1000 horas) Motores diesel Instalaciones eléctricas Interconexiones hidráulicas de bombas Obras civiles de hormigón o albañilería Compuertas Programadores Válvula eléctrica

Vida Util (años) 10 15-20 10-15 10 3-4 10 20 4 15 33 33 40 20 10-15 40

Presupuesto VII F-01 Parronales de vid de mesa zona norte (25,2 ha) Item I. I.1

I.2

I.3

I.4

I.5

II. II.1 II.2 III. III.1 III.2 IV. IV.1 IV.2 IV.3

Designación EQUIPO DE RIEGO Línea de Riego Gotero en Línea, 4 l/h, 16 mm Tuberías laterales, polietileno VINILIT, diámetro 16 mm Collares de Conexión Red Hidráulica Tubería principal: PVC C-4, D = 200 mm Tuberías secundarias: PVC C-4, D = 160 mm PVC C-4, D = 140 mm PVC C-4, D = 110 mm Conducción de agua desde la fuente al cabezal, PVC C-4, D = 200 mm Piezas especiales PVC Válvulas Válvula solenoide, D = 4” REPCO Válvula de corta, D = 3” Centro de Control Programador 5 zonas, Tipo NE-R8425 Cabezal de 2 Filtros 32” autom., Tipo AR-322ª Inyector de Fertilizante de 2 HP, trifásico Cableado Alambre eléctrico 1,5 mm Alambre eléctrico 2,5 mm Tubo Conduit PVC 20 mm SUB TOTAL INSTALACION EQUIPO DE RIEGO Excavación y relleno de zanjas Armado de cabezal y colocación de tuberías SUB TOTAL CONSTRUCCION DE OBRAS ANEXAS Decantador en la fuente Caseta protectora cabezal y cámaras de válvula SUB TOTAL GENERALES Transporte de materiales Topografía y estudios de suelos Diseño, Supervisión y Puesta en marcha de la Instalación SUB TOTAL COSTO TOTAL

Unidad

Cantidad

Precio Unitario

Sub-Total Costo US$

N° m

73326 72720

0.14 0.16

10265.64 11635.20

N°

1212

0.50

606.00

m m m m m

804 198 702 1620 288

7.36 4.77 3.63 2.26 7.36

5917.44 944.46 2548.26 3661.20 2119.68

Gl

1

1966.70

1966.70

N° N°

3 3

289.18 52.22

867.54 156.66

N° N° N°

1 2 1

100.87 4277.60 875.15

100.87 8555.20 875.15

m m m

348 2664 1332

0.11 0.19 0.31

38.28 506.16 426.24 51190.68

Gl Gl

1 1

20024.68 12105.32

20024.68 12105.32 32130.00

Gl Gl

1 1

2000.73 1033.80

2000.73 1033.80 3034.53

Gl Gl Gl

1 1 1

1511.90 887.92 3822.84

1511.90 887.92 3822.84

US$

6222.66 92577.87

Presupuesto VII F-02 Frutales Hoja Caduca zona centro-sur (11,52 ha) Item I. I.1

I.2

I.3 I.4

I.5

I.6

II. II.1 II.2 III. III.1 III.2 IV. IV.1 IV.2 IV.3

Designación EQUIPO DE RIEGO Línea de Riego Gotero en Línea, 4 l/h, 16 mm Tuberías laterales, polietileno VINILIT, diámetro 16 mm Collares de Conexión Red Hidráulica Tubería principal: PVC C-4, D = 160 mm Tuberías secundarias: PVC C-4, D = 160 mm PVC C-4, D = 140 mm PVC C-4, D = 110 mm Piezas especiales PVC Válvulas Válvula solenoide, D = 4” REPCO Centro de Control Programador 5 zonas, Tipo NE-R8425 Cabezal de 2 Filtros 32” autom., Tipo AR-322ª Inyector de Fertilizante de 2 HP, trifásico Unidad de Bombeo Motobomba Vogt, Modelo N625/170 Fittings de succión y descarga Cableado Alambre eléctrico 1,5 mm Tubo Conduit PVC 20 mm SUB TOTAL INSTALACION EQUIPO DE RIEGO Excavación y relleno de zanjas Armado de cabezal y colocación de tuberías SUB TOTAL CONSTRUCCION DE OBRAS ANEXAS Caseta protectora cabezal y unidad de bombeo y cámaras de válvulas Instalación eléctrica en baja tensión SUB TOTAL GENERALES Transporte de materiales Topografía y estudios de suelos Diseño, Supervisión y Puesta en marcha de la Instalación SUB TOTAL COSTO TOTAL

Unidad

Cantidad

Precio Unitario

Sub-Total Costo US$

N° m

16200 24000

0.14 0.16

2268.00 3840.00

N°

300

0.50

150.00

m m m m Gl

54 126 366 942 1

4.77 4.77 3.63 2.26 382.96

257.58 601.02 1328.58 2128.92 382.96

N°

2

289.18

578.36

N° N° N°

1 1 1

100.87 4277.60 875.15

100.87 4277.60 875.15

N° Gl

1 1

637.83 303.39

637.83 303.39

m m

240 60

0.11 0.32

26.40 19.20 17775.86

Gl Gl

1 1

7660.47 5533.86

7660.47 5533.86 13194.33

Gl Gl

1 1

1033.80 1605.44

1033.80 1605.44 2639.24

Gl Gl Gl

1 1 1

353.96 553.99 1747.58

353.96 553.99 1747.58

US$

2655.53 36264.96