Manual práctico para el diseño de sistemas de …

1 Manual pr cticopara el dise o de sistemasde minirriegoPrograma Especial para la Seguridad Alimentaria (PESA)Juli n Carraz n Aloc nIngeniero Agr nomoOrganizaci n de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentaci n (FAO)Viale delle Terme di Caracalla, 00100 Roma, ItaliaSERIE: Tecnolog asTecnolog as y metodolog as validadas para mejorar la seguridad alimentariaen las zonas de actuaci n del Programa PESA en HondurasManual pr ctico para el dise o de sistemas de minirriegoTodos los derechos reservados. Se autoriza la reproducci n y difusi n de materialcontenidoenesteproductoparafines educativos u otros fines no comerciales sinprevia autorizaci n escrita de los titulares de los derechos de autor, siempre que proh be la reproducci n del material contenido en este producto informativopara venta u otros fines comerciales sin previa autorizaci n escrita de lostitulares de los derechos de autor. Las peticiones para obtener tal autorizaci ndeber n dirigirse al Programa Especial para la Seguridad Alimentaria (PESA) enCentroam rica, nDar o, ,TegucigalpaHonduras, o por correo electr nico a FAO2007 Autor:Juli n Carraz n Aloc n Ingeniero Agr nomoProfesional Asociado PESA-HondurasRevisi n t cnica:German FloresApoyo en revisi n y edici n final:Andr s Conrado G mezFotograf a: PESA HondurasDise o gr fico: ComunicaEdici n:octubre de 2007 Impresi n: Impresiones IndustrialesTiraje: 500 ejemplaresImpreso y editado en HondurasMayor informaci n: Tel fonos 232-3180 / n.

2 9 Introducci n ..11M dulo 1. Particularidadesde los sistemas de Apropiamiento por partede los productores .. Tama o .. Tecnolog a y costo .. Dise o Localizaci n .. 16M dulo 2. Factores de xitode los proyectos de Visi n integral y sist mica .. Disponibilidad y propiedadde la tierra .. Disponibilidad y propiedaddel agua .. La participaci n de los productoreses agr colasaparte de los del alosmercadosy planificaci n de la producci Acceso al capital .. Servicio de extensi n agr cola .. Manejo integrado de suelo,agua y cultivo .. Panor mica general de laestrategia a seguir .. Espiral descendente en elfuncionamiento de los sistemasde riego .. 26M dulo 3. Recurso agua .. Concepto de caudal .. Tipos de fuentes .. Calidad del agua .. 39M dulo 4. Propiedades f sicasdel suelo .. Composici n del Textura .. Densidad Contenido de agua en el suelo .. Infiltraci n .. 60M dulo 5. Clima .. Fuentes potenciales de Precipitaci n.

3 Evapotranspiraci 70M dulo 6. Estudio topogr Procedimiento .. C Dibujo de 83M dulo 7. Predimensionamiento .. Estimaci n de rea regable .. Caudal continuo m nimo que necesitamos para regar una determinada rea .. 90M dulo 8. Elecci n del sistema de riego .. 93M dulo 9. Proceso general de dise o ..97M dulo 10. Dise o agron mico .. C lculo de las necesidades netas de riego m ximas .. C lculo de los par metros de riego .. 104M dulo 11. Conceptos b sicos de hidr ulica .. Ecuaci n de Hidrost Hidrodin mica .. Estimaci n de las p rdidas de carga .. Golpe de 129M dulo 12. Dise o hidr Unidades de medida .. Procedimiento .. 141 Referencias y bibliograf a ..161 ndice de anexosAnexo A. Nomenclatura .. 165 Anexo B. Conversi n de unidades .. 168 Anexo C. Materiales de PVC y 169 Anexo D. Utilizaci n del nivel Abney .. 173 Anexo E. Ensayo de aspersores .. 179 Anexo F. C lculo de la precipitaci n 181 Anexo G. Tolerancia relativa de los cultivos agr colas a la salinidad.

4 183 Anexo H. Ensayos de suelo .. 186 Anexo I. C digo Visual Basic para el c lculo de las p rdidas de carga mediante la ecuaci n universal de Darcy-Weisbach .. 195 Anexo J. Lista de estaciones clim ticas con datos disponibles en Hargreaves (1980) y en la base de datos FAO/CLIMWAT .. 196 Anexo K. Fases y coeficientes de cultivo .. 200 Anexo L. P rdidas de carga singulares .. 207 Anexo M. Reguladores de presi 211 Anexo N. Herramientas para el c lculo hidr ulico .. 215 Anexo O. Mapas de precipitaci n y temperatura media anual de Honduras .. 217 ndice de tablasTabla 1. Coeficientes de descarga paravertederos triangulares.. 34 Tabla 2. Ejemplo de c lculo de caudalmediante molinete.. 38 Tabla 3. Iones m s comunes en el aguapara riego y pesos 39 Tabla 4. Grado de restricci n para lautilizaci ndelaguaen funci ndelasalinidad.. 41 Tabla 5. Toxicidad por ionesespec 43 Tabla 6. Riesgo de obstruccionesen riego localizado.. 43 Tabla 7. Problemas varios con la calidaddel agua.. 44 Tabla 8.

5 Par metros normalmenterequeridos en an lisis de aguapara riego.. 45 Tabla 9. Ejemplo de resultados delaboratorio.. 46 Tabla 10. Resumen de las propiedadesf sicas de los suelos.. 58 Tabla 11. Profundidad radicularefectiva de los cultivos m s comunes.. 59 Tabla 12. Ejemplo de serie de datosde precipitaci n.. 68 Tabla 13. Estimaci n de valores del ndicede precipitaci n (Ip) para diferentesprobabilidades.. 69 Tabla 14. Valores de KCpara finesde dise 74 Tabla 15. Formato de toma de datostopogr ficos .. 80 Tabla 16. Procesamiento manualde datos topogr 81 Tabla 17. Equivalencias entre distanciasreales y en el plano a diferentesescalas.. 84 Tabla 18. Valores de ET0calculadosde acuerdo a cada zona clim 89 Tabla 19. Ventajas e inconvenientesde los principales sistemas de 93 Tabla 20. Datos clim ticosde la estaci n de Santa B rbara.. 101 Tabla 21. Datos de los cultivosdel proyecto.. 102 Tabla 22. C lculo de necesidadesnetas para cultivos 104 Tabla 23. Eficiencia de aplicaci n.

6 106 Tabla 24. Valores del factorde reducci n por la pendiente.. 106 Tabla 25. C lculo de d ficitsde caudal en los aspersores.. 112 Tabla 26. Relaci n entre SDRy 121 Tabla 27. Valores del coeficientede rugosidad 127 Tabla 28. Valores del factor Cde la ecuaci n de 128 Tabla 29. Rangos de velocidaden tuber as y mangueras.. 150 Tabla 30. Tabla de selecci nde di metros v lidos.. 151 ndice de figurasFigura 1. Variables que interaccionanpara determinar el potencial productivode un cultivo .. 19 Figura 2. Estrategia de manejo de aguaen zonas de ladera .. 25 Figura3. Causas y efectosdelaespiraldescendente de funcionamiento de lossistemas de riego .. 26 Figura 4. Caudal por una tuber acircular .. 29 Figura 5. C lculo del volumenaproximado de un 31 Figura 6. C lculo del volumende un 32 Figura 7. Vertedero de pared 32 Figura 8. Colocaci n de la reglagraduada .. 33 Figura 9. Vertedero triangular .. 34 Figura 10. Vertederos rectangulares .. 35 Figura 11. Vertedero de Cipolletti.

7 35 Figura 12. Medici n de caudalcon 36 Figura 13. Lugares donde tirar elflotador y medici n de 36 Figura 14. Medici n con 37 Figura 15. C lculo del caudal de una corriente apartirde lasmedidasde un molinete .. 38 Figura 16. Efectos combinadosde la salinidad y la RAS en la infiltraci ndel agua .. 42 Figura 17. Composici n del suelo .. 51 Figura 18. Diagrama esquem ticodel 52 Figura metrode laspart culasdel suelo seg n la clasificaci n USDA .. 52 Figura 20. Tri ngulo de texturasseg n clasificaci n 53 Figura 21. Contenido de aguadel suelo expresado en altura de l minade agua .. 55 Figura 22. Estados de humedaddel 56 Figura 23. S mil entre el sueloy un barril de agua .. 57 Figura 24. Relaci n general entre texturay caracter sticas de agua en el suelo .. 58 Figura 25. D ficit permisiblede manejo .. 60 Figura 26. Curvas de infiltraci n .. 61 Figura 27. Equivalencia entre volumende precipitaci n y altura de l minade agua .. 66 Figura 28. Cambio en los coeficientesde cultivo (KC) a lo largo de lasdiferentes fases.

8 73 Figura 29. Cambio en los coeficientesde cultivo (KC) de un 75 Figura 30: Nivel de mano Abney,br jula de espejo y cinta m trica .. 79 Figura 31. Distancias en topograf a .. 82 Figura 32. Planos altim tricoy planim 85 Figura 33. Proceso general de dise odel sistema de 98 Figura 50. Necesidades de ajustede las CRP .. 147 Figura 51. Reajuste de las CRP .. 148 Figura 52. Resoluci n del problemade puntos en U mediante el cambiode timbraje de las tuber 148 Figura 53. L nea piezom tricam nima .. 150 Figura lasl neasde gradiente hidr ulico en la plantilla .. 153 Figura 55. Inicio del trazado de la l neapiezom 154 Figura 56. Acomodo de la l neapiezom trica a la necesidad de presi ndin mica de la toma .. 155 Figura 57. Trazado definitivo de la l neapiezom 155 Figura 58. Determinaci n anal ticadel punto de cambio de di metro .. 156 Figura 59. Exceso de presi ndin 157 Figura 60. Ejemplo de planoaltim trico 159 Figura 34. Ejemplo de c lculode necesidades netas de 103 Figura 35.

9 Datos t cnicos de tres tiposde aspersor de una conocida marca .. 37. Sistema en equilibrioest tico .. 120 Figura 38. Niveles est ticosen una red a presi 121 Figura 39. Sistema en equilibriodin 122 Figura 40. Casos particularesde la l nea piezom 123 Figura 41. Rugosidad interna de lastuber as y mangueras .. 124 Figura 42. Conceptos de hidrost ticae hidrodin 125 Figura 43. Sobrepresi n por golpede ariete con cierre 131 Figura 44. Sobrepresi n por golpede ariete con cierre r pido .. 132 Figura 45. Determinaci n gr ficade presiones m xima y m nima .. 133 Figura 46. Ejemplo de c lculo de lasobrepresi n por golpe de ariete .. 137 Figura 47. Situaci n de necesidadesde presi n din mica en el perfilaltim 144 Figura 48. Colocaci n preliminarde CRP .. nde CRPen sistemas con 146 Compton L. PaulRepresentante de la FAOH ondurasGerman FloresCoordinador T cnico NacionalPESA Honduras9 Presentaci nLas comunidades asistidas por el Programa Es-pecial para la Seguridad Alimentaria (PESA)secaracterizan por encontrarse en zonas secas deladera con precipitaciones muy err ticas, raz npor la cual sus sistemas de cultivos est n ex-puestos a sufrir p rdidas en la producci n debido a factores como los largos periodos de escasezde lluvias durante el invierno.

10 Ante esta proble-m tica, se buscan opciones tecnol gicas que ayuden a los productores a enfrentar estascondiciones clim ticas; as , una de las respues-tas al problema es el minirriego, el cual se puede emplear como recurso complementarioo para producciones bajo regad o en la pocade tal sentido, elPESA, consciente de la impor-tancia de abordar el minirriego con un enfoqueintegral ya que se debe visualizar como unfactor de producci n m s dentro del conjunto defactores que interaccionan para definir un mayorpotencial productivo para el cultivo , ha venido ocup ndose del fortalecimiento de los recursoshumanos y del desarrollo de las capacidadesproductivas de las familias y de las organizacio-nes que les prestan servicios de asistencia t c-nica, con el prop sito fundamental de que mejo-ren sus estrategias en el manejo integral de losrecursos naturales y en la infraestructura de pro-ducci n que les permitir n la disponibilidad pre-sente y futura del agua y, por ende, de la trans-formaci n de sus sistemas de producci.