UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA DEPARTAMENTO DE RECURSOS HIDRICOS

PLANIFICACIÓN, DISEÑO, OPERACIÓN, MANTENIMIENTO SISTEMA DE RIEGO EN LAS ÁREAS VERDES URBANAS DE UNALM Y

PROPUESTAS DE INVESTIGACIONES

Ascencios, David (1), Lluen, Jeisson (2), Meza, Karen (3), Hurtado, Jhenny ( 4) De la Cueva María, María Teresa(5)

INTRODUCCION Las áreas verdes urbanas, son espacios que nos brindan beneficios ambientales mejora de la calidad de aire, mejora climática, reducción de ruidos, mejoramiento de hábitat de la fauna y biodiversidad, productos forestales, salud, empleo, recreación, educación, y estética. Población en Lima 9,437.493 habitantes, Áreas verdes urbana 3,479 ha gravedad OMS valor mínimo 9 m2 / habitante. El ratio para la cuidad de Lima es de 3.7 m2/habitante El problema se agudiza debido que la población continúa creciendo y la superficie de área verde no crece a la misma velocidad, afectando la calidad de vida de la población de las ciudades, siendo uno de los principales motivos la escasez y la baja eficiencia de riego del recurso hídrico.

OBJETIVO Planificar, diseñar, operar, mantener el sistema de riego presurizado en las áreas verdes urbanas y realizar propuestas de investigaciones para el uso eficiente del agua, las cuales contribuirán a mitigar los problemas de escases de agua en la cuidad.

UBICACIÓN Provincia: Lima,

AREA EN ESTUDIO 19.66 ha

Distrito: La Molina

UNALM

METODOLOGIA 1 2 3

4 5 6 7 8

OFERTA DE AGUA DEMANDA DE AGUA

CANAL BAJO

Lamina bruta 5mm/día • pH de 7.18 agua ligeramente neutra. • CE = 0.43 dS/m clasifica como una C2, es un agua con moderada Salinidad. • RAS =0.57 S1, bajo en sodio. • El Índice de Saturación de Langelier =-0.235

BALANCE HÍDRICO DEMANDA SEMANAL JARDINES - HUERTO (m3) OFERTA SEMANAL JARDINES - HUERTO (m3) BALANCE

ENE 8.811 14.458 5.647

FEB 9.807 14.984 5.177

MAR 9.979 12.672 2.693

1,6

1,5

1,3

% Satisfaccion de agua

BALANCE HIDRICO SEMANAL JARDINES - HUERTO CANAL CANAL BAJO ABR MAY JUN JUL AGO SEP 8.753 6.732 4.336 3.862 4.332 5.736 13.801 13.232 11.961 12.642 12.023 10.361 5.048 6.499 7.625 8.780 7.691 4.625 1,6

2,0

2,8

3,3

2,8

OCT 6.981 12.290 5.309

NOV 7.712 13.139 5.428

DIC 7.749 13.366 5.616

1,8

1,7

1,7

1,8

CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DEL RESERVORIO PROYECTO: UNALM RESERVORIO PROYECTADO R1A y R1B Altura Borde (m) Libre h (m) Líquido

3.60

Total

4.00

Largo (m) l

L

64.00

74.80

0.40

76.00

Ancho (m) b 32.00

Talud Z

B 42.80

D. Incl. (m)

Volumen (m3)

Área (m2)

6.49

9,372

3,434.26

7.21

10,679

3,605.60

Anclaje (m)

d

1.500

44.00

La 3.25

Revestimento (m 2) (Kg) Arev 4,871.61

-

NOTA: EL ÁREA DE REVESTIMIENTO INCLUYE UN 8.5% ADICIONAL POR CAJA DE SUCCIÓN, BOTA DE EMPALMES Y EMPALMES TRANSVERSALES. Lrev

V =

Brevev

b

B

[

h bl + BL + 3

blBL

]

La= a+Zb+Zh Lrev = [l+2(d+La)] Brev = [b+2(d+La)] Arev= Lrev Brev

l

Zb

L

a

Turno de riego martes y jueves

CARACTERISTICA DE LOS EMISORES

ZONIFICACION Dimensiones y formas de los jardines

ZONIFICACION

Criterio de agrupación de emisores de cada válvulas: • Dimensiones de los jardines • Selección de emisores en función de radio de alcance y caudal • Esp. Del emisor igual al radio • Emisores con velocidad de aplicación similares • Caudal máximo por válvula

ZONIFICACION

Válvula

Turnos conformados por válvulas cercanas y agrupadas con un caudal menor al caudal de la bomba

DISTRIBUCION DE TURNOS 39 TURNOS DE RIEGO Turno 1, agrupa 3 válvulas Caudal menor a 23 L/S

PARAMETROS DE OPERACIÓN T-39 V-111 TURNO

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

N°

CAUDAL

VALV. VALVULA TURNO l/s l/s 1

6,49

2

6,37

3

6,46

4

6,16

5

6,16

40

6,61

37

6,09

38

6,31

39

6,72

31

6,26

32

6,72

36

6,60

29

6,41

30

6,19

35

6,38

43

7,26

44

7,32

34

6,54

6

6,25

8

7,58

9

7,04

7

6,93

14

7,34

15

7,34

10

6,74

11

6,56

12

6,25

41

6,62

42

6,88

33

6,26

19,32

18,93

19,12

TIPO DE EMISOR DE RIEGO rotores de 1/2" y 3/4"

rotores de 1/2" y 3/4"

rotores de 1/2" y 3/4"

CAUDAL N° TURNO VALV. VALVULA TURNO l/s l/s

XI

XII

XIII XVIII

19,58

18,98

21,12

20,87

21,61

19,55

19,76

rotores de 1/2" y 3/4"

rotores de 1/2" y 3/4"

rotores de 1/2" y 3/4"

XIV

XV

XVI

rotores de 1/2" y 3/4"

XVII

rotores de 1/2" y 3/4"

rotores de 1/2"

XVIII

y 3/4"

XIX

rotores de 1/2" y 3/4"

XX

13

6,87

16

6,93

17

6,21

19

6,75

20

6,82

22

6,54

18

6,16

21

6,70

23

6,48

27

7,26

28

6,38

24

6,15

26

6,22

45

4,53

46

7,20

55

2,27

102

4,37

47

6,65

48

4,46

49

3,73

52

7,04

53

6,27

54

3,13

50

7,04

51

7,26

65

6,27

66

6,27

67

6,27

EMISOR DE RIEGO

CAUDAL N° TURNO VALV. VALVULA TURNO l/s l/s

rotores de 1/2" y 3/4"

XXI

rotores de 1/2" 20,11 y 3/4"

XXII

20,01

19,20

6,34

25

TIPO DE

20,12

16,90

13,84

14,84

16,44

rotores de 1/2" y 3/4"

rotores de 1/2" y 3/4"

rotores de 1/2" y 3/4"

rotores de 1/2" y 3/4"

rotores de 1/2" y 3/4"

rotores de 1/2" y 3/4"

XXIII

XXIV

XXV

XXVI

XXVII

XXVIII

rotores de 1/2" 14,30 y 3/4"

XXIX

18,81

XXX

Rotores de 1"

56

7,16

57

7,16

70

6,27

61

6,27

62

7,16

63

6,27

58

7,16

59

6,27

60

6,27

113

8,05

71

5,37

72

5,37

73

5,37

64

7,16

68

7,16

69

6,27

112

6,27

114

7,16

115

8,95

74

7,05

75

7,18

85

7,00

76

7,25

77

6,95

80

7,55

78

7,09

79

6,54

81

6,55

83

5,60

84

7,24

96

7,01

20,59

19,70

19,70

TIPO DE EMISOR DE RIEGO

Rotores de 1"

Rotores de 1"

CAUDAL N° TURNO VALV. VALVULA TURNO l/s l/s

XXXI

XXXII

rotores de 1"

XXXIII 24,16

rotores de 1"

XXXIV 20,59

86

7,90

88

7,29

93

6,88

94

5,34

95

6,77

90

7,02

87

6,74

89

7,08

91

6,60

98

6,94

99

7,16

92

6,70

82

7,06

97

6,96

105

8,55

100

6,83

101

6,50

104

8,20

106

7,01

TIPO DE EMISOR DE RIEGO

22,07

difusores c/boq regulable

19,13

difusores c/boq regulable

20,42

difusores c/boq regulable

20,80

difusores c/boq regulable

22,57

difusores c/boq regulable

21,53

difusores c/boq regulable

12,47

difusores c/boq regulable

12,80

acople c/aspersor de impacto

18,60

goteo autocompensad o

rotores de 1"

XXXV 22,38

rotores de 1"

XXXVI

21,23

difusores c/boq regulable

21,75

difusores c/boq regulable

XXXVII

20,18

difusores c/boq regulable

XXXVIII

19,85

difusores c/boq regulable

XXXIX

103

5,46

107

6,40

108

6,40

109

3,04

110

3,90

111

11,66

DISENO HIDRAULICO-AREA A NIVEL DE VALVULA RIEGO POR ASPERSION –ZONAS DE RIEGO Calcular presiones y caudales a nivel de válvulas Velocidad 1.5 m/s Diámetros 90 mm a 1.5 “

Presión de salida

Presión de entrada

Variación de (qmax - qmin) 10% qmedio) ….. Variación de (pmax - pmin) 20% pmedio

DISENO HIDRAULICO –RED PRINCIPAL Selección de tuberías criterios: • de velocidad, • costo de material • costo energético

Ø 160 mm Ø 140 mm Ø 110 mm Ø 90 mm Ø 75 mm Ø 63mm

Cabezal : filtro, fertiirrigacion y válvulas de control y medición

Válvula de aire

FILTOMAT

Manómetros

Válvula volumétrica Válvula sostenedora

FILTOMAT

SISTEMA DE FERTILIZACION Electro Bomba Válvula aire Filtro

Venturi

PRESION Y CAUDAL DE LA BOMBA

N NOMINAL = 3540 RPM

Δ N → 30 %

N min = 2481 RPM

>

Δ N = 30 %

Δ N máx = 50%

AREAS A TECNIFICAR: AREAS VERDES URBANAS

RED HIDRAULICA Y VALVULAS

BOMBA Y MOTOR

Q= 23 L/S

ADT MAX= 70 mca POTENCIA MOTOR = 30 HP # ETAPAS = 7

CURVAS DE LA BOMBA

AUTOMATIZACION Tub. Porta Emisores

Automatización

Emisores

Fuente de Agua V.Medición

Fitrado

Sistema Bombeo

V.Protección

Tub. Matriz

V.Control

PROGRAMADOR

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO Canales revestidos Red de canales Red de caminos de servicio Reservorios , cámaras seca y húmeda Canal de ingreso al reservorio y canales cercanos Extracción de material flotante Control material sedimentado en el fondo del reservorio Limpieza permanente de la vegetación alrededor del reservorio Limpieza y extracción de material de cámara seca y húmeda

Sistemas de riego en jardines Cabezal de riego •Sistema de filtrado •Sistema de fertilización •Válvulas de control y medición

Bomba y motor Red principal de riego ( purgas y cables eléctricos) Turnos de riego electroválvulas y purgas Limpieza de emisores (difusores, rotores y aspersores de impacto)

CAPACITACION A LOS ALUMNOS

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN DE LAS ÁREAS VERDES URBANAS 1. Cultivos , agua y suelo

2. Tecnologías de riego y redes de riego 3. Cambio climático y efecto en los cultivos

1. Cultivos , agua y suelo

Determinación de las necesidades de agua de los cultivos . Determinación de los coeficientes de los cultivos y requerimientos hídricos

Césped Arboles Arbustos flores

Bahiana

Esmeralda

Bermuda

Ryegrass Diferentes tipos de césped, se requiere evaluar : • Requerimiento de agua • Resistencia a la sequia y • Uso permanente ( compactación)

http://cesped.org.es/ryegrass

1. Cultivos , agua y suelo

Cambio cedulas de cultivo, plantas de menor requerimiento de agua Es conviene diseñar por hidrozonas, con especies que tengan requerimientos hídricos y necesidades de iluminación similares. Dentro de cada hidrozona habrá que combinar la forma, color y textura de las plantas para lograr el objetivo deseado.

1. Cultivos , agua y suelo

Programación de riego

-¿Cuanto ? -¿C uando ? -¿Cómo aplicar el agua de manera uniforme?

CONOCIMIENTO DEL CULTIVO

SENSORES Mediciones en la planta y suelo

CONTROLADORES

1. Cultivos , agua y suelo Monitoreo de la calidad del agua Monitoreo de la calidad del agua física, química y biológica en diferentes partes del sistema ( canal, reservorios, filtros y emisor ) para determinar las mejoras respectivas del sistema como mejoramiento de estructuras hidráulicas, filtros o realizar otras acciones . Así mismo monitoreo de las respuesta de las plantas

1. Cultivos , agua y suelo Control de algas en reservorios Se requiere el control de algas en los reservorios para evitar los posibles danos en los componentes del sistema de riego, para lo cual se puede evaluar: • Sustancias químicas • Coberturas sobre el reservorio • Crianza de peces controlada • Rayos ultrasonidos Determinar las ventajas y desventajas y su viabilidad para su aplicación en los reservorios

1. Cultivos , agua y suelo Utilización de aguas residuales para riego Evaluación de las posibilidades de utilización de las aguas residuales en función de las condiciones hidráulicas, técnicas y económicas. Determinación de los parámetros de calidad exigibles para la reutilización en los jardines y parques. Análisis de las limitaciones y posibilidades técnicas y económicas de la reutilización, en relación con la escasez de agua y posible fuentes alternativas.

2. Tecnologías de riego y redes de riego Aspersión Tecnología de riego Adaptación de la tecnología y equipamientos apropiados para las condiciones climáticas, topográficas edáficas, disponibilidad y, calidad de agua, productivas y financieras . Realizar estudios comparativos Goteo subterráneo

Gravedad

2. Tecnologías de riego y redes de riego Análisis de las características hidráulicas y calidad de componentes de sistemas de riego presurizado La calidad de fabricación y funcionamiento en los sistemas de riego a presión es uno de los requisitos para garantizar la uniformidad de riego, productividad agrícola, ahorrando agua, fertilizantes, mano de obra y energía. Por ello se están ensayando componentes de riego (goteros, micro aspersores, aspersores válvulas, filtros, etc. ) Diseño y construcción de bancos de

2. Tecnologías de riego y redes de riego Durante los últimos años se han construido numerosas redes de riego para obtener un mayor control y eficiencia del agua aplicada y, en consecuencia, una reducción de las dotaciones a aplicar. Las redes construidas funcionan con una organización del riego por turnos en su mayoría o a la demanda y en ambos casos las condiciones de funcionamiento (Tiempo de riego, presión , caudal por unidad de superficie de la válvula ) pueden alejarse de las necesidades reales, no garantizando presiones y caudales apropiados. Se realizan análisis comparativos de las variables utilizando los modelos hidráulicos y los sistemas instalados, a nivel de red principal, turnos de riego y válvulas.

Diseño y análisis de las redes de riego a presión, estudios comparativos de modelos hidráulicos y simulación

2. Tecnologías de riego y redes de riego Inventario, mejoramiento de infraestructura hidráulica Inventario y mejoramiento de infraestructura hidráulica De canales y obras de arte acciones : realce de canales, vertederos laterales compuertas, desarenadores, sifones , tomas flotantes entre otros. Medición de sedimentos

2. Tecnologías de riego y redes de riego Eficiencias de riego y energética - análisis de costos energéticos en los sistemas de riego Evaluación de los sistemas instalados y la determinación de la eficiencia de riego y energética de los sistemas de riego, costos energéticos. Selección técnica económica de red de tuberías

3. Cambio climático y efecto en los cultivos Gestión del riego SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA • Permiten integrar y visualizar de forma espacial y tabular la información, creando sistemas de consulta para la toma de decisiones. •Modelos en sistemas de información geográfica nos permitirán la programación de riego y seguimiento adecuado.

Cambio climático y efecto en los cultivos Un análisis del estado actual de las variables climáticas e hídricas de las regiones, cuencas, valles considerando el calentamiento global ( modelamiento), revela que seguir con el modelo actual de uso y gestión del agua puede resultar en el crecimiento de las zonas áridas y en la reducción significativa de oportunidades de captación, almacenamiento y usos del agua, agravando la seguridad hídrica y de la desertificación. Lo cual requiere medidas de adaptación al cambio climático Acciones : Monitorear sedimentación Cambio de cultivos Propuesta de infraestructura Limpieza de canales ( R. gravedad) Reducción de áreas sembradas, nuevas fuentes de agua

CONCLUSIONES

•El sistema de riego está operando satisfactoriamente, siendo necesario realizar la calibración del modelo, con la situación actual.

•La programación del riego esta funcionando de acuerdo a lo planteado en el proyecto en forma adecuada, es necesario plantear una nueva programación en función de las condiciones actuales del proyecto, considerando la presencia del fenómeno del niño. •El funcionamiento del sistema de riego de áreas verdes urbanas, dependerá de la adecuada operación y mantenimiento, para lo cual se necesita proporcionar a la Oficina de Servicios Generales, los presupuestos adecuados para la contratación del personal, materiales y equipos. •Desarrollar las líneas de investigación presentadas con los alumnos de pregrado y posgrado, para mejorar el sistema de riego de la UNALM y difundir, aplicar o adaptar los procedimientos y resultados para los parques y jardines de Lima

RECOMENDACIONES •Contar con el presupuesto en los momentos adecuados para la operación y mantenimiento del sistema de riego, para evitar deterioro en el sistema de riego. •La intervención de un equipo multidisciplinario de especialistas en diferentes especialidades de la Facultad de Agronomía, Forestales, Meteorología, Biología, Pesquería, Arquitectos entre otras, para definir y desarrollar líneas de investigación en sus áreas así como la participación activa de los usuarios.