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.