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PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL IRRIGACIONES

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE UNIVERSIDAD SANTA MARÍA PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

RIEGO POR ASPERCION – PROYECTO MAJES

D O C E N T E :

ING. ARROYO AMBIA, ARTURO FELIX A L U M N O S :

CAMPOS VELIZ, BRYAN ALEJANDRO CACERES QUENTA, RONY CORRALES BOURONCLE, ADRIAN MORALES PINTO ALEXIS DONOVANN

2016


RIEGO POR ASPERCION – PROYECTO MAJES

INTRODUCCIÓN: En el trabajo presente, realizaremos la distribución de las tuberías de conducción y de los ramales para el proyecto Majes por medio de sistema de riego por aspersión. Teniendo en consideración las características y propiedades de cada cultivo, tanto sus necesidades como las demandas de riego para cada una de ellas. También se realizara la selección del aspersor que cumpla con las necesidades hídricas del cultivo, así como las de distribución, y presiones para cada uno de los ramales.

OBJETIVOS: -

Determinar las propiedades hídricas de cada uno de los cultivos así como su necesidad de agua para su correcto desarrollo.

-

Realizar la distribución de ramales y la selección del aspersor, para lograr una adecuada distribución del agua en toda el área de siembra.

-

Determinar los diámetros y las presiones de las tuberías así como también ver si es que cumple con la regla del 20%.

CONCEPTOS FUNDAMENTALES: Riego por aspersión: El riego por aspersión es una modalidad de riego mediante la cual el agua llega a las plantas en forma de "lluvia" localizada. Ventajas



El consumo de agua es menor que el requerido para el riego por surcos o por inundación;



Se puede dosificar el agua con una buena precisión



No afecta el material vegetal sometido a riego, ya que se elimina la presión que el agua puede ofrecer a las plantas; y como es homogénea su distribución sobre el material vegetal, el riego de la vegetación por aspersión es total y se distribuye suavemente el agua sobre toda el área deseada.

Inconvenientes



El consumo de agua es mayor que el requerido por el riego por goteo; siendo este muy importante en cada caso de riego



Se necesita determinar bien la distancia entre aspersores, para tener un coeficiente de uniformidad superior al 80%.

Aspersor: Un aspersor, es un dispositivo mecánico que en la mayoría de los casos transforma un flujo líquido presurizado y lo transforma en rocío, asperjándolo para fines de riego.


PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO: Primero se obtuvo la demanda y oferta para cada uno de los cultivos a sembrar y se halló el balance hídrico:

Aji paprika

Maíz

tara

OFERTA (m3/mes)

703498.68

690598.68

371798.68

DEMANDA (m3/mes)

703436.54

690438.63

371739.29

62.14

160.05

59.39

BH

Después con las propiedades de cada cultivo se hallaron las necesidades y demandas propias para cada cultivo:

Aji paprika Capacidad de Campo (%)

Maíz

tara

24

24

24

Punto de Marchitamiento %)

8

8

8

Densidad aparente (gr/cm3)

1.3

1.3

1.3

Profundidad radicular (cm)

50

100

60

Descenso tolerable o Umbral de riego(%)

30

55

45

Profundidad util Dosis de Riego Neta(mm)

-

-

-

31.2

114.4

56.16

62.14

160.05

59.39

2.25

5.61

2.03

90

90

90

Dosis Bruta(mm) Necesidad Hidrica Bruta de Punta (mm/dia)

34.67

127.11

62.40

2.50

6.23

2.25

Frecuencia de riego

13.88

20.40

27.67

14

21

28

Balance Hidrio o Nec. Hidr. Neta(mm/mes) Necesidad Hidrica Neta de Punta Ef(%)

Frecuencia de riego (dias)

Precipitación, duración de cada posición y distancia entre ramales:

Precipitacion mm/h

11.600

11.600

11.600

Duracion en cada posicion

2.989

10.958

5.379

Tmin

3.000

11.000

6.000

Precipitacion Real mm/h

11.556

11.556

10.400

DISTANCIA ENTRE RAMALES (m)

18.000


Numero de ramales, espacios y posiciones para la distribución óptima en nuestra área de riego

CALCULO DE RAMALES

66.67

NUMERO DE RAMALES

66

SOBRA DISTANCIA

12

ESPACIOS

65

posiciones

132

66 dias si tuviera 1 ramal 33 dias si tuviera 2 ramal 22 dias si tuviera 3 ramal 11 dias si tuviera 6 ramal 7.3 dias si tuviwea 9 ramales 6 dias si tuviwea 11 ramales

Calculo del número de aspersores, caudal de cada aspersor y caudal total:

Aji paprica CALCULO DE ASPERSORES Asperores x ramal

Maiz

L(m)

tara 1800

150.00

Caudal de cada aspersor(m3/h)

2.50

2.50

2.25

Caudal de cada aspersor(lt/s)

0.69

0.69

0.62

618.71

618.71

556.84

Caudal total (m3/h)


Esquema hidráulico:

Distribución de líneas de conducción y ramales en toda el área de siembra:


Distribución de líneas de conducción y ramales en toda el área de siembra:


Calculo de presiones y diámetro de tuberías:

Para la tubería de conducción: TUBERIA DE CONDUCCION

ø Cota (m)

ø (mm)

Long(m)

V-0

1,058.5

-

V-1

1,056.5

138.00

630

V-2

1,052.0

333.00

V-3

1,039.5

V-4

(plg)

Qt (m3/h) C (PVC) hf(m) 618.7119

150

25.00

618.7119

150

630

25.00

618.7119

1,012.00

630

25.00

1,025.0

820.00

630

V-5

1,022.0

166.00

V-6

1,013.0

V-7 V-8

Pres Parcial

∆Z

0.050

0 2.00

1.950

150

0.120

4.50

6.330

618.7119

150

0.366

12.50

18.464

25.00

618.7119

150

0.296

14.50

32.668

630

25.00

618.7119

150

0.060

3.00

35.608

1,055.00

630

25.00

618.7119

150

0.381

9.00

44.227

1,000.0

931.00

630

25.00

618.7119

150

0.336

13.00

12.664

994.0

523.00

630

25.00

618.7119

150

0.189

suma

4,978.00

6.00

0

**V.R.P

18.475

1.798

Presion en el punto V-8

18.475 m **V.R.P. : Válvula rompe presión

Para la red de tubería secundaria: RED TUBERIA SECUNDARIA Punto Punto inical Final

Cotaas (m)

Long(m)

ø (mm) ø (plg)

994

Qt (m3/h)

∆Z

Pres Parcial

0.00

18.475

Es la presion en el punto: PB3-1

0.154 3.00 0.090 4.00 0.389 3.00 0.106 7.00

21.320

PB3-2

17.230

PB3-3

13.841

PB3-4

6.735

PB3-5

C (PVC) hf(m)

618.7119

PB3-1

PB3-2

991

646.0

630

25.00

494.9695

150

PB3-2

PB3-3

995

642.0

630

25.00

371.2271

150

PB3-3

PB3-4

998

644.0

400

16.00

247.4847

150

PB3-4

PB3-5

1005

633.0

400

16.00

123.7424

150


OPTIMIZACION : LOS DIAMETROS VARIAN EN UN MISMO TRAMO PARA REDUCIR LOS COSTOS Y AUMENTAR LAS PERDIDAS DE CARGA POR FRICCION.

1 Punto Punto inical Final

RED TUBERIA SECUNDARIA Cotas (m)

Long(m)

ø (mm) ø (plg)

Qt (m3/h)

C (PVC) hf(m)

123.7424 PB3-1

994

∆Z

Pres Parcial

21.00

343.0

250

10.00

123.7424

150

0.567

5.25

18.475

-

537.0

200

8.00

123.7424

150

2.631

5.25

21.094

-

493.0

160

7.00

123.7424

150

7.160

5.25

19.184

204.0

160

7.00

123.7424

150

2.963

5.25

21.471

A

973

Determinación del diámetro para cada ramal, cálculo de la pérdida de carga (Hf) para cada uno de los tramos y su respectiva corrección y comprobación:

CALCULO PARA 1 RAMAL EN EL PUNTO MAS ALEJADO DEL TRAMO: PB3-1 A Numero de aspersores por ramal 18 Caudal (m3/h)

44.928

Longitud (m) Diametro (mm)

324 101

Pi (m.c.a.) Hf (m) Coeficiente de Cristiansen (x=s) F= Pf

Hf<0.2Pa + ΔZ

4.0 pulgadas

C (aluminio)

Hf corregida

Comprobacion Regla del 20%

130

3.35

<

21.471

OK

8.83 0.379 3.35 18.125

CALCULO DE LA PRESION DE FUNCIONAMIENTO Pa Caudal unitario 1 aspersor Extrapolando se obtiene

qu=

2.496

m3/h

Pa (kg/cm2)

3.1

Radio R

32/2= 16

Se estima q deberia usarse aspersores de 13/64 *1/8" (VER TABLA 1)

31 mca m

6.2



2

RED TUBERIA SECUNDARIA

Punto Punto inical Final

ø (mm) ø (plg)

Cotas (m)

Long(m)

991

343

315

13.00

123.7424

150

0.184 3.60

21.320

-

537.0

250

10.00

123.7424

150

0.887 3.60

24.033

-

348.0

200

8.00

123.7424

150

1.705 3.60

25.928

-

174.0

160

7.00

123.7424

150

2.527 3.60

27.001

174.0

140

6.00

123.7424

150

4.842 3.60

25.759

PB3-2

B

973

Qt (m3/h)

C (PVC) hf(m)

∆Z

Pres Parcial


CALCULO PARA 1 RAMAL EN EL PUNTO MAS ALEJADO DEL TRAMO: PB3-2 Numero de aspersores por ramal

18

Caudal (m3/h)

44.928


101

Pi (m.c.a.) Hf (m) Coeficiente de Cristiansen (x=s) F= Pf


324

C (aluminio)

Hf corregida

B

Hf<0.2Pa + ΔZ

4.0 pulgadas 130

3.35

<

25.759

OK

8.83 0.379 3.35 22.413


qu=

2.496

m3/h

Pa (kg/cm2)

3.1

Radio R

32/2= 16


31 mca m

6.2



3



ø (mm) ø (plg)

Cotas (m)

Long(m)

995

343

315

13.00

123.7424

150

0.184 4.20

17.230

537.0

250

10.00

123.7424

150

0.887 4.20

20.543

-

348.0

200

8.00

123.7424

150

1.705 4.20

23.038

-

174.0

160

7.00

123.7424

150

2.527 4.20

24.711

174.0

160

7.00

123.7424

150

2.527 4.20

26.384

PB3-3

C

974

Qt (m3/h)

C (PVC) hf(m)

∆Z

Pres Parcial



20

Caudal (m3/h)

49.92


C


360 101

C (aluminio) Pi (m.c.a.) Hf (m) Coeficiente de Cristiansen (x=s) F= Hf corregida Pf

Hf<0.2Pa + ΔZ

4.0 pulgadas 130

4.52

<

26.384

OK

11.92 0.379 4.52 21.865


qu=

2.496

m3/h

Pa (kg/cm2)

3.1

Radio R

32/2= 16


31 mca m

6.2


OPTIMIZACION: LOS DIAMETROS VARIAN EN UN MISMO TRAMO PARA REDUCIR LOS COSTOS Y AUMENTAR LAS PERDIDAS DE CARGA POR FRICCION

4



ø (mm) ø (plg)

Cotas (m)

Long(m)

998

343

315

13.00

123.7424

150

0.184 3.60

24.711

537.0

250

10.00

123.7424

150

0.887 3.60

27.423

-

348.0

200

8.00

123.7424

150

1.705 3.60

29.318

-

174.0

160

7.00

123.7424

150

2.527 3.60

30.391

174.0

160

7.00

123.7424

150

2.527 3.60

31.464

PB3-4

D

980

Qt (m3/h)

C (PVC) hf(m)

∆Z

Pres Parcial



20

Caudal (m3/h)

49.92


D


360 101

C (aluminio) Pi (m.c.a.) Hf (m) Coeficiente de Cristiansen (x=s) F= Hf corregida Pf

4.0 pulgadas 130

Hf<0.2Pa + ΔZ

4.48

31.464

<

6.2

OK

11.92 0.376 4.48 26.982


qu=

2.496

m3/h

Pa (kg/cm2)

3.1

31 mca

Radio R

32/2= 16

m

Se estima q deberia usarse aspersores de 13/64 *1/8" (VER TABLA 1) OPTIMIZACION : LOS DIAMETROS VARIAN EN UN MISMO TRAMO PARA REDUCIR LOS COSTOS Y AUMENTAR LAS PERDIDAS DE CARGA POR FRICCION


5



Cotas (m)

PB3-5

1005

Long(m)

ø (mm) ø (plg)

Qt (m3/h)

C (PVC) hf(m)

∆Z

Pres Parcial

343

315

13.00

123.7424

150

0.184 5.60

6.735

537

250

10.00

123.7424

150

0.887 5.60

11.447

-

348

200

8.00

123.7424

150

1.705 5.60

15.342

-

174

160

7.00

123.7424

150

2.527 5.60

18.415

174

160

7.00

123.7424

150

2.527 5.60

21.488

E

977

Determinación del diámetro para cada ramal, cálculo de la pérdida de carga (Hf) para cada uno de los tramos y su respectiva corrección y comprobación: CALCULO PARA 1 RAMAL EN EL PUNTO MAS ALEJADO DEL TRAMO: PB3-5 Numero de aspersores por ramal

E

20

Caudal (m3/h)

49.92

Longitud (m)


360

Diametro (mm)

100

C (aluminio)

130

Pi (m.c.a.)

Hf<0.2Pa + ΔZ

4.0 pulgadas

4.71

<

21.488

Hf (m) Coeficiente de Cristiansen (x=s) F= Hf corregida

6.2

OK

12.51 0.376 4.71

Pf

16.783

CALCULO DE LA PRESION DE FUNCIONAMIENTO Pa Caudal unitario 1 aspersor Interpolando se obtiene

qu=

2.496

Pa (kg/cm2)

3.1

Radio R

32/2= 16

COMPROBACION DE SEPARACION MAXIMA Tipo

Entre ramales

Rectangular Smax=

1.3

1.3*R=1.3(16.00)=

Entre aspersores 1 20.8 >18.00 OK!!


m3/h 31 mca m


TABLA 1

Fuente :Fabricante de aspersores GALEON


CONCLUSIONES: El tubo de conducción tiene un diámetro de 630 mm. Se dispuso la colocación de una válvula rompe presión donde la presión supera los 50mca debido a la diferencia de cotas.

En las tuberías secundarias calculamos diámetros que van desde los 400 mm y disminuyen progresivamente hasta los 160 mm. (Ver Plano en archivo Cad.)

El diámetro de los ramales son todos de 100 mm o 4 pulgadas, cumplen la regla del veinte por ciento y tienen presiones dentro del rango que especifica el fabricante.

El riego por aspersión, comparado con los otros sistemas de riego es muy eficiente debido a que en otros sistemas como el riego por gravedad se desperdicia demasiada agua.

En cuanto a sus desventajas seria que consumo de agua es mayor que el requerido por el riego por goteo y también Se necesita determinar bien la distancia entre aspersores, para tener un coeficiente de uniformidad superior al 80%. Es importante que se tenga datos precisos del relieve topográfico del área a sembrar debido a que si no es así se cometerán errores al momento del cálculo y las presiones necesarias para los aspersores no serán las adecuadas. Es muy importante una correcta distribución de los ramales para lograr una adecuada distribución de agua en todo el terreno y así se evite un exceso de riego o zonas en las cuales no se abastece correctamente de agua evitando perdidas de cultivo y un costo elevado al momento de la instalación. La selección del aspersor es un aspecto muy importante debido a que si la presión de la red no es mayor a presión de funcionamiento del aspersor, el área de riego de cada uno de ellos será menor, o si es mayor se desperdiciara agua, además que dependiendo de su distribución y selección ayudara a reducir costos o también a elevarlos si es que no se escoge adecuadamente.

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