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RIEGO TECNIFICADORIEGO POR GOTEO DEL MANZANO
Profesor: Agustín Soto
ASIGNATURA: hidráulica II
ALUMNOS: Felipe Morales
Luis Muñoz
Pablo Estévez
Francisca Andrades
INDICE
Introducción…………………………………………………………..………….………1
Historia de la Manzana………………………………………………………….….…..2
Características de Producción………………….……………………………...…….3
Exigencias del cultivo de Manzanos…………………………………….…..…..….4
Sistema de riego por Goteo…………………………………………………….........5
Historia del riego por Goteo……………………………………………………...….6
Memoria de cálculo……………………………………………………………..……..7
Cuadro de Caudal de Emisores………………………………………………….….8
Determinación de la presión en la submatrices………………………………….9
Presupuesto…………………………………………………………..………….……10
Ubicación geográfica del Cultivo……………………………………..………..….11
Topografía…………………………………………………………………..……..…..12
Planos……………………………………………………………………………..……13
Conclusión……………………………………………………………………………..14
Introducción
La aplicación del agua a suelos agrícolas con el propósito de regar los cultivos es uno de los usos alternativos que tiene en muchas zonas. Las prácticas y las necesidades de riego varían considerablemente según las áreas. Uno de los sistemas de riego que más ventajas trae para los cultivos hortícolas, frutícolas, forestales y ornamentales es el sistema de riego por goteo. Este sistema se ha convertido en los últimos años en uno de los tipos de riego más eficientes y económicos a largo plazo en todo el mundo para los cultivos nombrados anteriormente.
El desarrollo económico y social de un país depende de sus posibilidades de alcanzar una producción agropecuaria adecuada a sus necesidades de alimento y tentativamente contar con una sobreproducción para exportar a otros países. Para lograr esos niveles de producción se requiere incorporar superficies a la agricultura a través de proyectos de riego y mejorar los sistemas y prácticas de riego existentes, con el fin de asegurar un uso eficiente de este recurso escaso (suelo) y la continúa productividad de los terrenos regados. Tanto el agua como el suelo con recursos fundamentales del medio ambiente y de la agricultura. La necesidad de manejar adecuadamente estos recursos en forma continua es una de las tareas vitales de nuestra época.
Historia de la Manzana
Su origen estaría situado en la zona de Alma-Ata o Almaty, antigua capital de la república soviética de Kazajistán y actual segunda ciudad más importante del estado kazajo independiente. De hecho Almaty es la forma adjetivada del sustantivo "manzana" en kazajo y es popularmente traducida como "Padre de las Manzanas
El cultivo de Manzana
La manzana es una fruta pomácea comestible obtenida del manzano doméstico (Malus domestica). Es una de las frutas más cultivadas del mundo, siendo China su mayor productor. Otros grandes países productores son Estados Unidos, Turquía, Francia, Italia e Irán. En Latinoamérica, Chile y Argentina encabezan la lista de los mayores productores. Las manzanas crecen en las regiones más frías del centro y sur de Chile. Se cultivan más de 20 especies diferentes en estas regiones. Las exportaciones de manzanas chilenas incluyen variedades tales como la Royal Gala, Braeburn y Fuji. Todas ellas poseen cáscara roja y son famosas por tener pulpa firme y excelente sabor. En Chile la manzana se cultiva en la I, II, IV, V, Metropolitana, VI, VII, VIII, IX, XIV, X regiones.
Características de la Producción
Aunque tampoco existen estadísticas oficiales respecto de la producción nacional de manzanas, se puede hacer una estimación basada en los diversos antecedentes que entregan los catastros e intercatastros regionales de Ciren, relacionados con la producción media regional, la superficie regional, los porcentajes de la producción regional destinados a exportación, mercado interno, jugos y deshidratados y otros antecedentes regionales. De acuerdo a ese análisis se ha estimado una producción nacional de manzanas de 1.624.000 toneladas para el año 2010.
Polinización de la Manzana
Por lo general, el manzano requiere de variedades polinizadoras, puesto que
la autoincompatibilidad es frecuente. Incluso en aquellas variedades parcialmente compatibles, se
suele recomendar la polinización cruzada.14 Se suelen emplear como agentes polinizadores a
manzanos silvestres. Hay numerosos trabajos genéticos encaminados a la obtención de cultivares
auto compatibles.
El manzano, al igual que muchos otros árboles frutales, necesita la ayuda de insectos para la
polinización. Este proceso se conoce como polinización entomófila. Esto ocurre porque el polen del
manzano es pesado para ser trasladado por el viento como ocurre en otras plantas (polinización
anemófila). La polinización entomófila ocurre porque los insectos se posan sobre las flores para
recolectar o alimentarse de su néctar, momento en el cual también recoge polen que recubre su
cuerpo. Al libar la flor siguiente, el insecto puede depositar algunos granos de polen sobre el pistilo
llevándose a cabo la polinización.
Uno de los insectos que cumplen de mejor manera esta función son las abejas, en especial la abeja
doméstica Apis mellifera. Por esto es común que en huertos comerciales se utilicen colmenas, las que
se rentan a un apicultor en época de floración.
Exigencias del cultivo de Manzanos
Clima y suelo:
Es más resistente al frío que el peral y no necesita tanta cantidad de calor y luz para la maduración. Sufre menos con el exceso de frío que con el de calor y prefiere los climas húmedos a los secos.
Las flores son sensibles a las heladas tardías de primavera, la utilización de riego anti-heladas u otros sistemas de protección son habituales en aquellas zonas con elevado riesgo.
El manzano soporta temperaturas inferiores a los -10ºC, sin que por ello se afecte su corteza, aunque al descender por debajo de los -15ºC pueden perderse algunas yemas florales.
La principal limitación para el cultivo del manzano en comarcas meridionales es el requerimiento de horas frío, por encima de las 1.000 horas frío (en función de las variedades).
En las exposiciones sur y sureste, la gran intensidad luminosa puede producir frutos vítreos y los grandes calores favorecen el oscurecimiento interno, la escaldadura superficial o los golpes de sol.
Es menos exigente en suelo que el peral, ya que se adapta a la mayoría de los terrenos, aunque prefiere los de aluvión, silíceo-arcillosos, pero de regadío o muy frescos.
Por tener el sistema radicular superficial puede vivir en terrenos poco profundos.
El agua estancada le resulta perjudicial y tolera el césped mejor que ningún frutal.
Sistema de riego por goteo
El riego por goteo, igualmente conocido bajo el nombre de «riego gota a gota», es un método de irrigación utilizado en las zonas áridas pues permite la utilización óptima de agua y abonos.
El agua aplicada por este método de riego se infiltra hacia las raíces de las plantas
irrigando directamente la zona de influencia de las raíces a través de un sistema de
tuberías y emisores (goteros).
Esta técnica es la innovación más importante en agricultura desde la invención de
los aspersores en los años 1930.
Historia del riego por Goteo
El riego por goteo ha sido utilizado desde la Antigüedad cuando se enterraban
vasijas de arcilla llenas de agua con el fin de que el agua se infiltrara gradualmente
en el suelo. El riego por gota a gota moderno se desarrolló en Israel porque el país
tenía escases de agua, querían aprovechar cada gota. En los años 40 el célebre
granjero mexicano Máximo Alonzo perfeccionó el sistema, llevándolo a su máxima
capacidad de expresión, tal como lo conocemos hoy día..
Con la llegada de los plásticos modernos después de la Segunda Guerra Mundial,
fueron posibles numerosas mejoras. Micro-tubos de plástico y diversos tipos de
goteros han sido empleados en invernadero en Europa y en Estados Unidos.
La moderna tecnología de riego por goteo fue inventada en Israel por Simcha Blass
y su hijo Yeshayahu. En lugar de liberar el agua por agujeros minúsculos, que
fácilmente se podían obstruir por acumulación de partículas minúsculas, el agua se
libera por tuberías más grandes y más largas empleando el frotamiento para
ralentizar la velocidad del agua en el interior de un emisor (gotero) de plástico. El
primer sistema experimental de este tipo fue establecido en 1959 cuando la familia
de Blass en el Kibboutz Hatzerim creó una compañía de riegos llamada Netafim.
A continuación, desarrollaron y patentaron el primer emisor exterior de riego por gota
a gota. En 1976, Gershon Eckstein (empresa DIS) inventa la máquina extrusora de
goteros, eliminando la necesidad de insertar los goteros en el campo.
Posteriormente, los enrolladores automáticos permitieron acelerar la velocidad de
fabricación por encima de los 65m/min. En los años 90, el desarrollo del gotero
antidrenante y anti succión, permitiendo el desarrollo del riego subterráneo.
En la actualidad, se ha concentrado la fabricación de tuberías emisoras en un
pequeño número de fabricantes: Netafim; NaandanJain (Chapin, Thomas Machine,
Point Source Irrigation); John Deere (Roberts, T-System, Plastro), AZUD [1] y otras
como Irritec o Eurodrip.
Por otra parte, la fabricación del gotero autocompensante PC se limita a EEUU,
Israel, Italia y España.
En la evolución del riego por goteo se espera el desarrollo de la fertirrigación
paralelo al riego por goteo (existe una amplia gama de fertilizantes que encuentra en
este sistema la vía más eficiente para su aplicación).
MEMEORIA DE CÁLCULO
Características del terreno
El predio donde se realizara el cultivo de Manzanas tiene las siguientes
características:
El tipo suelo de la localidad es un suelo fresco, Algo arenosos.
El terreno tiene una superficie de 5000 m2
Su ubicación es calle Manuel rodríguez sin número, Colbun VII región
Características del sistema de riego
Considerando las dimensiones del predio se concluye lo siguiente:
Se consideran 18 hileras de pera asiática a 2. 50 mts de distancia una de la otra, las
cuales constan con 61 matas por hileras, ubicadas a 1.5 mts de distancia una de la
otra.
Para obtener una mejor eficiencia en el sistema de riego el predio se divide en 2 dos
sectores
Cada sector contempla 18 laterales
N ° de goteros=91.5−21.50
N ° de goteros=60und por lateral
N ° de goteros=60∗18
N ° de goteros=1080und
El caudal requerido por gotero para este tipo de cultivo es de 4L/H
Q=1080∗4
Q=4320 L/H
El caudal para los siguientes cálculos es necesario transformarlo a m/s entonces:
Q=4320/3600
Q=1.2 /1000
Q=1.2∗10−3
Determinar la altura máxima del sistema de riego
H=hs+he+hf +hm
Donde:
La presión requerida por el sistema de riego hs = 12
La he = 2.5 mts
hf =J∗L
Donde:
J: es la pérdida de carga por metro de la tubería
L: es la longitud de la tubería
J=Q1.85
¿¿¿
Y L = 5mts
Para calcular J tenemos que considerar que tenemos el Q calculado anteriormente en la fórmula 1.1. C es el coeficiente de rugosidad del material que equivale a 150 según la tabla de Hazen y Williams:
Y por último D es el diámetro de la matriz que se utilizara y se calcula de la siguiente forma:
Considerando que la velocidad del flujo será:
v= 4∗QD 2∗π
v=0.747m /s
Entonces nuestro diámetro es:
D=√ 4∗QV∗π
D=√ 4∗1.2 x10−3
0.747∗π
D=0.0452mts Esto equivale a 50 mm
La perdida de carga entonces la podemos determinar puesto que tenemos los datos suficientes para hacerlo:
J=¿¿
J=0.0143m.c .a
Realizados los siguientes cálculos podemos obtener que
Hf=J∗L
Hf=0.0143∗5
Hf=0.0715
Nos queda calcular las pérdidas de cargas menores y para realizar ese cálculo se requiere la siguiente formula
Para este cálculo debemos tener en cuenta la siguiente información:
El proyecto cuanta con los siguientes materiales:En la succión se tiene: 2 codos 90°, 1 válvula antiretorno.En la impulsión se tiene: 2 llave compuerta 100%, 2 codos 90°, 17 tee.
Hm=(K∗V 2)
2G
Donde:
V: es la velocidad del agua en m/s
G: es la aceleración de gravedad que es 9.8m/s
Por último k es el coeficiente de resistencia
Con la información recién señalada podemos determinar “K” de acuerdo a la siguiente tabla.
Hm={(0.90∗0.7472 )2∗9.8 }∗4+{ (2.5∗0.7472 )
2∗9.8 }+{( 0.19∗0.7472 )2∗9.8 }∗2+{(1.8∗0.7472 )
2∗9.8 }∗17
Hm=0.102+0.0711+0.0108+0.87
Hm=1.05mts
Concluyendo
H=18+2.5+0.0715+1.05
H=21.62mts
Una vez calculado el caudal y la altura máxima del sistema podemos concluir que la potencia que tienen que tener la bomba para que este sistema de riego funcione correctamente de ser la siguiente
HP= Q∗H75∗ef
HP=1.2∗21.6275∗0.80
HP=0.43
Es importante señalar que el caudal para el cálculo de la potencia es necesario utilizarlo en L/s
Calculo de laterales y subMatriz
Determinación de presiones en laterales
N° de goteros por laterales
Para calcular el número de goteros por lateral se realiza de la siguiente manera
N °= LS e
Donde:
L: es la longitud del lateral y Se es la distancia entre goteros. Entonces tenemos:
N °=(91.5−2)
1.50
N °=60und
Una vez obtenido la cantidad de goteros se determina el caudal necesario para cada lateral.
Qi=N° de goteros∗qa
Qi: es caudal requerido por gotero para este tipo de cultivo es de 4L/H.
Entonces
Qi=60∗43600
Qi=0.067 l /s
Los 3600 es para trasformar el caudal de L/H a L/S
El siguiente paso a seguir es determinar la perdida de carga en el lateral
Hf=J '∗f∗L
J '= J∗Se+ feSe
Donde:
J’: es la perdida de carga unitaria en una tubería de diámetro D
Se: es la separación entre goteros
Fe: es la longitud equivalente de las pérdidas de carga originadas por el gotero
L: es el largo de la tubería lateral
J=k∗¿
Por lo tanto
J '= J∗1.50+0.241.50
J '=J∗1.16
El cálculo de J es:
J=1.21∗1012¿
J=0.219
La pérdida es en 100 mts
Por lo tanto la perdida unitaria en m.c.a
J=0.219/100
J=0.00219
Entonces
J '=0.00219∗1.16
J '=0.00254
Cuadro de Caudal de Emisores
En conclusión la perdida de carga por lateral es
Hf=J '∗f∗L
Hf=0.00277∗0.72∗91.50
Hf=0.182
El siguiente paso a seguir es calcular la presión en los extremos del lateral
Considerando que tenemos una deferencia de cotas entre el inicio y final del caudal de 0.267mts promedio:
Hm=ha+0.77∗hf −0.267/2
Hn=ha+0.23∗hf +0.267/2
Hm=ha+0.77∗hf +z 1−z 2/2
Hm=10.06
Hn=ha+0.23∗hf + z1−z 2/2
Hn=10.17
Determinación de la presión en la submatrices
N ° de goteros=91.5−21.50
N ° de goteros=60und por lateral
N ° de goteros=60∗18
N ° de goteros=1080und
Caudal medio de submatriz
Qi=N°got∗qa
3600
Qi=1080∗43600
Qi=1.2l / s
Perdidas de cargas
Hf=J∗f∗L
J=k∗¿
Donde:
L: es la longitud de la submatriz
K: es un constante que equivale a 1.21x10˄12
F: es el coeficiente de compensación que es 0.72
D: es 40mm interior es de 36mm
J=k∗¿
J=1.21∗1012¿
J=4.10
J=4.10 En 100 mts, por lo tanto,J=0.041es la perdida unitaria en m.c.a.
Hf=0.041∗0.72∗42.50
Hf=1.25m.c .a
Presupuesto
Ubicación Geográfica
Topografía
Planos
Conclusión
La práctica del riego constituye uno de los elementos más importantes para el incremento de la producción de la agricultura. Ésta práctica fue usada desde antiguos tiempos para paliar las sequías que sistemáticamente han disminuido las posibilidades alimenticias del hombre. Actualmente la tecnología de riego ha llegado a niveles de sofisticación muy altos y se están logrando elevadas eficiencias con los distintos tipos de sistemas de riego.
La práctica del riego constituye uno de los factores más importantes para el desarrollo y crecimiento de las plantas, la cual puede llevarse a cabo mediante el sistema de riego por goteo. El mismo permite una mejor utilización de agua y permite controlar a la perfección los fertilizantes a utilizar, así como suministrar la cantidad de agua exacta requerida por el cultivo en todo momento.
En conclusión, se considera haber dado conocimientos fundamentales de este tipo de riego y no haber agotado el tema, para que puedan ser analizados desde una óptica diferente y que conduzcan a nuevos interrogantes, lo cual es fundamental en toda investigación.