MANUAL PARA LA ELABORACIÓN Y REVISIÓN DE PROYECTOS EJECUTIVOS DE SISTEMAS DE RIEGO ... · 2019-04-02 · hidráulico del sistema de riego. Se inicia con una caracterización del

MANUAL PARA LA ELABORACIÓN Y REVISIÓN DE

PROYECTOS EJECUTIVOS DE SISTEMAS DE RIEGO

PARCELARIO

Índice PRESENTACIÓN INTRODUCCIÓN i1 PLANEACIÓN DE LOS SISTEMAS DE RIEGO . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . 1-1

1.1 La planeación estratégica institucional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1.2 Proyecto ejecutivo de riego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1.2.1 Definición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1.2.2 Componentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1.2.2.1 Memoria técnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1.2.2.2 Planos constructivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1.2.2.3 Catálogo de conceptos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1.2.2.4 Documento contractual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2 DESCRIPCIÓN Y COMPONENTES DE LOS SISTEMAS DE RIEGO

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2.1 Descripción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2.1.1 Tubería de compuertas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2.1.2 Riego localizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2.1.2.1 Goteo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2.1.2.2 Microaspersión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2.1.3 Aspersión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2.2 Componentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2.2.1 Líneas de riego y emisores. . . . . . . . . . . 2-8

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1.1 Baja presión y tubería con

compuertas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2.2.1.2 Riego localizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2.2.1.3 Aspersión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2.2.2 Red de conducción y de distribución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2.2.3 Unidad de control general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2.2.4 Obra de toma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2.2.5 Unidad de bombeo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3 INFORMACIÓN BÁSICA Y SELECCIÓN DEL SISTEMA . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3.1 Compilación de datos preliminares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3.1.1 Definición del objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3.1.2 Características generales de la zona de riego . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3.1.2.1 Localización geográfica y política . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3.1.2.2 Croquis de localización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3.1.2.3 Tenencia de la tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3.1.2.4 Características socioeconómicas de los usuarios . . . . . . . . . . . .

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3.1.3 Selección preliminar del sistema de riego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3.2 Caracterización del sitio del sistema de riego . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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INTRODUCCIÓN Benjamín de León Mojarro La escasa disponibilidad de agua en las zonas áridas y semiáridas del país constituye la limitante principal para garantizar la producción o para expandir la frontera agrícola. Por otro lado, la explosión demográfica y la demanda creciente de sectores económicos del país en dichas zonas, agrava la competencia por el agua. Lo anterior hace necesario impulsar programas para promover la conservación y uso eficiente del agua en el sector agropecuario que es uno de los mayores consumidores de dicho recurso, mediante el mejoramiento de métodos e instrumentos, tanto para conducir, distribuir y aplicar el agua de riego, como para diseñar, revisar y evaluar los sistemas de riego, con la finalidad de asegurar un funcionamiento óptimo. Existen diversos procesos, procedimientos y actividades para aplicar el riego a los cultivos, los cuales interactúan de manera lógica y ordenada, con lo que se logra un sistema de riego parcelario. Los principales tipos genéricos en que se dividen los sistemas de riego son: gravedad, microirrigación, aspersión y subirrigación. Aunque las necesidades hídricas de los cultivos no son afectadas grandemente por el sistema de riego, éstas inciden en el volumen de suelo mojado, así como en las características del flujo y en la eficiencia de aplicación del agua. El sistema de riego por gravedad utiliza grandes volúmenes de agua para distribuir y aplicar el agua a la zona donde la absorben las raíces. En la medida que la complejidad del sistema de riego se incrementa, también se incrementa su costo de instalación, operación y mantenimiento, así como los beneficios. En los últimos años se han puesto en marcha diferentes programas gubernamentales con el propósito de elevar la eficiencia del uso del agua en el sector agrícola. Bajo este esquema se encuentra el megaprograma gubernamental Alianza para el Campo, creado con la finalidad de incrementar los niveles de productividad y rentabilidad de la agricultura. En particular, destacan los programas de tecnificación del riego y fertirrigación, cuya meta es aumentar la eficiencia en el uso y aplicación del agua, los agroquímicos y la productividad, a través del financiamiento de proyectos de sistemas de riego con fertirrigación; de desarrollo parcelario, cuyo objetivo es la definición de criterios para el diseño del riego parcelario y la red interparcelaria. Desde su creación, el Instituto Mexicano de Tecnología de Agua (IMTA) ha participado de manera directa en el diseño, elaboración y revisión de proyectos ejecutivos de riego parcelario en diferentes estados del país. En materia de capacitación, el IMTA ha impartido de manera continua una serie de cursos sobre diferentes aspectos de la ingeniería de riego, destacando la impartición de un diplomado a distancia sobre diseño de sistemas de riego a cerca de 500 participantes, en veinte sedes simultáneas distribuidas en el país. Lo anterior ha permitido constatar la necesidad de mantener de manera permanente la difusión de tecnologías, que contribuyan a elevar el nivel de xxi Manual para la elaboración y revisión de proyectos ejecutivos de sistemas de riego parcelario

conocimiento de los técnicos y usuarios encargados de la operación, conservación y administración de los sistemas de riego en el país. Por otra parte, la Comisión Nacional del Agua (CNA) promueve la tecnificación hidroagrícola, con el objeto de incrementar la productividad y el uso eficiente del agua en los distritos y módulos de riego, a través de programas de tecnificación parcelaria, financiando estudios y proyectos ejecutivos de riego. Para acceder a los beneficios de programas gubernamentales, se requiere elaborar el proyecto ejecutivo de riego a ser financiado. Para la CNA el proyecto ha significado la materialización de los grandes objetivos institucionales y sectoriales, plasmados en el Plan Nacional de Desarrollo, en los programas especiales, regionales, sectoriales e institucionales, a través del sistema nacional de planeación institucionalizado y de planeación estratégica para el sector agua. No obstante, el término proyecto en la CNA tiene una connotación muy definida, según el contexto en que se inscriba (hidráulico, hidroagrícola, potabilización, drenaje pluvial, etc.), a la proximidad de definición (anteproyecto, proyecto y proyecto ejecutivo), por la participación de otras entidades o niveles de gobierno (intra e interinstitucional, intra e intersectorial e intergubernamental), a su grado de importancia (estratégico, prioritario y contingente), por su alcance o cobertura espacial (local, regional, nacional e internacional) y por su temporalidad (corto, mediano y largo plazos). Los proyectos de la CNA, generalmente son producto de una planeación institucionalizada, derivada del desarrollo y crecimiento de los diversos sectores consumidores, de demandas sentidas de la sociedad organizada y de organizaciones o grupos de usuarios. El manual para la elaboración y revisión de proyectos ejecutivos de sistemas de riego parcelario compila la experiencia de la ingeniería mexicana, a través de la Comisión Nacional del Agua, del IMTA y otras instituciones, como el Colegio de Postgraduados. Se concibe como una herramienta que facilite a los técnicos de la CNA, de las asociaciones de usuarios de riego y de las empresas del sector, el proceso de elaborar y revisar expedientes de proyectos ejecutivos de riego parcelario. Así como uniformizar los criterios y especificaciones de diseño y los términos de referencia para la elaboración de proyectos, de manera que contribuya a que los proyectos ejecutivos garanticen la correcta selección e instalación de los equipos y componentes, para asegurar su operación óptima. Así el objetivo de este manual es establecer las bases técnicas para elaborar y revisar proyectos ejecutivos de riego, para ser usadas por los técnicos de los distritos y módulos de riego del país, con la finalidad de reducir el esfuerzo del diseño y revisión durante las diferentes etapas de desarrollo de los proyectos. Se pretende normalizar los criterios de diseño, elaboración y revisión del proyecto por las diferentes instancias hasta lograr su aprobación técnica y financiera. El manual está estructurado en catorce capítulos y tres anexos. El capítulo 1, "Planeación de los sistemas de riego", describe los conceptos básicos de los proyectos de manera genérica, en el ambiente de la planeación estratégica institucional. De proyectos ejecutivos de riego hace referencia a los estudios preliminares y de factibilidad, así como a los componentes y etapas de un proyecto ejecutivo de riego. xxii Manual para la elaboración y revisión de proyectos ejecutivos de sistemas de riego parcelario

El capítulo 2, "Descripción y componentes de los sistemas de riego", aborda la clasificación de los sistemas de riego, haciendo énfasis en la carga hidráulica requerida para el funcionamiento de los emisores; también se hace una descripción de los componentes de los sistemas de tubería con compuertas, riego localizado y riego por aspersión, desde los emisores y líneas de riego, hasta la planta de bombeo. En los capítulos 3, "Información básica y selección del sistema"; 4, "Diseño agronómico del sistema de riego"; 5, "Diseño hidráulico del sistema de riego parcelario"; y 6, "Diseño hidráulico de la red de conducción y distribución"; se desarrollan el diseño agronómico e hidráulico del sistema de riego. Se inicia con una caracterización del sitio del proyecto y se describe la información básica necesaria para seleccionar el sistema de riego más adecuado; se determina el requerimiento de riego de los cultivos, dependiendo de las condiciones climáticas y del patrón de cultivos. Se continua con los criterios para el diseño agronómico e hidráulico de los sistemas de riego parcelario; en sistemas de tubería con compuertas, se hace énfasis en la selección del gasto unitario y del gasto modular; en sistemas presurizados se abordan las diferentes particularidades de cada sistema de riego localizado y aspersión. Finalmente, se describen métodos para la selección de diámetros de la red de conducción y de distribución, aplicable a sistemas de conducción entubados y para canales pequeños (regaderas). En el capítulo 7, "Diseño de la unidad de control y bombeo", se desarrolla el procedimiento de cálculo hidráulico y eléctrico de la unidad de bombeo; se determina la carga dinámica total requerida, potencia hidráulica demandada, selección del equipo de bombeo, motor, arrancador, transformador y subestación en casos requeridos; así como la selección de la unidad de control general, es decir, equipo de filtrado, inyección de fertilizantes, control y medición. El capítulo 8, "Diseño de la obra civil", aborda el diseño de obras civiles como: zanjas para alojar la tubería, obra de toma, cárcamo de bombeo, losa de apoyo de la unidad de control, centro de control de motores, etc. En el capítulo 9, "Planos del proyecto", se describen las características, simbología utilizada y requisitos mínimos que deben reunir los planos tipo de la carpeta de los proyectos ejecutivos de riego. En el capítulo 10, "Catálogo de conceptos y especificaciones", se describen las especificaciones de suministro e instalación de los principales conceptos que conforman un sistema de riego parcelario. El capítulo 11, "Operación del sistema de riego", describe la información básica y las reglas de operación que debe incluir el proyecto ejecutivo de riego: se indica el gasto y tiempo total de riego, la lámina de riego o el consumo diario de agua por el cultivo, la presión de operación de los emisores de riego, la superficie de riego diario, el intervalo de riego crítico, el tiempo y superficie por unidad o turno de riego, el tiempo de fertirrigación, etc. El capítulo 12, " Evaluación económica y financiera", presenta los criterios para medir la rentabilidad del proyecto mediante la relación beneficio-costo, valor presente neto, tasa interna de retorno y periodo de recuperación de la inversión y la capacidad de pago a través del análisis financiero. El capítulo 13, "Términos de referencia para la elaboración de proyectos de riego", se describen los lineamientos y especificaciones para la elaboración de los proyectos ejecutivos de riego parcelario. El capítulo 14, " Revisión de proyectos ejecutivos de riego", presenta los parámetros requeridos para la revisión de proyectos. Se plantea la revisión xxiii Manual para la elaboración y revisión de proyectos ejecutivos de sistemas de riego parcelario xxiv

desde la capacidad requerida por el sistema de riego, el diseño agronómico e hidráulico, la obra civil y equipo de bombeo, hasta la evaluación económica y financiera del proyecto. Finalmente, en el anexo se desarrollan tres ejemplos de sistemas de riego: baja presión con multicompuertas, riego localizado y aspersión, correspondientes a proyectos ejecutivos elaborados por el IMTA. Representan una guía para la elaboración de un proyecto ejecutivo, desde la caracterización del sitio del proyecto, hasta su evaluación económica y financiera.

Capítulo 1 PLANEACIÓN DE LOS SISTEMAS DE RIEGO

Eduardo Moreno Bañuelos Juan Carlos Herrera Ponce

Carlos Barocio Fregoso La planeación estratégica institucional La Comisión Nacional del Agua (CNA) como órgano del gobierno federal sigue un proceso de planeación racional organizado, mediante el cual se establecen directrices, se definen estrategias y prioridades, se seleccionan alternativas y cursos de acción, en función de objetivos y metas sectoriales previstos en el Plan Nacional de Desarrollo (PND), teniendo en consideración la normatividad oficial vigente, la disponibilidad de recursos físicos y humanos, que le permite establecer un marco de referencia necesario para concretar programas, proyectos y acciones estratégicos a realizar en el tiempo y en el espacio. La CNA participa en tres niveles de planeación gubernamental: global, sectorial y regional. Sus metas tienen una cobertura temporal de corto, mediano y largo plazos; y por último, participa en tres vertientes de instrumentación: de obligación, de coordinación y de concertación. Los proyectos de la CNA generalmente responden a la misión, a los grandes objetivos sectoriales e institucionales, a una estructura programática definida por una serie de funciones, subfunciones, programas o subprogramas y proyectos sectoriales de gobierno en materia de agua, los cuales a su vez se insertan en los objetivos, metas y líneas de acción del sector, previstos en el Plan Nacional de Desarrollo. El objetivo institucional de la CNA se define como un enunciado conciso que identifica y expresa cualitativa y cuantitativamente las finalidades hacia las cuales deben dirigirse los recursos y esfuerzos del sector, para dar cumplimiento, dentro de su ámbito de competencia y nivel de participación, a los propósitos de los programas sectoriales, regionales, institucionales y especiales. Por lo que respecta a la función como estructura programática, identifica el ámbito de competencia de la CNA, de conformidad con lo que la sociedad y los diversos sectores consumidores le demandan y con lo que establece el marco jurídico vigente. La función refleja por tanto el campo de acción y la dirección estratégica que se asigna a los recursos públicos; corresponde así a la máxima agregación de la dimensión funcional del gasto. Las funciones sustantivas de la CNA están descritas en el Reglamento Interior de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat). De estas funciones se desprenden las funciones operativas y administrativas de la CNA y de sus áreas técnicas, las cuales se desglosan con mayor amplitud en su manual de organización. 1-1 Planeación de los sistemas de riego

Los programas de la CNA son los instrumentos normativos que forman parte del Sistema Nacional de Planeación, cuya finalidad consiste en desagregar y detallar los planteamientos y orientaciones generales del PND mediante la identificación de objetivos y metas. Sus características, según su alcance, pueden ser global, sectorial o institucional; por su ámbito territorial y temporal pueden ser: local, regional, nacional o internacional, de corto (un año) y mediano plazo (seis años), respectivamente. Ejemplos de algunos programas que desarrolla o ha desarrollado la CNA son: Control de Maleza Acuática; Desarrollo Parcelario; Agua Limpia; Saneamiento de Ríos, Lagos y Embalses; Tratamiento de Aguas Residuales; Seguridad de Presas; Diseño de Obras Hidráulicas; Control y Prevención de Inundaciones y el más significativo, el Programa Hidráulico, entre otros. La evaluación de los resultados de estos programas corresponde a las instancias del gobierno central, en este caso a la Semarnat o alguna otra entidad relacionada como las secretarías de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (Sagarpa), de Salud, de Energía y de Turismo, o interesada en el sector como las globalizadoras SHyCP y Secodam, pero siempre con la participación técnica y la autoridad moral que le da a la CNA el conocimiento profundo de los problemas nacionales en materia de agua. En este sentido, la planeación de los procesos, proyectos y actividades de corto y mediano plazo en el sector agua, siguen varios niveles de integración de información que va de lo general a lo particular y viceversa, como se indica: • Función/subfunción • Programa/subprograma • Actividad institucional • Estudio • Proyecto/subproyecto • Etapa • Meta Por su parte, la planeación de las actividades sustantivas de largo plazo están referidas a la planeación estratégica institucional de la CNA, en la cual se establecen la visión, la misión, las políticas generales de acción y los valores o principios institucionales; se hace un análisis del entorno interno de las fortalezas, debilidades y carencias, y del entorno externo sobre las oportunidades, las amenazas y los problemas; se establecen los objetivos, las estrategias y los programas generales de acción, y se define la organización y control de las acciones. La unidad fundamental de gestión en la CNA es el proyecto; la gestión de proyectos, procesos y actividades sustantivas, considera el desarrollo histórico de los proyectos hidráulicos en la CNA, que ha seguido las etapas del esquema tradicional de planeación institucional: formulación, instrumentación, ejecución, control, evaluación y toma de decisiones. 1-2 Planeación de los sistemas de riego

La participación de las diversas instancias gubernamentales relacionadas con el sector hidráulico en la formulación, ejecución y evaluación del PND, de los programas y de los proyectos estratégicos para la consecución de metas, así como la interacción y las responsabilidades se representan en el modelo de planeación estratégica de la lámina 1.1. Proyecto ejecutivo de riego 1.2.1 Definición El proyecto ejecutivo de riego se define como el proceso único consistente en un conjunto de actividades coordinadas y controladas con fechas de inicio y de término, llevadas a cabo para lograr el objetivo de regar eficaz y eficientemente, de acuerdo con los requisitos de diseño. El proyecto ejecutivo de riego está constituido por diversos elementos de ingeniería que interactúan para lograr el propósito común de aplicar el agua a los cultivos, a esta interacción se denomina sistema de riego. Para que un sistema de riego desarrolle su máximo potencial, tanto el diseñador como el instalador o constructor y el usuario, deben cumplir ciertos requisitos durante las etapas de planeación, diseño, instalación, operación y mantenimiento. Si todas estas actividades se realizan correctamente, el sistema se desempeñará eficazmente, lo cual repercutirá en una elevada eficiencia de aplicación del agua a los cultivos, un aumento de la producción, el ahorro de agua y reducción de costos por concepto de energía eléctrica. Algunas actividades especiales del proyecto ejecutivo de riego son: revisión de la normatividad para la ejecución de proyectos, reconocimiento de campo, trabajos topográficos, levantamientos y deslindes; estimaciones, estudios preliminares, formulación de alternativas y estudios de factibilidad; dictámenes, peritajes, arbitrajes o conciliaciones; verificaciones, pruebas, ensayos y su análisis; diseño agronómico, hidráulico, obra civil, mecánica y eléctrica; compilación y análisis estadísticos; evaluación económica y financiera; certificaciones, consultorías e informes. Es recomendable que el proyecto ejecutivo de riego, por su complejidad, sea conducido o supervisado por quien lo concibe o por los responsables de las etapas de construcción, instalación y puesta en operación, con el propósito de asegurar el cumplimiento de todos los requisitos de diseño y de funcionamiento. Respecto al proyecto, es importante que el diseñador o proyectista elabore una carpeta denominada proyecto ejecutivo de riego. La carpeta debe contener al menos los documentos más importantes de cada temática. 1-3 Planeación de los sistemas de riego

Lamina 1.1 Modelo de Planeación Estratégica de la CNA 1.2.2 Componentes Es importante diferenciar entre el anteproyecto de riego y el proyecto ejecutivo de riego. El anteproyecto estará integrado al menos por tres documentos: memoria descriptiva, planos a gran escala y estimaciones aproximadas; mientras que el proyecto ejecutivo de riego constará de los documentos siguientes: memoria técnica, planos constructivos a escala conveniente, catálogo de conceptos y documento contractual. 1.2.2.1 Memoria técnica La memoria técnica es el documento o serie de documentos que fundamenta la solución adoptada, en su aspecto técnico, económico, social y ambiental; los estudios y los datos básicos que han servido para justificar y estructurar el proyecto. Entre los aspectos más relevantes de las memorias están: 1-4 Planeación de los sistemas de riego

a) Resumen: el proyecto ejecutivo debe incluir un resumen con las características básicas

del sistema de riego, entre otras: la superficie beneficiada, el gasto disponible, el gasto de diseño, el tipo de sistema de riego y la inversión total.

b) Información básica: caracterización del sitio, estadística del clima, tipo de suelo,

muestras de agua, padrón de cultivos, fuente de abastecimiento, padrón de usuarios y plano con la tenencia de la tierra.

c) Estudios preliminares: levantamiento topográfico con curvas de nivel con la separación

adecuada que se requiera para conseguir alta precisión en el diseño del sistema, uso actual del suelo para planear la reconversión de cultivos, estudio socioeconómico del área del proyecto para conocer la capacidad financiera de los usuarios, análisis de calidad del agua para riego, estudio agroclimatológico y caracterización del suelo.

d) Estudios de factibilidad: generalmente el desarrollo de proyectos ejecutivos presupone

la existencia de estudios de factibilidad que fundamentan la ejecución; sin embargo, cuando no existan, éstos deberán elaborarse.

e) Pruebas y ensayo: cuando el sistema de riego proyectado se conecta a la descarga de

una o varias bombas existentes, es necesario realizar una prueba electromecánica para determinar su funcionamiento real; esta prueba permite conocer las relaciones gasto-carga y gasto-eficiencia de cada equipo, el procedimiento se describe en este manual. Si el proyecto ejecutivo incluye las pruebas y puesta en operación del sistema, éstas deberán realizarse bajo el procedimiento establecido en un manual de operación.

f) Diseño agronómico: este proceso consiste en dimensionar la superficie máxima de cada

unidad, así como su tiempo de riego a partir de la lámina de diseño, el gasto disponible y de diseño, el tiempo de operación, el gasto del emisor y otras variables.

g) Diseño de la red hidráulica: esta etapa consiste en calcular, bajo un criterio de

optimización, el diámetro de las tuberías regantes, distribuidoras y de conducción; así como la pérdida de energía de la red. El diseño de la red parcelaria debe considerar al menos dos criterios básicos: que las secciones operen con una uniformidad de emisión mayor a 90%, y que la velocidad en las tuberías de la red parcelaria no sea mayor de 2.0 m/s. La red de conducción se debe diseñar manteniendo un equilibrio entre la inversión inicial y el costo de operación por consumo de energía eléctrica, pues a mayor inversión inicial por aumento del diámetro de las tuberías, se presentará un menor costo por concepto de energía eléctrica y viceversa.

h) Diseño de la unidad de control general y equipo de bombeo: en esta etapa se

seleccionan los elementos de la unidad de bombeo de acuerdo con las necesidades de filtrado y de inyección del sistema de riego; la unidad de bombeo se selecciona para satisfacer la carga dinámica total necesaria para operar el sistema de riego, incluido el sistema de inyección de agroquímicos.

i) Diseño de la obra civil: en esta etapa se diseña el cárcamo de bombeo y en algunos

casos también la obra de toma, el canal de llamada, las instalaciones eléctricas, la caseta de controles, los atraques y otros elementos adicionales. El cárcamo de

1-5 Planeación de los sistemas de riego

bombeo es la obra civil más importante, ya que es esencial para la correcta operación del

sistema de impulsión; el cárcamo de bombeo y el resto de las obras se diseñan para satisfacer la demanda de agua del sistema de riego y las solicitaciones a las que estarán expuestas.

j) Reglas básicas de operación: la operación del sistema depende de los aspectos

agronómico e hidráulico; cuando el proyecto ha integrado ambos aspectos, resultan unidades de riego con áreas de la misma magnitud, aunque tengan diferente forma. Este hecho simplifica la operación del sistema, pues se generan así tiempos de riego iguales, para todas las unidades de riego. Las reglas básicas de operación deben especificar el tiempo de riego necesario para satisfacer la demanda evapotranspirativa del cultivo en su etapa crítica. Además, según el tamaño de la unidad y el número de secciones de riego, se debe especificar claramente la ubicación de las secciones que pueden operar individual o simultáneamente.

k) Evaluación económica: la evaluación económica consiste en obtener los indicadores

económicos básicos para establecer la rentabilidad del proyecto. Estos indicadores económicos se deben obtener una vez que se hayan definido las condiciones de operación y los parámetros de evaluación, como son: la tasa de descuento, el periodo de evaluación que estará en función de la vida útil del proyecto, el monto de la inversión inicial del sistema de riego y las reinversiones, el costo de producción, el rendimiento esperado, el volumen de producción y el precio medio del producto. En este análisis se deben identificar todos los beneficios generados por el sistema de riego que pagará la inversión realizada.

En todas las etapas del diseño se deben incluir las variables y fórmulas que se hayan empleado durante el proceso de cálculo sistematizado en formatos que faciliten la revisión del proceso. 1.2.2.2 Planos constructivos Los planos constructivos de conjunto y de detalle son una representación gráfica del sistema y deben ser los necesarios y suficientes para que pueda realizarse el proyecto sin dificultad, así como los planos de ensamble en obra, taller o gabinete. Los planos constructivos deben permitir, tanto a la empresa instaladora como al usuario, identificar las partes y las características básicas del sistema de riego. a) Plano general: el plano general de conjunto del sistema debe contener, al menos, las

siguientes características: una escala que permita identificar fácilmente las partes del sistema, los cortes y perfiles del sistema y del terreno, los símbolos de las tuberías, el catálogo de conceptos, la configuración del terreno, la planta con la ubicación de las unidades de control de las secciones de riego, el trazo de la red, las características hidráulicas del sistema, así como la operación básica de las unidades y secciones de riego, los atraques y silletas.

b) Plano de ensamble: El plano de ensamble debe contener las generalidades del sistema

de riego, ensamble de las piezas especiales, de los elementos de la unidad de control general, de los sistemas de filtrado, inyección de agroquímicos, control y seguridad; los aspectos de ensamble deben considerar todos los detalles de las secciones de riego, los cambios de dirección y derivación de la conducción principal.

1-6 Planeación de los sistemas de riego 1-7

Cuando por el tamaño, la complejidad, el tipo o la importancia del sistema, requiera de un mayor detalle de los elementos de ingeniería, tendrán que elaborarse por separado, uno o más planos especiales para cada temática, a saber: planta general con fachadas o elevaciones, ensamble, estructural, mecánico y eléctrico 1.2.2.3 Catálogo de conceptos El catálogo de conceptos es una relación de obras, equipos, instalaciones, materiales, accesorios y servicios; con las cantidades, unidades, precios unitarios y el presupuesto total relacionados con el proyecto ejecutivo de riego. a) Catálogo de conceptos: este catálogo debe incluir las características básicas de los

materiales que se pretenden utilizar para el sistema de riego, los materiales se deben agrupar según el tipo de elemento: tubería, cruz, tee, codo, reducción, etc., junto con el nombre del elemento se deben especificar las características del diseño tales como gasto, tamaño, diámetro, clase, espesor o alguna otra característica importante; la unidad que se utilice para cuantificar los materiales: de longitud (m), área (m

2),

volumen (m3), pieza, lote, juego; la cantidad de material según la unidad descrita; y

finalmente el precio unitario. A partir de este catálogo de conceptos se puede calcular la inversión inicial del sistema de riego. Es muy importante que exista una estrecha relación entre el catálogo de partes, materiales y actividades descritos con los planos constructivos; por tal motivo, se recomienda agrupar los materiales del catálogo de conceptos, según la descripción hecha en los planos constructivos. Todo esto con objeto de que el usuario pueda realizar el inventario de una forma simple al momento de recibir el sistema de riego y operarlo adecuadamente.

b) Catálogo para licitación: este catálogo debe generarse para propósitos de licitación o

concurso de obra, que debe contener únicamente los conceptos, unidades y cantidades de cada concepto del catálogo anterior.

1.2.2.4 Documento contractual El documento contractual es el contrato de ejecución del proyecto, en el cual se describirán con detalle las actividades, procesos, productos y servicios, objeto del proyecto, las especificaciones o requisitos técnicos, que deben reunir los materiales, equipos e instalaciones y las condiciones técnicas, ambientales, administrativas, jurídicas, económicas y financieras, para la ejecución y puesta en operación del proyecto. Este documento generalmente lo elabora quien hace la convocatoria para licitación y define los términos en que ha de ejecutarse el proyecto

. Capítulo 2 DESCRIPCIÓN Y COMPONENTES DE LOS SISTEMAS DE RIEGO

Juan Manuel Angeles Hernández Mario Montiel Gutiérrez Jorge Castillo González

¿Qué es un sistema de riego parcelario, qué variantes presentan y cuáles son sus principales componentes? Responder estas preguntas es el objetivo principal del contenido del presente capítulo. Descripción Los sistemas de riego se pueden agrupar desde varios puntos de vista. Una clasificación de los sistemas de riego y, por cierto ampliamente usada, consiste en agruparlos en presurizados, superficiales y subsuperficiales. Sin embargo, esta clasificación no incluye a los sistemas de tubería con compuertas y al riego por goteo subterráneo. Hoy en día, debido al alto costo que representa utilizar energía para operar los sistemas de riego presurizados, se considera que una clasificación como la que se presenta en el cuadro 2.1 resulta de mucho interés, dado que relaciona el nivel de presión requerida en la operación del emisor o hidrante dependiendo del tipo de sistema de riego. Los principales sistemas de riego parcelarios que no requieren presión hidráulica adicional al tirante de agua, son los sistemas de riego superficiales o también llamados de gravedad, siendo los más utilizados los surcos y las melgas. Los sistemas de riego de baja presión con multicompuertas requieren en el hidrante de una presión del orden de 0.1 a 0.2 kg/cm

2, aunque, puede ser un poco mayor

dependiendo de las condiciones de la parcela. Dentro de los sistemas presurizados, los sistemas de riego localizado requieren presiones en la parcela de 0.5 a 2.5 kg/cm

2, sin embargo, la aspersión requiere presiones de 2.0 a

7.0 kg/cm2. Los sistemas de riego por aspersión pueden ser del tipo estacionario o de

movimiento continuo. Los sistemas estacionarios son los que se colocan en un solo punto mientras aplican el riego, ya sea que se cambien de posición para dar riegos en diferentes partes del terreno o estén en una posición permanentemente. Se les llama de movimiento continuo a los sistemas que se mueven mientras aplican el agua, regando de esta forma amplias extensiones de terreno en una sola aplicación. 2-1 Descripción y componentes de los sistemas de riego

Cuadro 2.1 Clasificación de los sistemas de riego parcelarios con base en el nivel de presión requerida en el emisor o hidrante.

Sistema de riego parcelario Presión nula

Cobertura total del

terreno

Subsuperficial Nivel freático controlado

Superficial

Melgas Surcos

Surcos en contorno Corrugaciones y cajetes

Baja presión Multi-compuertas

(0.1– 0.2 kg/cm2)

Alta presión Aspersión

(2 - 7 kg/cm2)

Estacionarios Fijo

Semifijo Portátil

Cañón fijo Side roll

Movimiento continuo Pivote central

Cañón viajero Avance frontal

Cobertura parcial

del terreno

Localizado (0.5 – 2.5 kg/cm

2)

Goteo (0.5 – 1.3 kg/cm

2)

Superficial

Enterrado

Microaspersión

(1.3 - 2.5 kg/cm2)

Microaspersión

Borboteo

Capítulo 2 DESCRIPCIÓN Y COMPONENTES DE LOS SISTEMAS DE RIEGO

Juan Manuel Angeles Hernández

Mario Montiel Gutiérrez

Jorge Castillo González

¿Qué es un sistema de riego parcelario, qué variantes presentan y cuáles son sus principales componentes? Responder estas preguntas es el objetivo principal del contenido del presente capítulo.

Descripción Los sistemas de riego se pueden agrupar desde varios puntos de vista. Una clasificación de los sistemas de riego y, por cierto ampliamente usada, consiste en agruparlos en presurizados, superficiales y subsuperficiales. Sin embargo, esta clasificación no incluye a los sistemas de tubería con compuertas y al riego por goteo subterráneo. Hoy en día, debido al alto costo que representa utilizar energía para operar los sistemas de riego presurizados, se considera que una clasificación como la que se presenta en el cuadro 2.1 resulta de mucho interés, dado que relaciona el nivel de presión requerida en la operación del emisor o hidrante dependiendo del tipo de sistema de riego.

Los principales sistemas de riego parcelarios que no requieren presión hidráulica adicional al tirante de agua, son los sistemas de riego superficiales o también llamados de gravedad, siendo los más utilizados los surcos y las melgas.

Los sistemas de riego de baja presión con multicompuertas requieren en el hidrante de

una presión del orden de 0.1 a 0.2 kg/cm2, aunque, puede ser un poco mayor

dependiendo de las condiciones de la parcela.

Dentro de los sistemas presurizados, los sistemas de riego localizado requieren presiones

en la parcela de 0.5 a 2.5 kg/cm2, sin embargo, la aspersión requiere presiones de 2.0 a

7.0 kg/cm2. Los sistemas de riego por aspersión pueden ser del tipo estacionario o de

movimiento continuo. Los sistemas estacionarios son los que se colocan en un solo punto mientras aplican el riego, ya sea que se cambien de posición para dar riegos en diferentes partes del terreno o estén en una posición permanentemente. Se les llama de movimiento continuo a los sistemas que se mueven mientras aplican el agua, regando de esta forma amplias extensiones de terreno en una sola aplicación.

2-1 Descripción y componentes de los sistemas de riego

Cuadro 2.1 Clasificación de los sistemas de riego parcelarios con base en el nivel de presión requerida en el emisor o hidrante.

Sistema de riego parcelario Presión nula

Cobertura

total

del

terreno

Subsuperficial Nivel freático controlado

Superficial

Melgas

Surcos

Surcos en contorno

Corrugaciones y cajetes

Baja presión Multi-compuertas

(0.1– 0.2 kg/cm2)

Alta presión Aspersión

(2 - 7 kg/cm2)

Estacionarios Fijo

Semifijo

Portátil

Cañón fijo

Side roll

Movimiento continuo Pivote central

Cañón viajero

Avance frontal

Cobertura

parcial

del

terreno

Localizado

(0.5 – 2.5 kg/cm2)

Goteo

(0.5 – 1.3 kg/cm2)

Superficial

Enterrado

Microaspersión

(1.3 - 2.5 kg/cm2)

Microaspersión

Borboteo

Capítulo 4 DISEÑO AGRONÓMICO DEL SISTEMA DE RIEGO

Waldo Ojeda Bustamante


Juan Carlos Herrera Ponce


En el capítulo anterior se ha descrito el procedimiento para obtener la información básica para la elaboración de proyectos de sistemas de riego, incluyendo la topografía de la zona de riego, la caracterización del suelo y de la fuente de abastecimiento; además, se han definido los criterios para seleccionar el sistema de riego a proyectar. Finalmente se han calculado los requerimientos de riego con base en el patrón de cultivos propuestos para la zona del proyecto.

El diseño agronómico del proyecto de riego, en el presente manual, consiste en obtener los siguientes parámetros: la capacidad total del sistema de riego, el gasto y presión por hidrante o emisor, localización y características de los mismos dentro de la parcela o sección de riego, el gasto y tiempo de aplicación por puesta o sección de riego. De manera que el diseño agronómico sea el proceso que garantice que el sistema de riego proyectado sea capaz de suministrar las necesidades hídricas del cultivo durante el periodo de máxima demanda.

Capacidad del sistema La capacidad requerida de un sistema para satisfacer las demandas de riego de una zona agrícola con fines de elaboración de proyectos ejecutivos se le conoce como capacidad del sistema (Qs), y se define como el gasto que el sistema de riego debe suministrar, en la temporada de máxima demanda, a la zona del proyecto. Para poder satisfacer las necesidades hídricas de los cultivos, un sistema de riego debe proveer del caudal necesario, conocido como la capacidad del sistema (Qs), expresada en unidades de volumen/tiempo. La ecuación general para calcular la capacidad del sistema (Qs) en l/s para una zona de riego es: HPDEARRKQgTZRdds)(= (4.1) 4-1 Diseño agronómico del sistema de riego

Donde: K : Constante con un valor de 277.8 para la unidades usadas.

(RRdd)ZR : Requerimiento de riego diario de diseño de la zona de riego (mm/día) estimado con la ecuación 3.30.

AT : Área total (ha) a regar.

Eg : Eficiencia global de riego (porcentaje) desde la fuente a la zona radical.

HPD : Horas por día que el sistema opera (h).

Por ejemplo, si A = 50 ha, Eg = 60%, HPD =20 h y RRdd = 8 mm/día, de acuerdo con la ecuación anterior y homogeneizando unidades se tiene: sldíamhmdíamQs/6.92/33.33320000,5006.0008.032==��=

Una versión alterna simplificada de la ecuación anterior para estimar la capacidad del sistema bajo riego de baja frecuencia (riego por gravedad), válida para un cultivo es la siguiente: HPDEAFLIRLKHPDEARRKQgTcngTdds)1(−== (4.2) Donde Ln : Lámina neta para el intervalo crítico (mm)

IRc : Intervalo de riego crítico (días)

FL : Fracción de lavado (decimal) estimada con la ecuación 3.18.

El efecto de la lluvia efectiva bajo riego de alta frecuencia se ignora, en virtud de intervalos de riego cortos en estos sistemas. Una versión para estimar la capacidad del sistema en riego de alta frecuencia bajo riego localizado para un cultivo dado, se estima con la siguiente ecuación: HPDEAFETFLKHPDEARRKQgTprgTddsmax== (4.3) Donde: |ETr|max: Evapotranspiración real máxima del cultivo bajo riego convencional (mm/día)

Fp: factor de percolación estimado por el valor mínimo de:

��−=rpTFLF1,1min (4.4)

4-2 Diseño agronómico del sistema de riego

Donde:

FL: fracción de lavado (decimal) estimada de acuerdo con la ecuación 3.19 para riego

localizado.

Tr: factor de pérdidas inevitables por percolación bajo riego de alta frecuencia dada por el Cuadro 4.1 para el periodo de máxima demanda.

Cuadro 4.1 Factor de pérdidas por transmisión para el periodo de máxima demanda (Tr)

Zona climática y profundidad de raíces Textura del suelo

Muy arenosa Arenosa Media Fina

Árida

< 0.75 m 1.15 1.10 1.05 1.05

0.75 a 1.50 m 1.10 1.10 1.05 1.00

> 1.50 m 1.05 1.05 1.00 1.00

Húmeda

< 0.75 m 1.35 1.25 1.15 1.10

0.75 a 1.50 m 1.25 1.20 1.10 1.05

> 1.50 m 1.20 1.10 1.05 1.00

5‐6

Diseño hidráulico del sistema de riego parcelario

En la práctica, es común considerar a las pérdidas de carga localizadas como un porcentaje de la suma total de las pérdidas de carga por fricción. Este porcentaje varía en proporción al número de obstrucciones o cambios de dirección significativos en la ruta de conducción, y se considera de un 5 a un 10% dependiendo del tipo de sistema y de las velocidades de diseño. Si el promedio de la velocidad es cercana a 2 m/s se considera el 10% y sí es menor de 1 m/s se considera un 5 por ciento.

5.1.3 Pérdidas de carga en tuberías con salidas múltiples

La tubería con salidas múltiples es un componente que es muy frecuente encontrar en el diseño y análisis de los sistemas de riego presurizado; por ejemplo, en las tuberías con compuertas, en las líneas laterales de aspersión y en las líneas regantes y distribuidores en el riego por goteo. En este tipo de flujo, a medida que el agua avanza en la tubería, el gasto en el tubo se va reduciendo, resultando una pérdida por fricción menor en los tramos finales del tubo.

El cálculo de la pérdida de carga hidráulica en un tubo con salidas múltiples se simplifica si solamente se desea calcular la pérdida por fricción de principio a fin del tubo, sin importar la distribución de la presión intermedia. La lámina 5.1 muestra el comportamiento de la pérdida de carga en una tubería con y sin salidas múltiples.

Lámina 5.1 Pérdidas de carga en tuberías con salidas múltiples

Las pérdidas de carga en una tubería de longitud total (L) con N salidas igualmente espaciadas (Es) y con descarga media uniforme (q = Q/N) en cada salida, es igual a la suma total de la pérdida de carga en cada tramo de la tubería, por donde transita un gasto Qi el cual es igual a la descarga de cada tramo del lateral Qi = i q Es decir que, las pérdidas de carga con salidas múltiples (hfsm) es:

Σ=��==NimnnsmDLQKWNihf1β

(5.14)

5‐7


Lo anterior es indicador que.

��==mnsmsmsmDLQKWFhfFhfβ (5.15)

Donde:

Σ===NinnsmiNF11

(5.16)

Es conocido como el factor de salidas múltiples en tuberías. Lo anterior indica que la pérdida de carga por fricción en una tubería con salidas múltiples se puede determinar calculando la pérdida de carga en una tubería simple o ciega del mismo diámetro, longitud y con el mismo gasto de entrada, multiplicando sólo por un factor (Fsm), el cual se le conoce como factor de salidas múltiples de Christiansen. Se puede demostrar, mediante algunas propiedades algebraicas de las series de potencia, que este factor se puede calcular como:

2612111NnNnFsm−+++=

(5.17)

La ecuación anterior es utilizada cuando se considera que el espaciamiento de la primera salida es igual que en todos los espaciamientos de los emisores. Cuando el espaciamiento de la primera salida es igual a la mitad (Es = S1/2) del espaciamiento de los demás emisores, el Fsm se calcula de la siguiente manera.

��−+++=NnnNNFsm3112121´

(5.18)

La ecuación (5.17) con el exponente de Darcy–Weisbach (n = 2), el Fsm es igual a:

2612131NNFsm++=

(5.19)

La ecuación (5.17) con el exponente de Hazen‐Williams (n = 1.852), el Fsm es igual a:

26852.021852.21NNFsm++=

(5.20)

Nótese que cuando se tienen valores de N muy grandes en la tubería, el factor de salidas múltiples tiende a 0.33 cuando se utiliza la ecuación de Darcy‐ Weisbach, y tiende a 0.357 cuando se utiliza la ecuación de Hazen‐Williams. Para diferentes condiciones y cálculos, se ha preparado el cuadro 5.7, en donde se calcula el factor de salidas múltiples para diferentes valores de N, y utilizando ecuaciones de pérdida de carga como Hazen‐

5‐8


Willimas (n = 1.852), Scobey (n = 1.9) y Darcy–Weisbach (n = 2). El uso del factor de salidas múltiples es válido sólo cuando se tienen puntos de emisión igualmente espaciados y la variación

de gasto inducida por la variación de la presión en la línea, es menor de un 10% de la descarga promedio.

La utilización de factor de salidas múltiples podría omitirse en un cálculo o diseño de una tubería lateral o una regante, si el cálculo hidráulico de las pérdidas de carga por fricción (hf) y localizadas (hl) se resuelve paso a paso o tramo por tramo desde el inicio hasta el final de la tubería. De tal manera que se tiene la siguiente expresión:

(5.21)

En el cálculo de las pérdidas por fricción y localizadas se considera el gasto (Qi) que transita por cada tramo y el espacimiento entre salidas (Es). Para las pérdidas localizadas se considera el coeficiente Kl producido por la obstrucción del emisor en la tubería.

()ΣΣ==�

�

�

��+=+=NiilmniNiismDQKDQEsWKhlhfhf15210826.0β

Con un programa de computadora o mediante una hoja de cálculo como Excel de Microsoft office, la sumatoria de pérdida de carga se realiza fácilmente. El gasto de los tramos es la suma de los gastos calculados con la ecuación del emisor, de esta forma se obtenienen las pérdidas de carga más reales. La pérdida de carga acumulada en todos los tramos de la tubería es igual al total de la pérdida de carga en una tubería con salidas múltiples.

Cuadro 5.7 Factor de salidas múltiples para diferentes condiciones de espaciamiento inicial y diferente exponente de la ecuación de fricción

Factor de salidas múltiples

Es = S1

Es = S1/2

Número de salidas (N)

Hazen

m = 1.85

Scobey

m = 1.90

Darcy

m = 2.00

Hazen

m = 1.85

Scobey

m = 1.90

Darcy

m = 2.00

1

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

1.000

2

0.639

0.634

0.625

0.519

0.512

0.500

3

0.535

0.528

0.518

0.441

0.434

0.422

4

0.486

0.480

0.469

0.412

0.405

0.393

5

0.457

0.451

0.440

0.396

0.390

0.378

6

0.435

0.433

0.421

0.387

0.381

0.369

7

0.425

0.419

0.408

0.381

0.375

0.363

8

0.415

0.410

0.398

0.377

0.370

0.358

9

0.409

0.402

0.391

0.373

0.367

0.355

10

0.402

0.396

0.385

0.371

0.365

0.353

11

0.397

0.392

0.380

0.369

0.363

0.351

12

0.394

0.388

0.376

0.367

0.361

0.349

13

0.391

0.384

0.373

0.366

0.360

0.348

14

0.387

0.381

0.370

0.364

0.358

0.347

15

0.384

0.379

0.367

0.363

0.357

0.346

16

0.382

0.377

0.365

0.363

0.357

0.345 5‐9


Factor de salidas múltiples Es = S1 Es = S1/2

Número de salidas (N)

Hazen

m = 1.85

Scobey

m = 1.90

Darcy

m = 2.00

Hazen

m = 1.85

Scobey

m = 1.90

Darcy

m = 2.00

17

0.380

0.375

0.363

0.362

0.356

0.344

18

0.379

0.373

0.361

0.361

0.355

0.343

19

0.378

0.372

0.360

0.361

0.355

0.343

20

0.376

0.370

0.359

0.360

0.354

0.342

22

0.374

0.368

0.357

0.359

0.353

0.341

24

0.372

0.366

0.355

0.358

0.352

0.341

26

0.370

0.364

0.353

0.358

0.351

0.340

28

0.369

0.363

0.351

0.357

0.351

0.340

30

0.368

0.362

0.350

0.357

0.350

0.339

35

0.365

0.359

0.347

0.356

0.350

0.338

40

0.364

0.357

0.345

0.355

0.349

0.338

50

0.361

0.355

0.343

0.354

0.348

0.337

100

0.356

0.350

0.338

0.352

0.347

0.335

Más de 100

0.351

0.345

0.33

———

———

———

Lámina 5.2 Cálculo de las pérdidas de carga en tubería con salidas múltiples paso a paso o tramo por tramo en una línea regante de goteo

La variación del gradiente hidráulico es mucho mayor al inicio de la regante y tiende hacia un gradiente cero (o pérdida de carga nula) al final de la regante, donde el gasto en la tubería es muy pequeño o casi cero, suponiendo un desnivel nulo.

5.1.4 Tuberías con salidas múltiples con reducción de diámetro

El cálculo de una tubería lateral con salidas múltiples con dos o más diámetros y sus respectivas longitudes generalmente se presenta cuando existe disponibilidad de carga hidráulica ganada por la presencia de un desnivel en el lateral, o bien para disminuir

5‐10


costos en el diseño de tuberías con salidas múltiples. El procedimiento recomendado es el siguiente:

• Calcular la pérdida de carga permisible (hfp) en la tubería con salidas múltiples, la cual dependiendo de su ubicación en el sistema (lateral o secundaria en aspersión o bien distribuidor en sistemas de goteo), es igual a un cierto porcentaje P de la carga del emisor he, más la carga de presión que se gana por el desnivel a favor (dn) en la tubería. De tal forma que:

hfp = P he + dn (5.22)

P es el porcentaje de la carga hidráulica del emisor, en decimal. Este valor depende del tipo del sistema, del tipo de tubería (distribuidor, lateral o regante y del criterio del diseñador).

• Conocida la capacidad en gasto (Q) de la tubería con salidas múltiples, se calculan los diámetros comerciales que cumplen con la pérdida de carga unitaria. El cálculo del diámetro teórico que cumple con las pérdidas de carga se resuelve con la siguiente ecuación:

mpsmnhfFLQKWD1��=β

(5.23)

• Los diámetros comerciales que cumplen con la pérdida de carga permisible son el inmediato superior y el inmediato inferior del diámetro teórico calculado.

• Para auxiliarse en el cálculo del diámetro, se pueden utilizar tablas y gráficos que para un gasto y un diámetro dado proporcionen el valor del gradiente unitario o pérdida de carga unitaria. Estas tablas pueden hacerse para pérdidas de carga unitaria en m/m. La pérdida de carga unitaria en tuberías con salidas múltiples se calcula como sigue:

100**smpFLhfJ=

(5.24)

Donde J es la pérdida de carga unitaria.

• El gráfico de la lámina 5.3 muestra la solución encontrada para la pérdida de carga por fricción utilizando la ecuación de Hazen‐Williams en diferentes diámetros comerciales de tubería de PVC con rugosidad C = 145. Para calcular los diámetros es necesario conocer el gradiente unitario de la pérdida por fricción en porcentaje (%) y el gasto total de la tubería en l/s. El punto de intersección de ambos valores en la gráfica, indica entre que diámetros comerciales se puede establecer la reducción de diámetros. Sí el punto de intersección resulta prácticamente sobre alguna curva específica, significa que es poco probable la reducción de diámetros y sólo es necesario instalar un diámetro.

5‐11


• La determinación de las longitudes específicas de cada uno de los tramos de tubos requeridos, es un procedimiento que se resuelve mediante tanteos. Primero se estiman las longitudes L1 y L2, y luego se calcula la pérdida de carga total debido a la fricción para esas longitudes. Si dicha pérdida fuera mayor que o menor que la pérdida de carga permisible, se suponen entonces otras longitudes y se repite la operación hasta que se cumpla tal requisito.

• Una vez conocida las longitudes, se obtiene la pérdida de carga por fricción en la longitud (L2) del diámetro de tubo (D2) que contiene un número N2 de salidas y descarga un gasto Q2:

hf2 (D2) se calcula considerando: (FsmN2 ,L2,D2,Q2,)

Lámina 5.3 Solución de la ecuación de Hazen‐Williams para tuberías de PVC en diferentes diámetros comerciales

0.010.111010005101520253035404550556065707580859095100105110115120125130135140145150155160165170175180185190195200Gasto (l/s)Pendiente de fricción (%)D= 2D=3"D=4"D=6"D= 8"D= 10"D= 12"D=14

• Se supone que el diámetro D1 se conserva en toda la longitud de la tubería, con el mismo procedimiento se determina la pérdida en la longitud L1+L2, que contiene N1+N2 salidas y descarga un gasto igual a la suma de Q1+Q2.

hf1+2 (D1) se calcula considerado: (FsmN1+N2L1,+L2, D1,Q1+Q2,)

5‐12


• Enseguida se busca la pérdida de carga por fricción, considerando una longitud L2, para un diámetro de tubo D1, que contiene N2 salidas y descarga un gasto igual Q2.

hf2 (D1 ) se calcula considerando: (FsmN2 ,L2,D1,Q2,)

• Se agregan las pérdidas calculadas en hf2 (D2) y hf1+2 (D1) y de este total, se restan las pérdidas determinadas de la forma hf2 (D1).

hf Total = hf2 (FsmN2 ,L2,D2,Q2,) + hf1+2(FsmN1+N2 L1,+L2, Q1+Q2) ‐ hf2 para D1 (FsmN2 L2,D1,Q2,).

De esta manera se obtiene la pérdida de carga para una tubería con salidas múltiples con reducción de diámetro.

Lámina 5.4 Tuberías con salidas múltiples de dos diámetros.

5.1.5 Tuberías simples con reducción de diámetro

El gráfico de la lámina 5.4 es aplicable de igual forma a tubería ciega sin salidas múltiples, donde ahora hfp se considera como la diferencia de carga de presión entre los puntos extremos del tramo de tubería a diseñar. El procedimiento de cálculo para las longitudes y pérdidas de carga, es similar al presentado en el inciso anterior, sólo que ahora no se considera el uso del factor de salidas múltiples.

100*1LhfJp=

(5.25)

Donde J1 es la pérdida de carga unitaria sin considerar el factor de salidas múltiples

Sí se requiere calcular el diámetro teórico, la ecuación (5.23) se convierte ahora en:

mpnhfLQKWD1.�� =β

(5.26)

5‐13


5.1.6 Líneas de energía

Para hacer referencia a la energía o a la carga hidráulica de los fluidos en movimiento, se definen tres tipos diferentes de carga: (a) de posición, (b) de presión y (c) de velocidad; que representan gráficamente la energía del fluido. Dependiendo de que se relacionen una, dos o tres de las cargas consideradas se obtienen las líneas geométricas, piezométricas y de energía.

• Línea geométrica. La línea geométrica (LG) corresponde al eje central longitudinal de la tubería y representa en cada punto la carga de posición con respecto a cierto punto de referencia; se expresa mediante la siguiente ecuación:

LG = hz = Z (5.27)

Donde hz es la carga de posición y se mide como la cota o elevación Z con respecto a la línea base o nivel de referencia.

• Línea piezométrica. La línea piezométrica (LP) se determina uniendo los puntos que alcanzaría el fluido circulante en distintos piezómetros conectados a lo largo de la tubería. Analíticamente es la suma de las cargas de posición y de presión (hp), se expresa mediante la ecuación (5.28).

LP = hz + hp (5.28)

Línea de energía. La línea de energía (LE) expresa en cada punto la carga total del fluido, se obtiene al sumar en cada punto de la tubería, las alturas piezométricas y la carga de velocidad (hv), se determina con la ecuación (5.29).

LE = hz + hp + hv (5.29)

En donde:

gvhv22=

(5.30)

Sistemas de baja presión con tubería de compuertas

El diseño hidráulico de los sistemas de riego de tubería con compuertas comprende la ubicación y el número de hidrantes por parcela, el trazado de la red y la determinación de la presión requerida en los hidrantes.

5.2.1 Ubicación y número de hidrantes

Para definir la ubicación de los hidrantes se emplea el plano topográfico del área de estudio, en donde se indica la fuente de abastecimiento, la parcelación, la configuración altimétrica de la zona de riego y la dirección o sentido actual del riego.

5‐14


La ubicación de los hidrantes se recomienda en la parte más alta de la superficie que dominan, o en su caso en la parte más alta de la parcela cuando se ubica un hidrante por parcela; esto con la finalidad de dominar (regar) toda la parcela. El ancho que domina el hidrante mediante la tubería con compuerta se recomienda no sea superior a 200 m, para que la presión requerida en el hidrante no sea mayor o esté en el orden de 2 metros de columna de agua (mca).

El número de hidrantes por parcela se considera de al menos uno, aun para superficies de riego de una hectárea. El número de hidrantes está definido por la longitud total del ancho de la cabecera de la parcela; se recomienda que la separación entre hidrantes no sea mayor de 200 m. En los proyectos ejecutivos de sistemas de riego de tubería con compuertas que ha elaborado el IMTA,

se ha considerado una superficie promedio de 3 a 4 ha por hidrante. Sin embargo, para suelos con textura de suelo franco arenosa, en donde la longitud de riego recomendada no debe ser mayor a 100 m para obtener altas eficiencias de riego, la superficie que domina un hidrante se puede reducir a 2 ha en promedio. En la lámina 5.5 se presenta a manera de ejemplo una zona de riego con una red de baja presión, en donde se indica el plano catastral, las curvas de nivel, la fuente de abastecimiento, la dirección actual del riego y la ubicación de hidrantes.

Lámina 5.5 Plano catastral con curvas de nivel, fuente de abastecimiento y la dirección de riego. Pozo 7 de la Unidad de Riego Benito Juárez, Tepalcingo, Morelos.

Las flechas sobre los vértices (lámina 5.5) de los linderos de las parcelas indican la posición del hidrante, y las flechas dentro de cada parcela muestran la dirección de riego.

En parcelas pequeñas con superficies de riego menores de 1 ha (lámina 5.5), se evaluará la conveniencia de considerar un hidrante por parcela (usuario), y en la medida de lo 5‐15


posible evitar que éste sea compartido por dos o más usuarios, esto con la finalidad de facilitar la operación futura de la red.

Como se observa en el plano de la lámina 5.5, la ubicación de los hidrantes corresponde al punto más alto de cada parcela

5.2.2 Trazado de la red

El trazado de las redes de riego constituye una de las etapas clave de desarrollo del proyecto, ya que de él depende buena parte de la economía del sistema de riego y sobre todo la operación futura de la zona de riego. El objetivo del proyectista, durante la etapa de trazado de la red interparcelaria, es lograr el diseño óptimo en planta que conecte cada uno de los hidrantes o tomas parcelarias de riego con la fuente de suministro de agua.

Aun cuando para redes interparcelarias y parcelarias se proyectan casi de manera sistemática como redes ramificadas, en general el diseño de una red de distribución podría también tener un trazado en red cerrada; es decir, desde el punto de vista teórico, en el trazado de la red se puede elegir entre dos modalidades básicas de diseño: redes cerradas y redes abiertas ramificadas.

La adopción de redes cerradas en sistemas colectivos de riego es muy poco frecuente, ya que implica una mayor longitud de tubería, sin embargo, el diámetro de la red es menor en algunos de sus tramos. Esta situación debe ser analizada en cuanto a los costos de tubería que representa cada uno de los casos.

El método más empleado en el trazo de redes ramificadas o cerradas, consiste en ubicar las líneas de conducción a lo largo de los linderos de las parcelas, y en los caminos de saca de la zona de riego. Como regla general se procura que la tubería atraviese lo menos posible los terrenos,

cruzándolos únicamente cuando se obtiene un ahorro significativo en la longitud de la tubería de conducción.

Para lograr un trazado funcional y económico es importante que el proyectista siga de manera general las siguientes sugerencias:

• Las líneas de conducción deben trazarse de forma que en todos sus tramos el sentido de avance del agua no retornen hacia la fuente de abastecimiento.

• El avance del agua debe realizarse preferentemente desde las zonas topográficamente más altas hacía las más bajas. Con ello se consigue que las pérdidas de carga de la red se compensen con la pérdida de cota altimétrica, abaratando la red y equilibrando las presiones en los hidrantes.

• La idea de trazar las líneas de conducción por los linderos de las parcelas debe tenerse siempre presente, pero no hasta el punto obsesivo de mantenerlas a todo rigor. Es más, cuando existen irregularidades topográficas, el trazado de la red debe sentar las bases para proceder a la rectificación de caminos, desagües, linderos de las parcelas o incluso toda la topología parcelaria de la zona.

• Previamente al trazado de la red, deben ser localizadas las áreas o puntos con mayor exigencia de presión. Hacia éstos habrán de ser orientadas algunas de las líneas de 5‐16


conducción y de distribución principales, de manera que se transporte el agua hasta los mismos con la mínima pérdida de carga posible.

En la lámina 5.6 se presenta un ejemplo del trazado de una red de conducción y de distribución de baja presión, utilizando la ubicación de hidrantes de la lámina 5.5. El trazado indicado es considerando los linderos de las parcelas, esto es, en ningún caso se cruzan parcelas. Sin embargo, es importante señalar que los dos hidrantes de las parcelas ubicadas en la parte inferior podrían ser conectados cruzando lotes para de esta manera reducir la longitud de tubería. La decisión final es de los usuarios del sistema de riego y del proyectista, principalmente.

Lámina 5.6 Trazo de la red para unir cada hidrante con la fuente de abastecimiento, siguiendo el lindero de las parcelas

5.2.3 Presión o carga hidráulica requerida en el hidrante

Cuando el agua de riego del hidrante descarga libremente sobre la regadera para regar con sifones, la carga hidráulica debe ser suficiente para mantener el tirante necesario que pueda estar alrededor de 20 cm sobre el terreno natural.

Cuando el agua se aplica con tubería de compuertas, la carga hidráulica en cada hidrante debe ser suficiente para cubrir las pérdidas por fricción del agua en la tubería lisa que funciona como conducción y de la tubería con compuertas, además del desnivel cuando la pendiente del terreno

es desfavorable. En la lámina 5.7 se presenta un esquema de la aplicación del riego con tubería de compuertas para la situación más desfavorable, en

5‐17


donde se muestra la longitud de la tubería lisa o de conducción (o tubería con compuertas que permanecen cerradas) y la longitud de la tubería con compuertas.

Lámina 5.7 Esquema de aplicación del riego con tubería de compuertas. Se indica la longitud de tubería de conducción y la longitud de tubería con compuertas

El procedimiento de cálculo de la presión requerida en el hidrante es el siguiente:

1) Longitud de la puesta de riego

Se determina la longitud de tubería que estará funcionando como salidas múltiples para cada posición (puesta) de riego dentro de una parcela. La cual está en función del gasto de riego modular y del gasto unitario de riego. El gasto de riego unitario debe ser el ajustado al ancho total de la parcela, como se indicó en el subcapítulo 4.2, de tal manera que el número de puestas de riego para cada parcela sea cerrado.

umcQQL= (5.31)

donde Qm es el gasto de riego modular en l/s, Qu es el gasto unitario en l/s/m, y Lc es la longitud de la puesta de riego, en metros.

2) Número de salidas por puesta de riego

ccdLN= (5.32)

Donde N es el número de salidas (compuertas que operan simultáneamente); Lc ya está definida; dc la separación entre compuertas de la tubería, en metros. En el riego por surcos, N corresponde al número de surcos operando durante una puesta de riego

5‐18


3) Se define el diámetro de la tubería con compuertas (PVC) que se va a utilizar. El gasto que circulará por el hidrante y la tubería lisa corresponde al gasto modular (Qm) en caso de regar en una sola dirección, o igual a la mitad del gasto modular en caso de regar en dos direcciones simultáneamente, esto es, a ambos lados del hidrante. A manera de referencia el diámetro de 150 mm (6") se emplea para gastos de riego de 20 a 30 l/s, y el diámetro de 200 mm (8") para gastos de 30 a 50 l/s. Para gasto de 60 a 80 l/s, diámetro de 250 mm (10").

4) Se calculan las pérdidas de carga para una tubería con salidas múltiples empleando la ecuación general para salidas múltiples (5.14), misma que se reduce a la ecuación (5.33) determinando las pérdidas de carga en una tubería simple (hf) en las mismas condiciones de gasto, diámetro y longitud.

hfsm = Fsm hf (5.33)

Cada uno de los parámetros ya se definieron en el subcapítulo anterior. Para la ecuación de Hazen‐Williams, hf queda expresada mediante la ecuación (5.34).

871.4852.162.10DLCQhf��=

(5.34)

Donde hf, está dada en metros, Q es el gasto que circula por la tubería en m3/s, C es el coeficiente de fricción, igual a 145 para PVC, L es la longitud de tubería (para este caso, tubería de compuertas, L = Lc), en metros, D es el diámetro interno de la tubería, en metros.

El factor de salidas múltiples (Fsm) se determina con la ecuación (5.16) considerando que la separación de la primera compuerta es igual a la separación de todas las demás compuertas. Si además se considera esta ecuación con el exponente de Hazen Williams (n = 1.852), el factor de salidas múltiples (Fsm) se reduce a la ecuación (5.20).

Ejemplo. Se tiene una tubería de compuertas con diámetro de 150 mm, operando en una longitud de 20 m, con veinte salidas o compuertas operando, con un gasto de riego modular de 30 l/s. Obtener las pérdidas de energía por salidas múltiples.

• Se determina la pérdida de carga, como tubería simple (hf) con ecuación (5.34)

871.4852.1)150.0(20*145300.062.10�

�

��=fh = 0.329 m

• Se obtiene el factor de salidas múltiples (Fsm), aplicando la ecuación (5.20), para N igual a 20, obtenemos:

5‐19


2)20(*6852.020*21852.21++=smF

(5.35)

Fsm = 0.3856

• Finalmente se calcula hf, con la ecuación 5.33

hfsm = 0.3856 * 0.329 m = 0.127 m

5) Se calcula la pérdida por fricción (hf = hf2) en la tubería de conducción (L = L2) que va del hidrante a la tubería de compuertas en la situación de operación más alejada (desfavorable). Se utiliza la ecuación (5.34). donde hf2 es la pérdida de carga por fricción en la tubería de conducción, en metros; L2 es la longitud de la tubería de conducción, en metros.

6) Presión requerida en el hidrante

La presión requerida en el hidrante (he) para que opere el sistema de tubería con compuertas bajo la condición más desfavorable, se determina con la siguiente expresión:

HhfhfhDhsmeΔ++++=2432

(5.36)

donde he es la presión o carga requerida en el hidrante, en metros; D es el diámetro de la tubería, en metros, h es la carga media sobre la compuerta, expresada en metros; hfsm es la pérdida de carga en la tubería de salidas múltiples (tubería con compuertas en operación), hf2 es la pérdida de carga en la tubería de conducción, en metros; y ΔH es el desnivel del terreno en el sentido de la colocación de la tubería con compuertas expresada en metros, positiva si sube y negativa si baja. Cuando la pendiente sea negativa y resulte he ≤ (D+0.10), entonces debe tomarse como carga requerida en el hidrante un valor igual a he = D + 0.10. Una situación conservadora cuando se tiene desnivel a favor, consiste en tomar un valor de ΔH/2 en lugar de ΔH.

La carga media (h) sobre la compuerta para obtener el gasto deseado, se obtiene a partir de tablas que reporta el fabricante en el que se indica la altura de columna de agua expresada en centímetros y el gasto respectivo en la salida de la compuerta del tubo. Un valor de h de 0.1 m, se puede tomar como promedio.

Para una estimación rápida de la carga hidráulica requerida en el hidrante, en el cuadro 5.8 se presenta una serie de valores de carga hidráulica requerida en el hidrante (he) para diferentes gastos modulares, diferente longitud de tubería con compuertas, diferentes diámetros, para un desnivel nulo entre el hidrante y la compuerta más alejada del sistema de riego. Por tanto, a este valor de he se le tiene que considerar el desnivel del terreno que se presente en campo, ya sea a favor o en contra.

5‐20


Cuadro 5.8 Presión requerida en el hidrante para diferentes gastos, diámetros y anchos de parcela, para una separación entre compuertas de 0.75 m y una longitud de compuertas operando de 20 m, con un desnivel nulo.

Datos generales

Tubería con compuertas

Tubería lisa

Q

(m3/s)

L

(m)

D

(m)

N

Fsm

hfsm

(m)

h

(m)

L2

(m)

hf2

(m)

Presión requerida

he

(m)

0.020

100

0.154

26.7

0.370

0.058

0.10

80

0.55

0.77

0.020

150

0.154

26.7

0.370

0.058

0.10

130

0.89

1.11

0.020

200

0.154

26.7

0.370

0.058

0.10

180

1.24

1.46

0.030

100

0.154

26.7

0.370

0.122

0.10

80

1.16

1.43

0.030

150

0.154

26.7

0.370

0.122

0.10

130

1.89

2.16

0.030

200

0.154

26.7

0.370

0.122

0.10

180

2.62

2.89

0.030

100

0.192

26.7

0.370

0.041

0.10

80

0.39

0.62

0.030

150

0.192

26.7

0.370

0.041

0.10

130

0.64

0.87

0.030

200

0.192

26.7

0.370

0.041

0.10

180

0.89

1.11

0.040

100

0.154

26.7

0.370

0.208

0.10

80

1.98

2.32

0.040

150

0.154

26.7

0.370

0.208

0.10

130

3.22

3.56

0.040

200

0.154

26.7

0.370

0.208

0.10

180

4.47

4.80

0.040

100

0.192

26.7

0.370

0.070

0.10

80

0.67

0.92

0.040

150

0.192

26.7

0.370

0.070

0.10

130

1.09

1.34

0.040

200

0.192

26.7

0.370

0.070

0.10

180

1.51

1.76

0.050

100

0.192

26.7

0.370

0.106

0.10

80

1.01

1.29

0.050

150

0.192

26.7

0.370

0.106

0.10

130

1.65

1.92

0.050

200

0.192

26.7

0.370

0.106

0.10

180

2.28

2.56

0.050

100

0.241

26.7

0.370

0.036

0.10

80

0.34

0.59

0.050

150

0.241

26.7

0.370

0.036

0.10

130

0.55

0.80

0.050

200

0.241

26.7

0.370

0.036

0.10

180

0.77

1.01

0.060

100

0.192

26.7

0.370

0.149

0.10

80

1.42

1.73

0.060

150

0.192

26.7

0.370

0.149

0.10

130

2.31

2.62

0.060

200

0.192

26.7

0.370

0.149

0.10

180

3.20

3.50

0.060

100

0.241

26.7

0.370

0.050

0.10

80

0.48

0.74

0.060

150

0.241

26.7

0.370

0.050

0.10

130

0.78

1.03

0.060

200

0.241

26.7

0.370

0.050

0.10

180

1.08

1.33

0.070

100

0.192

26.7

0.370

0.198

0.10

80

1.89

2.23

0.070

150

0.192

26.7

0.370

0.198

0.10

130

3.07

3.42

0.070

200

0.192

26.7

0.370

0.198

0.10

180

4.25

4.60

0.070

100

0.241

26.7

0.370

0.067

0.10

80

0.64

0.91

0.070

150

0.241

26.7

0.370

0.067

0.10

130

1.03

1.30

0.070

200

0.241

26.7

0.370

0.067

0.10

180

1.43

1.70

0.080

100

0.241

26.7

0.370

0.085

0.10

80

0.81

1.10

0.080

150

0.241

26.7

0.370

0.085

0.10

130

1.32

1.61

0.080

200

0.241

26.7

0.370

0.085

0.10

180

1.83

2.12

0.090

100

0.241

26.7

0.370

0.106

0.10

80

1.01

1.31

0.090

150

0.241

26.7

0.370

0.106

0.10

130

1.65

1.95

5‐21


Donde:

Q Gasto en el hidrante (m3/s)

L Longitud total de tubería (de conducción más la que opera como compuertas para la situación mas alejada), en metros

ΔH Desnivel del terreno, en metros

D Diámetro de la tubería, en metros

Lc Longitud de la tubería con compuertas en una puesta de riego, en metros

N Número de compuertas operando al mismo tiempo, adimensional

Fsm Factor de salidas múltiples de Hazen Williams, adimensional

hf sm Pérdida de carga por fricción en la tubería con compuertas, en metros

h Carga media sobre la compuerta para obtener el gasto deseado por compuerta, en metros

L2 Longitud de la tubería de conducción, en metros

hf2 Pérdida de carga en la tubería de conducción, en metros

he Presión requerida en el hidrante para que opere la tubería de compuertas con el gasto deseado, en metros.

Diseño hidráulico de riego localizado

Para realizar el diseño hidráulico de un sistema de riego localizado se deben tomar en cuenta los aspectos elementales de hidráulica descritos en el subcapítulo 5.1, así como las partes básicas del sistema de riego. Estas partes básicas son: el emisor, la sección de riego, la red de conducción, la unidad de control general.

Antes de iniciar el proceso formal de diseño de los sistemas de riego localizado es indispensable manejar adecuadamente las ecuaciones para el cálculo de la pérdida de energía en tuberías. La pérdida de energía en tuberías puede ser de dos tipos: pérdida por fricción y pérdida localizada. Para el cálculo de la pérdida de energía por fricción en tuberías se han propuesto gran cantidad de fórmulas; la mayoría de ellas empíricas basadas en coeficientes experimentales. Como se ha mencionado, para el diseño de los sistemas de riego las ecuaciones más empleadas son: Darcy‐Weisbach, Hazen‐Williams y Manning.

5.3.1 Selección de los parámetros hidráulicos del emisor

Lo primero que se debe hacer para el diseño hidráulico de un sistema de riego localizado, es seleccionar los parámetros hidráulicos del emisor. El gasto del emisor se seleccionó durante el diseño agronómico. Durante el diseño hidráulico se definen los parámetros hidráulicos del emisor como son el gasto y la presión nominal.

El emisor de un sistema de riego localizado debe cumplir ciertas características mecánicas e hidráulicas que garanticen un buen funcionamiento y duración: un gasto poco sensible a las variaciones de presión; poca sensibilidad a las obturaciones y cambios de temperatura; alta uniformidad de fabricación, coeficiente de variación de emisión bajo; resistencia a la agresividad química, ambiental y de manejo; y finalmente, bajo costo de adquisición. A continuación, se describen las principales características hidráulicas del emisor, que se deben considerar para su selección y que afectan el diseño hidráulico del sistema de riego localizado.

5‐22


5.3.1.1 Ecuación gasto‐carga del emisor

Todos los emisores de un sistema de riego localizado tienen una relación gasto‐carga, la cual presenta la relación existente entre el gasto y la carga del emisor. Esta relación se puede representar mediante una ecuación empírica, una gráfica o una tabla:

(5.37)

xeHkQe1=

Donde: Qe es el gasto del emisor (l/h), k1 es el coeficiente de descarga característico del emisor y equivale al caudal que proporcionaría a una carga de operación de un metro, He es la carga hidráulica de operación del emisor (m) y x es el exponente de descarga que está caracterizado por el régimen de flujo dentro del emisor.

Esta ecuación se acostumbra graficar, poniendo los gastos en el eje de las ordenadas y las cargas en el eje de abscisas. Cuanto menor sea el valor del exponente de descarga (x), la curva tenderá a ser horizontal. En un emisor con una x igual a cero, la curva tiende una recta horizontal paralela al eje de abscisas; su gasto es constante e independiente de la carga de operación del emisor. La curva de un emisor con una x igual a la unidad, tiende a ser una recta que pasa por el origen con un ángulo de 45º; su gasto tiene una proporción lineal con la carga de operación (lámina 5.8).

A un emisor con exponente x igual a cero, se le conoce como emisor autocompensado, este emisor tiene un dispositivo mecánico que permite mantener el mismo gasto para diferentes presiones. A un emisor con exponente x igual a la unidad, se le conoce como emisor de flujo laminar, este tipo de emisor no dispone de dispositivos mecánicos y en consecuencia el gasto es muy sensible a las variaciones de presión. A un emisor con exponente x igual a un medio, se le conoce como emisor de flujo turbulento, este emisor tiene una construcción en forma de laberinto, que estimula la formación de remolinos; en consecuencia, este emisor tiene dos características de suma importancia para el diseño hidráulico: el gasto es poco sensible a las variaciones de presión y su construcción poco sensible a las obturaciones.

Lámina 5.8 Curva gasto‐carga típica de un emisor

5‐23


El fabricante debe proporcionar la curva gasto‐carga del emisor; el gasto y la carga nominal; así como el intervalo de cargas en el que debe operar el emisor. En este intervalo se encuentran el gasto y carga nominal; además, esta información es esencial para el diseño hidráulico del sistema de riego. En el caso de emisores autocompensantes, el fabricante debe especificar el intervalo de autocompensación, ya que sólo funcionan a partir de cierta presión.

El Cuadro 5.9 presenta el rango de variación del gasto y la presión, en el que se encuentran la mayoría de los emisores de sistemas de riego localizado.

Cuadro 5.9 Gasto y carga de emisores de riego localizado

Gasto (l/h)

Carga hidráulica (m)

Emisor

Mínimo

Máximo

Mínimo

Máximo

Cinta

0.5

1.5

6.0

12.0

Gotero

1.0

14.0

6.0

13.0

Microaspersión

20.0

250.0

13.0

25.0

5.3.1.2 Coeficiente de variación del gasto del emisor

Si se toma una muestra de emisores del mismo tipo y se opera a la misma carga hidráulica, sin que varíe la temperatura del agua; el gasto entregado por cada uno de ellos será distinto. La variabilidad en la fabricación depende del diseño del emisor y del mismo proceso de fabricación. Se ha comprobado que para un número suficientemente grande de emisores sus caudales se distribuyen estadísticamente, según una distribución normal (lámina 5.9). En consecuencia, esta distribución está caracterizada por su media y desviación estándar.

Lámina 5.9 Distribución de probabilidades normal del gasto de emisión

5‐24


Para describir la variación del gasto de los emisores, se emplea el coeficiente de variación estadístico, el cual se obtiene con la siguiente ecuación:

meqqQSCV=

(5.38)

Donde: CVq es el coeficiente de variación del gasto (adm); Sq es la desviación estándar del gasto de los emisores (l/h) y Qme es el gasto medio de los emisores (l/h). El cuadro 5.10 muestra la clasificación de goteros según su coeficiente de variación.

Cuadro 5.10 Coeficientes de variación del gasto para goteros

Tipo de emisor

Rango de CV

Clasificación

< 0.04

Excelente

0.04‐0.10

Regular

0.10‐0.15

Pobre

Emisor puntual

> 0.15

Inaceptable

< 0.10

Buena

0.10‐0.20

Regular

Cintas de goteo

> 0.20

Inaceptable

5.3.1.3 Sensibilidad a las obturaciones y temperatura

La sensibilidad del emisor a las obturaciones depende básicamente del diámetro de la sección de paso, de la velocidad del agua a través de esta sección y de la configuración del conducto. La presencia de zonas muertas en los conductos del agua dentro del emisor tiende a aumentar su sensibilidad a las obturaciones. Entre mayor es la sección transversal del flujo del agua en el cuerpo del emisor, menor será la posibilidad de obstrucción, así como el requerimiento de filtrado y prevención de precipitación de sales.

La fabricación del emisor debe prevenir, no sólo las posibles obturaciones internas, sino también las obturaciones causadas por agentes externos. Tal como ocurre cuando entran partículas de suelo a través de los emisores, por efecto de un corte de riego. Los emisores de flujo turbulento son poco sensibles a las obturaciones, por su construcción en forma de laberinto. La mayoría de los emisores autocompensados son muy sensibles a las obturaciones, pues el dispositivo de regulación, con el paso del tiempo, tiende a reducir drásticamente el área de la sección de paso del agua. En general, se recomienda que el sistema de filtrado no deje pasar partículas sólidas, cuyo diámetro sea superior a un décimo del diámetro de la sección mínima de paso en los emisores.

La variación de la temperatura del agua en la tubería tiene una relación inversa respecto a la presión a lo largo de la tubería regante, expuesta a la radiación solar. La sensibilidad a la temperatura, depende fundamentalmente del grado de turbulencia del flujo dentro del emisor, pues mientras mayor sea este grado, menor será la dependencia del gasto del emisor de la viscosidad y del diseño del emisor ya que, la temperatura produce dilataciones de algunos elementos del emisor variando las dimensiones de las áreas de paso. Finalmente, los emisores de flujo laminar son muy sensibles a la temperatura; los

5‐25


emisores de flujo turbulento son poco sensibles, aumentando la sensibilidad según la presión de trabajo.

5.3.2 Cálculo hidráulico de la sección de riego

La sección de riego está integrada por dos tipos de tuberías, ambas se conocen como tuberías de salidas múltiples; ya que tienen una serie de orificios a la misma separación y con el mismo gasto. La tubería regante tiene emisores a la misma separación; mientras que la tubería distribuidora tiene mangueras a la misma separación.

El diseño de un sistema de riego localizado se centra en la sección de riego. El diseño de esta sección se basa en la relación carga‐gasto del emisor y consiste en determinar las características hidráulicas de las tuberías regantes y distribuidoras: diámetro, longitud, número de salidas, gasto y pérdida de energía. La pérdida de energía en las tuberías es esencial para obtener la carga de operación de la sección. Para el diseño hidráulico de las tuberías de la sección de riego se deben considerar al menos dos criterios: la variación de energía permitida y la velocidad permitida. Esto con objeto de que la sección de riego opere con una alta uniformidad de emisión, mayor del 90% o bien que la variación de gastos sea menor del 10 por ciento.

Una condición básica para el diseño de la sección de riego consiste en mantener una diferencia menor del 10% del gasto medio; entre el emisor de mayor gasto y el emisor de menor gasto de la sección. Esta diferencia provoca una diferencia de presiones del 20% de la carga media, para emisores de flujo turbulento; esta diferencia de presión se conoce como pérdida de carga permitida en la sección. Esto es válido en dos escenarios: el primero, cuando la carga de operación se controla al inicio de la tubería distribuidora y el segundo, cuando la presión se controla al inicio de la tubería regante. La Lámina 5.10 muestra la distribución de presiones en una sección de riego típica, en la cual la presión se controla al inicio de la tubería distribuidora.

Lámina 5.10 Distribución de presiones y gastos en la sección de riego

5‐26


5.3.2.1 Escenarios para el control de la carga de operación

Para distribuir la pérdida de energía en la sección de riego se toman en cuenta los dos escenarios para controlar la presión. Cuando la carga de operación se controla al inicio de la tubería distribuidora, la pérdida de carga permitida se distribuye entre regantes y distribuidores; y cuando la presión se controla al inicio de la tubería regante, la pérdida de carga permitida se distribuye únicamente en la tubería regante.

Para calcular la pérdida de energía por fricción en las tuberías de salidas múltiples descritas en el tema 5.1 (regante y distribuidor) se puede utilizar una de las tres leyes de resistencia: Darcy‐Weisbach, Manning y Hazen‐Williams, tal como se haría para una tubería normal; una vez calculada la pérdida de energía se afecta por un coeficiente de salidas múltiples. Cuando se dispone de un programa de cómputo esta pérdida de energía por fricción se puede calcular tramo por tramo, hasta completar toda la longitud de la tubería de salidas múltiples.

a) Carga de operación controlada al inicio de la sección

Cuando la carga de operación se controla al inicio de la sección de riego, mediante una válvula mecánica o una válvula hidráulica, la pérdida de carga permitida se debe distribuir entre la tubería distribuidora (PVC) y la tubería regante (manguera de PEBD). Esta distribución se realiza con base en cierto porcentaje, asignándole el mayor porcentaje a la tubería regante; el porcentaje que le

corresponde a cada tubería se selecciona, para que la sección de riego resulte con las siguientes características: tuberías con el menor diámetro posible, pérdida de carga menor que la pérdida de carga permitida y velocidad menor de 1.5 metros por segundo.

b) Carga de operación controlada al inicio de la tubería regante

Cuando la carga de operación se controla al inicio de la tubería regante, mediante un dispositivo mecánico o hidráulico, la pérdida de carga permitida se distribuye únicamente en la tubería regante (manguera de PEBD). El dispositivo mecánico es un regulador de presión y el dispositivo hidráulico es un tubín; el cálculo hidráulico de este tubín se realiza de tal forma que la presión de entrada a cada tubería regante sea la misma. En este caso, la tubería regante se calcula tomando en cuenta que toda la pérdida de energía disponible se distribuye en esta tubería, mientras que la tubería distribuidora se calcula de tal forma que la variación de presión a lo largo de ella tienda a mantenerse constante. Ambas tuberías deben resultar con las siguientes características: tuberías con el menor diámetro posible, pérdida de carga menor que la pérdida de carga permitida y velocidad menor de 1.5 metros por segundo.

5.3.2.2 Pérdida de energía en una tubería de salidas múltiples

Para el diseño hidráulico de cada tubería de la sección de riego (distribuidor y regante), es necesario calcular la pérdida de energía en una tubería de salidas múltiples la cual depende de las siguientes variables: longitud de la tubería, diámetro de la tubería, separación de las salidas y gasto medio de la salida. Básicamente, existen dos métodos de cálculo para obtener la pérdida de energía en una tubería de salidas múltiples: el método de cálculo tramo a tramo y el método simplificado.

5‐27


a) Método de cálculo tramo a tramo

El método de cálculo paso a paso se utiliza cuando las fórmulas se pueden programar en una aplicación computacional, ya que de otra forma el cálculo se hace muy tedioso. Cuando se utiliza este método, la pérdida de energía en la tubería con salidas múltiples se calcula con la ecuación 5.21.

()Σ+==niiismhlhfhf1

Donde: hfsm es la pérdida de energía en la tubería de salidas múltiples, hfi es la pérdida de energía por fricción en el tramo i‐ésimo, hli es la pérdida de energía por la salida en el tramo i‐ésimo y N es el número de salidas.

Para calcular la pérdida de energía por fricción en el tramo i‐ésimo se utiliza la siguiente ecuación general de tipo empírico, que es una simplificación de la ecuación 5.1.

(5.39)

210βββqDEfChfli=

Donde: hfi es la pérdida de energía por fricción en el tramo i‐esimo, Cl es un coeficiente de conversión de unidades, f es el coeficiente de fricción de la ecuación correspondiente, E es el espaciamiento entre salidas, D es el diámetro de la tubería y q es el gasto medio de la salida.

Mientras que la pérdida de energía por la salida en el tramo i‐ésimo se obtiene con la siguiente ecuación, la cual se ha generado a partir de la ecuación para la pérdida de energía por accesorio:

(5.40)

42qDKChfLi−=

Donde: hfLi es la pérdida de energía por fricción en el tramo i‐esimo, C2 es un coeficiente de conversión de unidades, K es el coeficiente de la salida, D es el diámetro de la tubería, q es el gasto medio de la salida y β0, β1, β2 son, respectivamente, los exponentes del coeficiente de fricción, del diámetro y del gasto.

Para calcular la pérdida de energía por fricción en el tramo i‐ésimo se puede utilizar alguna de las ecuaciones descritas en el tema 5.1. El Cuadro 5.11 muestra los valores del factor de fricción y de los exponentes, para las leyes de resistencia de Darcy, Manning y Hazen.

5‐28


Cuadro 5.11 . Valores de C1, f, βo, β1, β2, para cada ecuación empírica

Ecuación

C1*

f

βo

β1

β2

Darcy

6.376

fD

1.0

5

2.0

Manning

7942.6

fM

2.0

16/3

2.0

Hazen

3128

fH

‐1.852

4.87

1.852

* El valor de este coeficiente varia según el sistema de unidades; en este caso se debe manejar el espaciamiento en metros, el diámetro en milímetros y el gasto en litros por hora, para obtener la pérdida de carga por fricción en metros.

b) Método de cálculo simplificado

Este método de cálculo se utiliza cuando no se dispone de la herramienta computacional correspondiente. Cuando se utiliza este método, la pérdida de energía en la tubería con salidas múltiples se calcula con la ecuación 5.14 descrita en el tema 5.1.

5.3.2.3 Pérdida de energía calculada y permisible

Una vez calculada la pérdida de energía en la tubería de salidas múltiples se debe verificar que no rebase a la pérdida de energía permitida. Para esta verificación se debe tomar en cuenta el escenario correspondiente: carga de operación controlada al inicio de la sección o carga de operación controlada al inicio de la tubería regante.

a) Control de presión al inicio de sección

Es importante diferenciar entre la pérdida de energía permitida y la pérdida de energía calculada en las tuberías de una sección de riego.

i) Pérdida de energía permitida en la sección

Cuando la presión se controla al inicio de la sección de riego, la pérdida de carga permitida se distribuye en ambas tuberías de la sección de riego (regante y distribuidora). La pérdida de energía permitida en la sección se calcula con la siguiente ecuación.

(5.41)

ecphhf2.0sec=

Donde: hfpsecc es la pérdida de energía permitida en la sección y he es la carga de operación media del emisor.

Para distribuir la pérdida de energía en cada tubería de salidas múltiples. Como una primera aproximación se puede asignar el 50% de la energía disponible a cada tubería de la sección; sin embargo, es mejor asignar el mayor porcentaje de la energía disponible a la tubería de menor diámetro y el menor porcentaje a la tubería de mayor diámetro.

(5.42)

cpjpsmhfPhfsec=

5‐29


Donde: hfpsm es la pérdida de energía permitida en la tubería de salidas múltiples (regante o distribuidor) y Pj es el porcentaje energía que se puede perder en esa tubería de salidas múltiples; ya sea la tubería regante o la distribuidora.

ii) Pérdida de energía calculada en la sección

Una vez calculada la pérdida de energía en cada tubería de salidas múltiples, se debe calcular la pérdida de energía en la sección de riego (hfsecc) y verificar que sea menor que la pérdida de energía permitida: hfsecc ≤ hfpsecc, donde:

(5.43)

disregchfhfhf+=sec

Donde: hfsecc es la pérdida de energía en la sección, hfreg es la pérdida de energía en la tubería regante y hfdis es la pérdida de energía en la tubería distribuidora.

b) Control de presión al inicio de la tubería regante

i) Pérdida de energía permitida en la tubería

Cuando la presión se controla al inicio de la tubería regante, la pérdida de carga permitida se distribuye únicamente en la tubería regante o manguera. Mientras que, la tubería distribuidora se calcula de tal forma que la presión a lo largo de ella se mantenga con la menor variación posible de presión, para lo cual, se trata de mantener una velocidad menor de 1.5 m/s. En este caso se asigna el 100% de la energía disponible a la tubería regante. Para compensar la variación de la presión en la tubería distribuidora, se agrega una serie de reguladores de presión a lo largo de esta tubería. Esto provoca que la presión de entrada a las tuberías regantes se mantenga constante. Los reguladores de presión pueden ser dispositivos mecánicos o pueden ser tuberías de polietileno de alta densidad (PEBD) con diámetro pequeño, conocidos con el nombre de tubines. La pérdida de energía en los tubines se calcula con alguna de las ecuaciones empíricas descritas anteriormente. La longitud y diámetro del tubín se calcula de tal forma que la pérdida de energía en el tubín compense la variación de presión en la tubería distribuidora. La pérdida de energía en la tubería se calcula con la siguiente ecuación.

(5.44)

ereghhf2.0=

Donde: hfreg es la pérdida de energía permitida en la tubería regante y he es la carga de operación media del emisor.

ii) Pérdida de energía calculada en la tubería

Una vez calculada la pérdida de energía en la tubería distribuidora, regante y el tubín, se debe calcular la pérdida de energía en la sección de riego y verificar que sea menor que la pérdida de energía permitida: hfsecc ≤ hfpsecc, donde:

(5.45)

tbdisregchfhfhfhf++=sec

5‐30


Donde: hfsecc es la pérdida de energía en la sección, hfreg es la pérdida de energía en la tubería regante, hfdis es la pérdida de energía en la tubería distribuidora y hftb es la pérdida de energía en el tubin o el regulador de presión al inicio de la tubería regante.

5.3.2.4 Carga de operación de la sección

Una vez que se ha calculado la pérdida de energía en cada una de las tuberías de salidas múltiples de la sección de riego (regante y distribuidora); se procede a verificar que la pérdida de energía calculada sea menor que la perdida de energía permitida; esto según el escenario para control de la carga de operación (inicio de sección o inicio de la tubería regante). Finalmente, se calcula la carga de operación de la sección de riego, según el escenario de operación.

La carga de operación de la sección de riego (hfsección) es esencial para mantener el gasto que entra a la sección de riego y en consecuencia para mantener la uniformidad de emisión de diseño de la sección. El diseño parcelario de un sistema de riego localizado, como el goteo o la microaspersión; debe incluir la carga de operación de cada una de las secciones de riego del sistema. La hfsección de cada una de las secciones debe quedar especificada en el plano general del sistema de riego o en el plano de detalles del sistema.

Durante la operación del sistema, el usuario debe garantizar dos cosas: la primera, operar cada una de las secciones de riego de la unidad, con la hfsección de diseño; y la segunda, mantenga constante durante todo el tiempo de riego a la hfsección de cada sección en operación. Es de suma importancia que el usuario del sistema de riego garantice estas acciones, para mantener las características hidráulicas de diseño de la sección de riego, como son: gasto de operación, las pérdida de energía y la uniformidad de emisión.

a) Control de la presión de operación al inicio de la sección

disregeSecciónhfhfhhf++= (5‐45 a)

b) Control de presión al inicio de la tubería regante

tbdisregeSecciónhfhfhfhhf+++= (5‐45 b)

Para estas dos ecuaciones: hfSección es la carga de operación de la sección de riego (m); he es la carga de operación del emisor (m); hfreg es la pérdida de energía en la tubería regante (m); hfdis es la pérdida de energía en la tubería distribuidora (m) y hftb es la pérdida de energía en el tubín, necesaria para homogenizar la presión al inicio de cada una de las tuberías regantes.

5‐31


Diseño hidráulico de sistemas de riego por aspersión

El diseño hidráulico consiste en realizar una selección adecuada de todos los componentes de la instalación de riego de manera que cumplan con las necesidades y tolerancias permitidas de presión y gasto en el sistema de riego, siempre con el objetivo de conseguir que la aplicación del agua sea suficientemente uniforme para lograr un desarrollo homogéneo en los cultivos.

Lámina 5.11 Distribución uniforme y poco uniforme en el riego por aspersión.

Mediante el cálculo hidráulico se determina la distribución de gastos en la red, las dimensiones de las tuberías laterales y principales, accesorios y dispositivos de control y seguridad, así como la presión necesaria en la fuente de energía que cumplan con los requisitos de operación y diseño del sistema. El procedimiento de diseño hidráulico es el siguiente:

a) Diseño de la línea lateral que contiene a los aspersores.

b) Diseño de la tubería secundaria que abastece a los laterales.

c) Diseño de la tubería principal o red de distribución.

d) Selección de la bomba hidráulica y potencia del motor.

5.4.1 Diseño hidráulico de los laterales

5.4.1.1 Diseño de la tubería lateral en sistemas estacionarios

De acuerdo con los criterios generales de diseño para sistemas de riego presurizado, la variación de gastos permisible en una sección de riego es del 10 % con respecto al gasto medio de la sección, lo que permite obtener eficiencias de uniformidad que aseguren un adecuado desarrollo del cultivo. Bajo este criterio, la diferencia o variación de la presión al interior de la sección de riego es como máximo, un 20% de la presión de operación proyectada para los aspersores.

5‐32


Lámina 5.12 Lateral de aspersión portátil en cultivo de algodón.

En el riego por aspersión, cuando el sistema es portátil o semifijo, las secciones de riego se componen de un solo lateral, ya que generalmente existe una válvula hidrante en la cabecera del lateral, que controla el gasto y la presión en el lateral. Cuando el sistema es fijo, la variación permisible de gastos y cargas se considera en toda la sección de riego que domina una válvula, la cual está compuesta por varios laterales.

Bajo esta definición los procedimientos de diseño hidráulico son diferentes para sistemas portátiles y semifijos con respecto al diseño de sistemas fijos, por lo que se presentan dos diferentes procedimientos.

5.4.1.2 Sistemas semifijos y portátiles

El diseño inicia con el cálculo de la tubería lateral. Una vez conocida la disposición y el espaciamiento de laterales y aspersores de acuerdo con el procedimiento presentado en el subcapítulo 4.4, el número de aspersores por lateral se calcula mediante:

aaslalSSLN2+= (5.46)

Donde:

Nal = Número de aspersores por la lateral.

Lsl = Longitud del terreno en el sentido del lateral (L).

Sa = Espaciamiento entre aspersores a través del lateral (L).

El gasto por lateral se calcula de la siguiente manera:

aallqNQ= (5.47)

5‐33


Donde:

Ql = gasto a la entrada del lateral (L3T‐1)

qa = gasto del aspersor (L3T‐1)

El número de laterales que permitan regar toda la superficie en un tiempo menor que el intervalo de riego crítico, se calcula mediante:

llQQN= (5.48)

Donde:

N l = número de laterales necesarios

Q = capacidad del sistema (L3T‐1) o el gasto disponible en la fuente de abastecimiento.

Si el cociente Q/Ql no resulta en un número entero, se pueden presentar dos soluciones:

• Seleccionar otro aspersor que proporcione un gasto mayor o menor, pero con las mismas restricciones del diseño agronómico.

• Sí las condiciones reales lo permiten, se puede redondear NI al número entero inmediato superior, haciendo los ajustes necesarios en la capacidad del sistema (Q), mediante la modificación del número de horas por día que trabajará el sistema, o bien, modificar el intervalo de riego del proyecto (el cual nunca debe ser mayor que el intervalo de riego crítico) disminuyendo los días efectivos de riego para el total de la superficie.

Cuando la disposición del sistema que se analiza es la de laterales operando en forma separada, debe redondearse NI a un número par para definir el número de tuberías secundarias e hidrantes que operarán en forma simultánea.

El diseño del lateral de aspersores consiste en determinar el o los diámetros de la tubería que cumplan con los requisitos del diseño hidráulico. En general pueden existir tres casos importantes: laterales en terreno plano, laterales en pendiente cuesta abajo y con pendiente cuesta arriba. El primer caso se refiere a terrenos a nivel (o casi a nivel) donde no existe una influencia significativa de la pendiente o el relieve, el cálculo hidráulico, como sería el caso de las otras dos opciones en donde existe un desnivel, a favor o en contra, en un extremo del lateral.

a) Laterales en terreno plano o a nivel

Como se requiere una variación de gastos del 10 % en el lateral, la pérdida de carga permisible (hfp) en el lateral deberá ser igual a un máximo del 20 % de la presión proyectada de operación (he) del aspersor. Es decir:

hfp = 0.2he (5.49)

5‐34


Bajo este concepto, el cálculo del diámetro del lateral puede resolverse mediante un simple despeje de la fórmula de pérdida de carga que se utilice, es decir, como:

hfsm ≤ hfp

Entonces igualando ambos términos de la ecuación 5.1

mnsmpDLQKWFhfβ= (5.50)

Donde todos los términos ya fueron definidos con anterioridad. hfp es el valor de las pérdidas de carga permisible en el lateral (m)

O lo que es lo mismo:

mnsmeDLQKWFhβ=2.0 (5.51)

Despejando el diámetro:

mensmhLQKWFD12.0�

�

��=β (5.52)

Si la ecuación que se utiliza es la de Hazen– Williams, n = 1.852, β =‐1.852 y m= 4.871 871.41852.1102.010*22.1��=esmhCQLFD (5.53)

Donde :

he: es la carga de operación del aspersor en m y las demás variables ya fueron definidas.

Es muy probable que en el cálculo, el diámetro resulte con un valor no entero o bien que no exista un diámetro comercial. Ante este caso, se recomienda recorrer el valor calculado al extremo inmediato superior y recalcular las pérdidas de carga con salidas múltiples con el nuevo valor del diámetro propuesto. El resultado anterior también indica que es probable que sea necesario utilizar tramos de los dos diámetros inmediatos, mediante el telescopiado de los tramos. Esta opción se explica más adelante.

5‐35


La carga de presión a la entrada del lateral se determina de la siguiente manera:

asmeohhfhh++=43 (5.54)

Donde:

ho = carga de presión a la entrada de la lateral (m)

he = carga presión operación media del aspersor en la línea lateral (m)

hfsm = pérdida de carga por fricción en tuberías con salida múltiple (m)

ha = carga de presión requerida para subir el agua a la altura del elevador

La línea piezométrica de un lateral de aspersores con salidas múltiples se presenta como una curva asintótica al extremo final del lateral, variando fuertemente al inicio del mismo. La carga de presión a la entrada en el lateral (ho) se podría representar de la siguiente manera mediante la lámina 5.13.

Lámina 5.13 Lateral de aspersión en terreno plano

b) Lateral en pendiente ascendente

En este caso, la pérdida de carga permisible (hfp) debido a la fricción, es igual al 20% de la presión del aspersor, menos la carga requerida para vencer el desnivel (dn) que se presenta al extremo final de la tubería. De tal forma que:

hfp = 0.2*he – dn (5.55)

El desnivel se calcula como la diferencia de elevaciones si éstas se conocen, o bien, sí se conoce la pendiente del terreno (So)y la longitud del lateral (Llat), entonces:

dn = So * Llat (5.56)

Para determinar el diámetro requerido, se usan los mismos procedimientos descritos en laterales a terreno plano, incluyendo este nuevo valor al cálculo del diámetro considerando la ecuación de Hazen‐ Williams es:

5‐36


871.41852.1102.010*22.1��−��=nesmdhCQLFD (5.57)

En la ecuación anterior, nótese que cuando el desnivel es mayor que la pérdida de carga permisible (hfp = 0.2he), no existe un diámetro real que resuelva tal ecuación. Esto significa que en terrenos con mucha pendiente, es necesario ajustar la longitud del lateral, de tal forma que no existan desniveles en contra mayores que hfp, por lo que es necesario replantear el proyecto, desde la longitud de los laterales. La lámina 5.14 muestra la carga de operación necesaria en un lateral con pendiente en contra.

La carga de presión (ho) a la entrada del lateral se calcula de la siguiente manera:

ansmeohdhfhh+++=243 (5.58)

Lámina 5.14 Carga de operación a la entrada de un lateral de aspersores con pendiente negativa

c) Lateral en pendiente descendente

En el diseño del lateral en pendiente descendente, la pérdida permisible debido a la fricción es igual al 20% de la carga de presión del aspersor más la carga de presión que se gana por el desnivel a favor en la tubería. De tal forma que:

hfp = 0.2* he+ dn (5.59)

En terrenos muy inclinados es recomendable reducir los diámetros de los tubos, considerando siempre reducir al mínimo la variación de presión a lo largo del lateral. El cálculo del diámetro es similar que en la condición de terreno plano, sólo que es necesario sumar (en vez de restar) el desnivel en el denominador de la ecuación. 5‐37


En el cálculo del diámetro es necesario tomar en cuenta que, en laterales demasiado largos, podría darse el caso de que en algún punto del lateral, la línea piezométrica baje hasta un valor inferior a la carga de operación del aspersor, ocasionando problemas en la uniformidad del riego. De nueva cuenta, este problema se minimiza, telescopiando de manera adecuada el lateral (aumentando el diámetro aguas arriba) y ajustando la longitud del lateral hasta un valor del desnivel menor o igual que la pérdida de carga permisible.

La carga de operación al inicio de la línea regante se calcula de la siguiente forma.

ahdsmhfehohn+++=243 (5.60)

Donde todos los términos ya fueron definidos. En la Lámina 5.15 se muestra un lateral de aspersores con pendiente a favor:

Lámina 5.15 Lateral de aspersores con pendiente a favor

En todos los casos del cálculo de la carga de presión a la entrada del lateral, el factor ¾ se usa para considerar el promedio de la presión de operación del aspersor (he) en toda la longitud de la línea lateral. La anterior deducción proviene de considerar un gasto medio en la línea que se presenta

aproximadamente al cuarto medio de la longitud del lateral y que las pérdidas de carga son aproximadamente del 75% hasta ese punto de la longitud del lateral. De igual forma el desnivel se considera a un valor de ¾ de la longitud del lateral, ya que debido a la disminución del gasto en el último cuarto de la tubería con salidas múltiples, la línea piezométrica tiende a un valor constante.

d) Laterales con dos diámetros de tubo (telescopiado de laterales)

La mayoría de los agricultores prefieren por conveniencia y facilidad en la operación y manejo de las tuberías, líneas laterales de un solo diámetro, sin embargo, el agotar el total de la energía disponible por tramo con la utilización de dos o más diámetros redunda en un costo inicial más bajo del sistema. Aunque, en general es recomendable, nunca usar más de dos diámetros de tubo.

5‐38


El cálculo de una tubería lateral con dos diámetros y sus respectivas longitudes generalmente se presenta cuando existe disponibilidad de carga hidráulica ganada por la presencia de un desnivel en el lateral tal y como se presentó en el subcapítulo 5.1. La condición de diseño de para el telescopiado de laterales en sistemas de riego portátiles y semifijos es que el valor de P en la ecuación 5.22 es del 20%. En los sistemas fijos el valor de P es variable.

Diseño de la tubería secundaria

La tubería secundaria proporciona el gasto a los laterales conectados a un mismo hidrante. Generalmente el cálculo de los diámetros de las tuberías secundarias una vez diseñadas las laterales, se realiza, suponiendo una velocidad de diseño para las tuberías, la cual se supone entre 0.9 y 2 m/s y el rango de los diámetros de la tubería se calcula como sigue:

Dmáx = 1.19 Q1/2 (5.61)

Dmín = 0.80Q1/2 (5.62)

Donde el gasto se introduce en m3/s y el resultado del diámetro es en m. El valor aproximado del diámetro comercial resulta entre estos dos diámetros calculados.

El cálculo de las pérdidas por fricción en la secundaria se realiza tramo a tramo, con el gasto que se conduce por el tramo en cuestión. En caso de existir un tramo de tubería ciega, éste se calcula como pérdidas por fricción con tubería simple con la ecuación 5.1.

Un procedimiento más general, es el presentado por Zazueta (1992) en donde una vez conocida la carga de operación en el último lateral (ho), se propone una pérdida de carga permisible en la tubería secundaria equivalente a una fracción (P) de la carga de operación del hidrante que abastece al lateral, de tal forma que la variación de carga de presión en la tubería secundaria, será igual a:

hhid – ho = P hhid

Donde hhid es la carga en el hidrante y ho es la carga de operación del último lateral. Para tubería a nivel, esta misma expresión resulta entonces de la forma:

hhid = hfsec + ho (5.63)

Donde hfsec es la pérdida por fricción en la tubería secundaria. Lo anterior resulta entonces, que:

ohPPhf−=1sec (5.64)

Entonces, conocido el valor del gasto, el número de salidas y la longitud de la tubería secundaria, el diámetro se puede calcular de la siguiente manera:

5‐39


monhPPLQKWD11�

�

�

�

��−=β (5.65)

Nótese que en la ecuación de fricción anterior es para mínimas salidas en la secundaria, es decir, no se utilizó el factor de salidas múltiples, porque se consideró que pérdida de carga de diseño considerando en una tubería ciega da mayor seguridad al diámetro calculado. Cuando exista el caso de muchos laterales trabajando simultáneamente cerca del hidrante, en ese caso es recomendable calcular como tubería con salida múltiple e incluir multiplicar por el Fsm en el numerador de la ecuación de cálculo del diámetro.

Para la tubería con desnivel a favor o en contra:

hhid = hffsec + ho ± So Lsec (5.66)

Donde So es la pendiente a favor (+) y (‐) en contra. Lsec es la longitud de la tubería secundaria.

Lo que resulta entonces en:

secsec1LShPPhfoo±�

�

��−= (5.67)

Ahora el diámetro se calcula como:

moonLShPPLQKWD1sec1�

�

�

�

��±�

�

��−=β (5.68)

La cual cumple con la condición de diseño de la tubería secundaria. El diámetro comercial que se acepta es el inmediato superior al calculado con la ecuación anterior.

5.4.1.3 Sistemas fijos

En el caso de este tipo de sistemas de aspersión frecuentemente utilizado en huertos de nogal, plátano, entre otros, la condición de diseño hidráulico implica dos posibles casos:

1. Que todos los laterales tengan una válvula de control de gasto y la presión, lo cual no se recomienda económicamente.

2. Que un grupo de laterales que conforman una sección de riego se controlen por una sola válvula, lo cual es el procedimiento más económico.

5‐40


Sí la opción que se presenta es la primera, el criterio de diseño para los laterales es semejante al procedimiento descrito para sistemas portátiles, visto anteriormente en el subcapítulo 5.3.2.1. Si la opción es la número dos, el procedimiento de diseño para los laterales es semejante a un sistema de riego por goteo sin regulador de presión en las líneas regantes, en donde ahora, los laterales son las líneas regantes que contienen a los emisores y existe un tubería secundaria o (distribuidora) al interior de la sección que abastece a las líneas laterales tal y como se muestra en la lámina 1 del anexo 3 que presenta un sistema fijo de aspersión en nogal con dos unidades y seis secciones de riego. El sistema está diseñado para que en un tiempo de riego total de diez horas, la unidad de riego 1 compuesta por la secciones A, C y E, trabajen simultáneamente. De igual forma, en un tiempo de riego similar, se riegue la unidad 2, compuesta por las secciones B,D y F.

El procedimiento de encuadre y diseño agronómico es semejante a un sistema portátil. El procedimiento de diseño hidráulico inicia una vez definidos la ubicación de los aspersores y

laterales en el huerto, éstos se agrupan en secciones de riego, compuestas por aquellos laterales que se riegan con el gasto de una sola válvula. Cada sección consta de una tubería secundaria que alimenta a los laterales.

A diferencia de los sistemas semifijos y portátiles, el diseño hidráulico se realiza de manera que la variación de presión permisible del 20% de la carga del emisor, sea considerada no sólo en el lateral o regante, sino que también en la línea secundaria que los alimenta. Es decir, un cierto porcentaje de la pérdida permisible se pierde en el lateral y el restante en la tubería secundaria. En los sistemas portátiles, la variación de presiones se considera en la lateral y la tubería secundaria se diseña con diferentes criterios, pero no con la restricción de variación de presión anterior.

El cálculo hidráulico de los diámetros para el lateral y la secundaria, implica entonces conocer en función del desnivel (a favor o en contra), el porcentaje de la pérdida de carga permisible que se pierde para cada tubería, ya que el desnivel a favor implica ganancia de carga de presión y, por tanto, diámetros más pequeños, y un desnivel en contra, significa todo lo contrario. Como no existe un criterio generalizado para la consideración del porcentaje de pérdidas de carga en la línea regante y distribuidora, se propone un método iterativo de cálculo de la sección riego. El procedimiento es el siguiente:

• Se propone un diámetro comercial para el lateral, y de acuerdo con el número de aspersores, se calculan las pérdidas de carga con salidas múltiples aplicando la ecuación (5.15).

• Se calcula la presión necesaria en la entrada del lateral aplicando la ecuación (5.54) si es tubería a nivel, o bien las ecuaciones (5.58) y (5.69) si es pendiente a favor o en contra, si fuera el caso. El lateral que se considera en el diseño corresponde al lateral más alejado de la válvula y a la condición más crítica, la cual es con pendiente en contra.

• La diferencia de presiones en la lateral se calcula como la diferencia entre la presión necesaria en la entrada del lateral y la carga de operación del último aspersor.

• Una vez determinada la diferencia de presiones en el lateral se plantean los diámetros en la tubería secundaria, reduciendo éstos, con el fin minimizar costos en el sistema. Se plantea un cálculo hidráulico de las pérdidas de carga, tramo a tramo desde la válvula hasta el último lateral. Los diámetros a proponer dependen del gasto por tramo. El cálculo de la pérdida de carga se presenta en el cuadro 5.12:

5‐41


Cuadro 5.12 Pérdidas de carga por tramo

Tramo

Longitud

(m)

Diámetro

(mm)

Velocidad (m/s)

Gasto

(l/s)

Pérdida de

carga (m)

Desnivel

(m)

1

15

84

1.62

8.96

0.48

0.15

2

15

96

2.4

17.92

0.90

0.15

3

15

154

1.44

26.88

0.19

0.15

Total

45

1.44

26.88

1.57

0.45

• La diferencia de presiones en la tubería secundaria se obtiene sumando o restando el desnivel.

• La diferencia de presiones en la sección de riego se obtiene sumando las obtenidas en el lateral como en la tubería secundaria.

• Se revisa si esta diferencia de presiones es menor o mayor que la permisible y se ajustan los diámetros propuestos, hasta que se obtenga un valor de variación de presión similar al 20% de la presión de operación del aspersor.

• El diseño de la sección concluye una vez obtenidos los diámetros y la presión necesaria en la entrada de la sección, la cual es semejante a la ecuación 5.60

5.4.1.4 Diseño de laterales en sistemas de movimiento continuo

• Pivote central

El gasto necesario para regar una superficie en un pivote central es igual a:

anlatETrLLQ*00278.02π= (5.69)

Donde Q es el gasto en l/s, Llat es la longitud del lateral que contiene a los aspersores (m) equivalente al radio de mojado desde el punto pivote hasta el extremo de la última torre, Ln es la lámina neta (cm) que es necesario aplicar mediante el sistema de pivote, Tr es el tiempo de operación en horas del sistema (tiempo en dar n‐veces rotación completa) y Ea es la eficiencia de aplicación que se desea obtener con el pivote central

El diseño hidráulico de un sistema de riego por pivote central consiste en determinar las dimensiones y componentes necesarios en el sistema para distribuir con base en tolerancias de variaciones de presión y gasto permitidas, una lámina de riego aplicada constante a lo largo del lateral. El principal problema de esta consideración en el diseño del pivote central, es que con el pivote central la intensidad de emisión se incrementa en proporción directa a la distancia del punto pivote, debido a un incremento del área regable por unidad de longitud del lateral.

Según Slack (1994), el objetivo del riego con un sistema por pivote central es aplicar una cantidad uniforme de agua por unidad de área. En términos de la capacidad del sistema y área irrigada, esto puede expresarse como:

=AQConstante (5.70) 5‐42


Si ql, es la velocidad de aplicación por unidad de longitud del sistema a una distancia del punto pivote y al es el área asociada a un anillo anular de ancho unitario en ese punto, la relación entre gasto del lateral y el área de riego que le corresponde a ese gasto se puede expresar como:

llaqAQ= (5.71)

Lo anterior es ilustrado en la lámina 5.16, usando A = π R2

12xlxaiπ= (5.72)

Lámina 5.16 Definición de parámetros y área unitaria.

donde: R es el radio del sistema y A = πR2. La ecuación anterior puede ser reescrita para obtener una expresión para ql en cualquier punto , a lo largo del lateral en base a la siguiente ecuación : (Slack, 1994)

22RlxQxql= (5.73)

La ecuación anterior define que el gasto requerido es función de la distancia radial () una vez que se ha definido la longitud R del radio de mojado del lateral y el gasto o la capacidad del sistema.

Cálculo del diámetro y pérdidas de carga

Un objetivo del diseño hidráulico es seleccionar el diámetro de la tubería del lateral. En general se usa la regla que limita la pérdida de carga total a lo largo del lateral a un valor de 10% de variación de gasto. Entonces, la pérdida de carga permisible (Hfp) máxima desde el punto pivote al extremo móvil del sistema no debería ser mayor del 20% de la presión de operación de diseño asumida por la selección de aspersores. La pérdida de carga de una tubería sin aspersores puede ser calculada por la ecuación de Hazen‐Williams, o bien cualquier ecuación vista anteriormente considerando material de tubos de aluminio.

5‐43


La industria de los sistemas de riego por pivote central produce varios tamaños de tubería, los diámetros de 6”, 6.625”, 7” y 8” son los más comunes. Una desventaja de diseñar con el 20% de variación de presiones, es que pueden resultar diámetros demasiado grandes en el lateral, sobre todo cuando la longitud del lateral es mayor de 400 m. Ante esto, las empresas fabricantes de sistemas de riego de movimiento continuo han propuesto emisores con regulador de presión integrado que vuelve independiente el gasto del emisor de la presión en el lateral. En estos casos, el diámetro del lateral se diseña proponiendo una velocidad de diseño la cual en terminos prácticos no debe ser mayor de 3 m/s. Chu and Moe (1972) demostraron que la pérdida de carga en un sistema por pivote central que cumple con las condiciones de la ecuación de gasto unitario, y con salidas igualmente espaciadas, corresponde aproximadamente al 54% de la calculada cuando la tubería lleva el mismo Q, pero sin salidas (aspersores) a lo largo de su longitud. Por lo que la pérdida de carga total en un lateral de un sistema por pivote central puede ser expresado como:

hfhfsm5477.0= (5.74)

Donde hf puede ser calculada con cualquiera de las expresiones del cuadro (5.2).

Si el pivote tiene un cañón al final, las pérdidas de carga se calculan como.

21115477.0��−=QQchfhfsm (5.75)

Donde

Qc : Gasto del cañón (L3T‐1)

Q : Gasto total del pivote (L3T‐1)

El diámetro necesario para el lateral puede ser obtenido despejándolo de la ecuación (5.75), tal y como se presenta en la ecuación (5.52) con hfp=0.2 he.

Chu and Moe (1972) también mostraron que la distribución de la presión puede ser aproximada por la ecuación:

��

��+��

�

��−�

�

��=−−5351321815latlatlatLoLsLSLSLSPPPP (5.76)

Donde:

Po : la presión en el punto pivote

Ps : la presión a un radio s del punto pivote

PL : la presión en el extremo móvil del lateral el cual corresponde al radio del sistema.

5‐44


Laterales con espaciamientos constantes y descarga variable

El diseño con espaciamiento constante consiste en colocar a un mismo espaciamiento los aspersores a lo largo del lateral, esto implica que el gasto requerido en cada localidad se incrementa a partir del pivote, al incrementarse el área de mojado de los aspersores.

Al seleccionar aspersores o boquillas de mayor tamaño al final del lateral, implica también que el diámetro de mojado se incrementa en la misma proporción. El gasto requerido (qn) a cierta distancia radial (Rn), desde el punto pivote puede ser calculado con la expresión de Ojeda et al. (2000):

SqRRSQSRSRRQqunonnon==��−+�

�

��+=22222

(5.77)

Donde Qo es el gasto del lateral, S es el espaciamiento uniforme, R es la longitud total del lateral y qu es el gasto unitario. Una vez que se ha determinado el gasto requerido del aspersor para cierta distancia desde el pivote, se busca un modelo comercial del aspersor y su boquilla que cumpla con el gasto más cercano.

Ojeda et al. (2001) determinaron la distribución de gastos y la pérdida de carga en el lateral con espaciamiento uniforme de acuerdo con las siguientes expresiones:

)122(2+−=iNNQqoi (5.78)

Donde:

qi : Caudal de salida i (la salida más cercana al punto pivote)

Qo : Gasto total del pivote

N : Número total de salidas

()smnNinnmnsmhfFiNNLDKQhf=−=Σ=+11212 (5.79)

Donde n y m son los exponentes de la ecuación de fricción que se utilice y Fsm es el factor de salidas múltiples, obtenido mediante el cuadro 5.13, donde se muestran los valores para el factor de salidas múltiples asumiendo un valor de n = 1.852 y m = 4.871, de la ecuación de Hazen‐Williams.

5‐45


Cuadro 5.13 Factor de salidas múltiples para pérdidas de carga en laterales de pivote central con salidas a espaciamiento constante y caudal variable

Número de salidas

Fsm

Número de salidas

Fsm

1

1.00

14

0.584

2

0.793

16

0.579

3 0.714

18

0.576

4

0.673

20

0.573

5

0.648

30

0.565

6

0.631

35

0.562

7

0.620

40

0.561

8

0.611

50

0.558

9

0.604

100

0.553

10

0.598

200

0.551

12

0.590

500

0.549

Fuente Ojeda et al 2000

Laterales con espaciamiento variable y descarga constante

El diseño con espaciamiento variable y descarga uniforme consiste en determinar un solo modelo de aspersor, generalmente con algún regulador de presión integrado para proveer un gasto casi constante, y estimar su localización variable a lo largo del lateral. La siguiente expresión muestra como localizar un aspersor n conociendo el gasto acumulado de los aspersores del final del lateral al aspersor n.

��−+=��

�

��+−+=Σ=+++oNniinonnannQqrQqQRrr1231123111

(5.80)

Donde la Σqi define la sumatoria de los gastos desde el aspersor n hasta el último aspersor en el lateral. El procedimiento de diseño inicia con el último aspersor localizado al final del lateral, continúa con la selección de la posición del siguiente aspersor hasta que se aproxima al punto pivote, donde el gasto acumulado se iguala con el gasto del diseño del sistema. La ecuación anterior define la localización del aspersor n con espaciamiento Sn en función de la posición del aspersor n+1 de los gastos acumulados Σ qi de los aspersores de n hasta N, siendo N el último aspersor del lateral. (Ojeda et al; 2001).

La distribución de gastos en el lateral se obtiene con la ecuación siguiente:

)1((−−=iNNQqoi

(5.81)

5‐46


La ecuación para determinar las pérdidas de carga en laterales de pivote central es la siguiente.

()smnNinmnsmFhfiNiNiNLDKQhf*115.0=−−+−=Σ=+ (5.82)

Donde todas las variables ya fueron definidas. El cuadro 5.14 muestra los valores para el factor de salidas múltiples con espaciamientos variables y caudal uniforme asumiendo un valor de n=1.852 y m = 4.871 (Ec. H‐W).

Cuadro 5.14 Factor de salidas múltiples para pérdidas de carga en laterales de pivote central con salidas a espaciamiento variable y caudal constante

Número de salidas

Fsm

Número de salidas

Fsm

1

1.00

14

0.588

2

0.788

16

0.583

3

0.714

18

0.580

4

0.676

20

0.577

5

0.652

30

0.568

6

0.636

35

0.565

7

0.625

40

0.563

8

0.616

50

0.560

9

0.609

100

0.554

10

0.603

200

0.551

12

0.594

500

0.549

Fuente: Ojeda et al; 2001

Laterales con espaciamiento semiuniforme

En el caso del diseño con el espacimiento semiunifome, el cual es el más usado por las empresas, consiste en dividir el lateral en varios tramos y en cada uno de estos tramos se seleccionan los aspersores de acuerdo con un esquema de espaciamiento uniforme. De igual forma, el gasto en cada división puede ser variable en los diferentes tramos divididos, pero constante en los mismo emisores seleccionados en la sección del lateral. Para laterales cortos es más conveniente utilizar esta opción, ya que no se afecta considerablemente la uniformidad del sistema.

5‐47


• Avance frontal

Los sistemas de movimiento frontal difieren significativamente del pivote central en que en cada punto a lo largo del movimiento del sistema la velocidad es la misma a través de todo el campo. Así, la hidráulica del sistema es muy similar a la de un “sistema fijo” estándar o un sistema “portátil” y la separación de los aspersores y descarga de las boquillas son constantes dentro de restricciones razonables a lo largo del lateral; de tal forma que la relación entre espaciamiento y capacidad de aspersores es:

LQSqls= (5.83)

Donde:

qs : Descarga de cada aspersor

Sl : Espaciamiento entre aspersores a lo largo del lateral

Q : Gasto total del lateral de longitud total L

Cada boquilla podría ser seleccionada para lograr un adecuado traslape entre los aspersores a lo largo de la lateral para mantener una adecuada uniformidad de distribución.

El diámetro de la tubería del lateral se diseña de manera similar que en los sistemas convencionales de aspersión portátil o semifijos utilizando las ecuaciones (5.55) y (5.57) para determinar la presión de operación en la entrada del lateral, según sea el caso de la pendiente cero, o a favor o en contra.

Como existen aspersores igualmente espaciados a lo largo del lateral y con el primer aspersor localizado a la entrada, se utiliza el factor de salidas múltiples definido según el cuadro (5.13 ).

• Cañón viajero

El diseño hidráulico del cañón viajero, una vez que se ha seleccionado el cañón (o aspersor gigante) de los catálogos de los fabricantes básicamente consiste en definir las pérdidas de carga debidas a la manguera y las pérdidas de carga localizada en los accesorios de conexión de los hidrantes.

Debido a que la fuerza requerida para arrastrar la manguera es proporcional al cuadrado de su diámetro, normalmente se utilizan mangueras pequeñas que conduzcan gastos grandes. La pérdida de carga por fricción se podría calcular con cualquiera de las ecuaciones del cuadro 5.2. El cuadro 5.15 sirve como indicador para referenciar la pérdida por fricción para diferentes diámetros de manguera.

5‐48


5‐49

Cuadro 5.15 Selección de la manguera del cañón viajero y pérdida por fricción estimada

Diámetro nominal de la manguera en mm

63.5

76.2

101.6

114.3

127

Gasto (l/s)

Pérdida de carga por fricción en m/100m

6.3

3.7

9.5

7.9

3.2

12.6

12.9

5.5

15.8

8.3

2.2

18.9

11.8

3.1

1.4

25.2

5.3

2.9

31.5

8.1

4.8

2.5

37.9

11.3

6.1

3.7

44.2

8.2

4.9

50.5

10.5

6.2

68.8

7.9

63.1

9.7

Capítulo 6 DISEÑO HIDRÁULICO DE LA RED DE CONDUCCIÓN Y

DISTRIBUCIÓN Juan Manuel González Camacho Rafael Espinoza Méndez Juan Manuel Angeles Hernández Benjamín de León Mojarro Información básica El diseño hidráulico de la red de conducción y distribución de un sistema de riego constituye una etapa esencial en la elaboración de un proyecto ejecutivo de tecnificación del riego. El diseño hidráulico consiste en determinar los diámetros y longitudes de la tubería de conducción, de tal forma que las condiciones hidráulicas de funcionamiento sean satisfechas. Esto es, que el agua se distribuya en los diferentes puntos de la red con los gastos y cargas de presión impuestos por el proyectista. En este capítulo se presentan las etapas y los principales métodos para realizar el diseño hidráulico de redes de conducción y de distribución entubadas, así como los principales materiales y piezas especiales utilizadas en redes entubadas. Se presentan los siguientes métodos: (a) método que optimiza el costo de tubería y la operación del sistema, (b) método de la pérdida de carga unitaria (método gráfico). Además, se describe el diseño hidráulico de canales pequeños. 6.1.1 Topografía y trazo de la red El proyectista debe contar con la siguiente información, antes de realizar el diseño hidráulico: a) Un plano topográfico de la zona de proyecto con curvas de nivel con equidistancia vertical de 1 m y escalas de 1:1000 a 1:5000 según la superficie de proyecto. b) Un plano catastral de la zona de proyecto, indicando obstáculos presentes en la zona de proyecto, la lista de parcelas y usuarios beneficiados, el trazo de la red de conducción (cuando exista) y los puntos de entrega del agua a nivel parcelario, el tipo y la fuente de abastecimiento. Los planos con escalas de 1:1000 a 1:5000 según la superficie de proyecto. 6-1 Diseño hidráulico de la red de conducción y distribución

c) El trazo en planta de la red de distribución por diseñar, donde se especifiquen la fuente de abastecimiento, los elementos de la red, los tramos de tubería y la localización de los puntos de entrega del agua (hidrantes o válvulas de control y distribución) con sus áreas dominadas. d) Las longitudes y cotas topográficas de los nodos inicial y final de cada tramo de la red de conducción y distribución, así como la elevación de los puntos de entrega. 6.1.2 Notación y descripción de la red de conducción y distribución El diseño hidráulico de la red requiere especificar en forma coherente y ordenada los diferentes conductos, nodos de conexión y entregas del agua a los usuarios. En la lámina 6.1 se ilustra el esquema general de una red de conducción y distribución, la forma de numerar los nodos y los tramos que componen la red. Un nodo permite representar la fuente de abastecimiento de la red, la presencia de un punto de entrega (hidrante o válvula de control y distribución), la conexión de dos tramos de tubería, un cambio de dirección, un punto bajo o alto en la línea de conducción, etcétera. Lámina 6.1 Esquema general del trazo de una red de conducción y distribución En el trazo descrito en la lámina 6.1 se presentan 16 nodos y 15 tramos de tubería (i = 0, 1, 2,..., n = 15). A cada tramo de tubería se le asigna el mismo número que el nodo aguas abajo del mismo. Por ejemplo, el tramo localizado aguas abajo del nodo 9 (lámina 6.1) es el tramo designado por 9. La numeración de nodos y tramos puede ser arbitraria. Se recomienda el siguiente criterio: a) Se jerarquiza la red como principal, lateral, sublateral, ramal, etc. Para elegir la línea principal se elige la trayectoria más larga entre la fuente de abastecimiento y el punto de entrega más alejado. Luego, se definen los laterales y luego los sublaterales. En la lámina 6.1 se ilustra la numeración de una red con un principal, dos laterales y un sublateral. 6-2 Diseño hidráulico de la red de conducción y distribución

b) Se localizan las tomas-hidrantes e intersecciones (pueden localizarse tomas ficticias con gasto cero para dividir tramos muy largos mayores de 300 m o cuando se presentan tramos largos con variaciones de pendiente, o cambios de dirección) las cuales definen los nodos de la red. c) Se numeran los nodos desde la posición 0 (fuente de abastecimiento), en orden ascendente (0, 1, 2, ..., m) hasta el nodo final del principal, luego se continúa con la numeración de nodos de las demás líneas de conducción de la red (laterales y sublaterales) comenzando desde aguas arriba hacia abajo por niveles de jerarquía, esto es, después el principal, se continúa la numeración de los laterales, luego la de los sublaterales y así sucesivamente. En la lámina 6.1 se describe la línea principal (conducto 1) con los nodos numerados de aguas arriba hacia aguas abajo en orden ascendente (0,1,..., m = 8). Enseguida se describe la numeración de los dos laterales (conductos que se derivan de la línea principal). Y después se describe la numeración del sublateral de aguas arriba hacia aguas abajo. Esto es red con cuatro conductos con un total de 15 tramos y 16 nodos numerados del 0 al 15. d) Se definen las cargas de operación mínimas en cada uno de los puntos de entrega (hidrantes, válvulas de control y distribución). En ciertos casos, la carga de operación a la entrada de la línea principal puede ser una condición de entrada y esto se presenta cuando se tiene ya un equipo de bombeo, o se dispone de carga hidráulica natural. 6.1.3 Determinación de las capacidades (caudales) por tramo de red Los caudales y gastos de cada tramo de la red de conducción y de distribución se determinan en función del sistema de riego. Se consideran los siguientes sistemas de riego: 6.1.3.1 Red de baja presión (multicompuertas) y aspersión: a) Se selecciona o determina el gasto modular que un usuario puede manejar en forma práctica para obtener tiempos de riego aceptables. En redes entubadas estos gastos varían entre 20 y 40 l/s. Un gasto modular de 30 l/s es recomendado en redes a baja presión (ver subcapítulo 4.2). Gastos modulares mayores conducen a costos más altos de la red de distribución. b) Se determina un coeficiente unitario de riego (CUR) (ver subcapítulo 4.1) ponderado en función de las necesidades hídricas del patrón de cultivos y superficies por establecer en la zona de proyecto. En general, estos coeficientes CUR pueden variar entre 0.5 y 1.5 l/s/ha en los periodos de máxima demanda. c) Se determinan las superficies dominadas por tramo y línea de conducción de la red de distribución, iniciando desde aguas abajo hacia aguas arriba de cada línea de conducción. 6-3 Diseño hidráulico de la red de conducción y distribución

d) Las capacidades o caudales demandados por tramo de red se calculan mediante la siguiente expresión: Qtramo = CUR x Adominada donde Qtramo es el gasto demandado por tramo, en l/s; CUR es el coeficiente unitario de riego en l/s/ha y Adominada es la superficie dominada por tramo en ha. Los gastos se redondean al entero próximo mayor considerando múltiplos del gasto modular. Por ejemplo si un tramo tiene un gasto de 18 l/s y el gasto modular seleccionado es de 25 l/s, entonces el gasto del tramo se redondea a 25 l/s. Si el gasto del tramo es 134 l/s y el gasto modular seleccionado es de 30 l/s, entonces se adopta un gasto del tramo de 150 l/s para aplicar aguas abajo del tramo cinco riegos simultáneos de 30 litros por segundo. 6.1.3.2 Red para riego localizado

a) Se determinan los gastos o caudales y las presiones requeridas en cada uno de los puntos de entrega de las secciones de riego (ver subcapítulo 4.3).

b) Se determina el número máximo de unidades de riego que operan de manera

simultánea, en función de la capacidad disponible en la fuente de abastecimiento. c) El gasto demandado por tramo de red se determina iniciando desde aguas abajo

hacia aguas arriba de cada línea de conducción. Primero, se determina la capacidad de los tramos de los sublaterales, luego la de los tramos de laterales y por último la de los tramos de la línea principal hasta llegar a la fuente de abastecimiento. En cada sección de riego se acumulan los caudales de acuerdo con el manejo propio de cada unidad de riego, se revisa cada una de éstas, y de la unidad crítica se selecciona el gasto y la presión para el dimensionamiento de la red.

Métodos de diseño hidráulico de la red de conducción y distribución La selección del diámetro de la red de distribución considera los siguientes factores: las velocidades máxima y mínima permisibles, los diámetros nominales disponibles comercialmente, el tipo de material y su resistencia, el tipo de sistema de riego a emplear, el costo inicial de la tubería y el costo de la energía consumida en su operación. De acuerdo con la lógica comercial, una tubería fabricada con el mismo material y las mismas características de resistencia, su precio aumenta conforme el diámetro es mayor. Por lo que para conducir un gasto determinado, la tubería más barata será aquella que lo conduzca con la máxima velocidad permisible, porque será la de menor diámetro. Sin embargo, a mayor velocidad del flujo mayores son las pérdidas de energía en la conducción, por tanto, la red diseñada con la máxima velocidad será la más barata pero también la de mayor requerimiento de energía, es por eso que la optimización hidráulica está ligada a la optimización económica. En el cuadro 6.1 se presenta una serie de valores de velocidad mínima y máxima permisible en tuberías. 6-4 Diseño hidráulico de la red de conducción y distribución

El diseño óptimo de una red de distribución a presión, consiste en seleccionar el diámetro de tubería de cada tramo de la red, que satisfacen las condiciones hidráulicas de funcionamiento. Esto es, que el agua sea entregada en la cantidad y con la presión hidráulica requerida, con el menor costo total de inversión en materiales y en la operación del sistema de riego. Cuadro 6.1 Velocidades máximas y mínimas permisibles en tuberías

Diámetro (mm) Velocidad (m/s)

Mínima Máxima 1000 0.50 3.10 900 0.50 3.10 800 0.50 3.10 700 0.50 3.10 600 0.50 3.10 500 0.50 2.85 450 0.50 2.85 400 0.50 2.50 350 0.50 2.30 300 0.40 2.25 250 0.40 2.15 200 0.35 2.05 150 0.25 1.95 125 0.25 1.85 100 0.20 1.80

Capítulo 7 UNIDAD DE CONTROL GENERAL,

EQUIPO ELECTROMECÁNICO Y CÁRCAMO DE BOMBEO

Juan Carlos Herrera Ponce Fernando Lozano Martínez

Además del diseño de la red de conducción interparcelaria y parcelaria de los sistemas de riego presurizado, es necesario el diseño de los sistemas que se encuentran más cerca o en contacto con la fuente abastecimiento, como son: la unidad de control general, el equipo electromecánico y el cárcamo de bombeo. El objeto de estos sistemas es proporcionar al agua de riego determinado tratamiento antes de ingresar al red de conducción del sistema de riego. Unidad de control general La unidad de control general está integrada por los sistemas de filtrado, inyección, medición y seguridad. Estos dispositivos no requieren un diseño hidráulico formal, pero si una selección cuidadosa. Los dispositivos de la unidad de control general se seleccionan a partir de la capacidad máxima de conducción de la red; la selección se realiza de tal forma que dichos dispositivos no rebasen su presión de operación nominal. Para conseguir esto, es indispensable contar con los catálogos de varios fabricantes. En los sistemas de riego presurizado el equipo de filtrado es esencial para eliminar los sólidos en suspensión del agua de riego; antes de que ésta ingrese a la red de conducción interparcelaria y parcelaria. Existen básicamente cuatro tipos de dispositivos para eliminar los sólidos en suspensión: filtros de arena, filtros de malla, filtros de disco e hidrociclones. Para realizar su función cada uno de estos dispositivo como cualquier dispositivo hidráulico requiere una presión de operación; normalmente, esta presión esta en función directa del gasto. Cada uno de los fabricantes de equipos de filtrado recomienda un rango en el que se debe mover la presión de operación de sus filtros; tanto el diseñador como el operador del sistema deben respetar esta presión de operación para un correcto funcionamiento del sistema de filtrado. Es importante mencionar que el sistema de filtrado se debe seleccionar para operar en el rango recomendado por el fabricante; y que durante la operación del sistema, la presión de operación no debe salir de dicho rango. El cuadro 7.1 presenta el rango de operación recomendado por la mayoría de los fabricantes de filtros. 7-1 Unidad de control general, equipo electromecánico y cárcamo de bombeo

Cuadro 7.1 Presión de operación de algunos filtros Dispositivo hf mín (m) hf máx (m)

Filtro de arena 2.0 6.0 Filtro de mallas 2.0 4.0 Filtro de discos 3.0 4.0 Hidrociclón 2.0 3.0

Capítulo 9 PLANOS DEL PROYECTO

Fernando Cadena Carreón Jesús Cuadra Ramírez Los planos son uno de los medios que el constructor requiere para la ejecución de un sistema de riego. La información que pueda describirse más acertadamente en forma gráfica aparece en los planos. La función de los planos consiste en mostrar la localización, dimensiones, alcance, configuración y los detalles del trabajo requerido. Por lo general, en un proyecto de un sistema de riego son necesario los siguientes tipos de planos: • Plano general del sistema de riego. • Plano de ensamble. • Plano de la obra civil. • Plano de instalaciones de equipos mecánicos. • Plano de instalaciones eléctricas. En caso de que el tamaño del proyecto sea pequeño, entonces toda la información puede integrarse en un solo plano. Características generales de los planos En la elaboración de los planos deben considerarse los siguientes aspectos: • Las dimensiones de los planos serán de 1.2 m de largo por 0.9 m de ancho. La

información contenida deberá estar distribuida adecuadamente. • Se recomienda utilizar el menor número de colores para la elaboración de los planos. • El grosor de las líneas debe ser tal que ayuden a dar claridad a la información que se

pretende mostrar. • El tipo de letra será Arial y su tamaño y grosor deberá ser tal que sea legible la

información que se desea trasmitir. • Todo plano deberá contener la información suficiente para que el instalador no tenga

que recurrir a la memoria técnica. • Para facilitar la integración de los planos a la carpeta se recomienda doblar los como se

muestra en la lámina 9.1 9-1 Planos del proyecto

Lámina 9.1 Especificaciones para el doblado de los planos Nota: El primer doblez se hará de 21 cm y todos los restantes de 18.5 cm, procurando que el último permita dejar visible el título del plano. Información mínima de los planos Los planos del proyecto deben contener, al menos, la siguiente información: • Unidades empleadas; deben ser acordes con la norma NOM-008-SECOFI. En caso de

utilizar otras unidades colocarlas entre paréntesis. • Escalas gráficas y numéricas adecuadas a lo que se desee presentar. • El cuadro de identificación del plano y el cuadro de la empresa que elaboró el proyecto

estarán de acuerdo con lo establecido en las láminas 9.2 y 9.3, respectivamente. La localización se indica en la lámina 9.4.

Lámina 9.2 Datos de identificación del plano de la CNA 9-2 Planos del proyecto

• Simbología utilizada. • Notas necesarias. Firmas y fechas de los responsables de diseño, revisión y autorización. Lámina 9.3 Datos de la empresa que elaboró el proyecto Donde: 1 Nombre del proyecto y tipo del plano. 2 Lugar y fecha de ejecución del plano. 3 Número de plano. 4 Clasificación foránea. 5 Escala. 6 Logotipo y nombre de la empresa que elaboró el proyecto. Notas: Acotaciones en centímetros. Lámina 9.4 Ubicación de los cuadros de identificación del proyecto y de la empresa que elaboró el proyecto 9-3 Planos del proyecto

Plano general del sistema de riego Debe contener: • Croquis de localización. • Poligonal del sitio del proyecto. • Topografía de la superficie de proyecto. La equidistancia de las curvas de nivel debe

estar dentro de las indicadas en el cuadro 9.1. Cuadro 9.1 Equidistancia de las curvas de nivel dependiendo del tipo de sistema de riego.

Tipo de sistema de riego Equidistancia de las curvas de nivel

Mínimo (m)

Máximo (m)

Superficial 0.2 0.5 Aspersión 1.0 2.0 Localizado 0.5 1.0

Capítulo 10 CATÁLOGO DE CONCEPTOS Y ESPECIFICACIONES

Fernando Cadena Carreón Juan Manuel Angeles Hernández

Abdías Romo Santos El catálogo de conceptos dentro de un proyecto ejecutivo de riego es el documento que comprende la relación de materiales, equipos, componentes y mano de obra necesaria para la construcción e instalación de un sistema de riego. La función del catálogo de conceptos es la de facilitar la cotización del proyecto. Por otro lado, las especificaciones de construcción son una parte importante de un proyecto ejecutivo porque junto con los planos son los medios de comunicación entre los diversos participantes de la construcción de un sistema de riego. Por lo general, un catálogo de conceptos está integrado por seis columnas: (1) CLAVE, (2) CONCEPTO, (3) UNIDAD, (4) CANTIDAD, (5) PRECIO UNITARIO e (6) IMPORTE. • En la primera columna, CLAVE, se indica especificaciones que le corresponde a cada

concepto. • En la segunda columna denominada CONCEPTO, se describe cada elemento,

componente o equipo que integra el proyecto ejecutivo de riego. El contenido que se describa en el apartado de CONCEPTO debe contener la información mínima necesaria que permita la identificación del elemento, componente o equipo del sistema de riego. La descripción debe ser clara y precisa, de forma tal que evite confusiones que ocasionen la adquisición de un componente sin las características apropiadas para el proyecto o de calidad inferior. De preferencia se deberá utilizar el sistema general de unidades; otras unidades deben indicarse entre paréntesis.

• En la tercera columna denominada UNIDAD, se especifica la unidad de medición del

concepto; ésta puede ser pieza, metro, metro cuadrado, metro cúbico, hectárea, litro, etcétera.

• En la columna CANTIDAD, se indica el número total de piezas requeridas por el

proyecto del sistema de riego, referidas en la columna de CONCEPTO. • En la columna de PRECIO UNITARIO, se indica el precio promedio de mercado de

cada concepto, expresado generalmente en moneda nacional. • En la última columna, IMPORTE, se indica el resultado del producto aritmético de la

cantidad y el precio unitario. 10-1 Catálogo de conceptos y especificaciones

Con la finalidad de facilitar, primero, la integración del catálogo de conceptos por parte del diseñador y, posteriormente, la identificación y cuantificación de piezas por parte del instalador, se ha dividido el catálogo de conceptos del proyecto ejecutivo en: sistema de riego, obra civil, y equipo mecánico y eléctrico. A continuación se proporciona una guía del contenido de la información mínima necesaria que deben contener cada uno de los principales componentes, ya que hacer una descripción de cada uno de los conceptos del catálogo está fuera del alcance de este manual. Sistema de riego En el cuadro 10.1 se describe la información mínima necesaria de algunos de los conceptos que integran el catálogo de la componente de un sistema de riego. Al inicio de la descripción del concepto es conveniente indicar si se trata del suministro o de la instalación. Cuadro 10.1 Información mínima de algunos conceptos que integran el catálogo de la componente de un sistema de riego

Concepto Información básica

Tubería de PVC para la conducción de agua a presión

• Tubo de PVC • Serie (métrica o inglesa) • Clasificación (espiga-campana para la serie métrica o extremos lisos, con casquillo o espiga-campana para la serie inglesa) • Diámetro nominal • Resistencia a la presión (clase para la serie métrica o RD, para la serie inglesa)

Conexiones de PVC

• Tipo de conexión(codo, tee, tapón) • Serie (métrica o inglesa) • Sistema de unión (cementar o mixta) • Dimensiones

Aspersor

• Tipo • Gasto nominal de salida • Presión nominal • Diámetro nominal de cobertura

• Ángulo de salida del chorro • Tipo de boquilla • Diámetro de boquilla • Coeficiente de variación

Microaspersor

• Tipo • Gasto nominal de salida • Presión nominal • Diámetro nominal de cobertura • Ángulo de salida • Coeficiente de variación

Capítulo 10 CATÁLOGO DE CONCEPTOS Y ESPECIFICACIONES

Fernando Cadena Carreón


Abdías Romo Santos

El catálogo de conceptos dentro de un proyecto ejecutivo de riego es el documento que comprende la relación de materiales, equipos, componentes y mano de obra necesaria para la construcción e instalación de un sistema de riego. La función del catálogo de conceptos es la de facilitar la cotización del proyecto. Por otro lado, las especificaciones de construcción son una parte importante de un proyecto ejecutivo porque junto con los planos son los medios de comunicación entre los diversos participantes de la construcción de un sistema de riego.

Por lo general, un catálogo de conceptos está integrado por seis columnas: (1) CLAVE, (2) CONCEPTO, (3) UNIDAD, (4) CANTIDAD, (5) PRECIO UNITARIO e (6) IMPORTE.

• En la primera columna, CLAVE, se indica especificaciones que le corresponde a cada

concepto.

• En la segunda columna denominada CONCEPTO, se describe cada elemento, componente o equipo que integra el proyecto ejecutivo de riego. El contenido que se describa en el apartado de CONCEPTO debe contener la información mínima necesaria que permita la identificación del elemento, componente o equipo del sistema de riego. La descripción debe ser clara y precisa, de forma tal que evite confusiones que ocasionen la adquisición de un componente sin las características apropiadas para el proyecto o de calidad inferior. De preferencia se deberá utilizar el sistema general de unidades; otras unidades deben indicarse entre paréntesis.

• En la tercera columna denominada UNIDAD, se especifica la unidad de medición del concepto; ésta puede ser pieza, metro, metro cuadrado, metro cúbico, hectárea, litro, etcétera.

• En la columna CANTIDAD, se indica el número total de piezas requeridas por el proyecto del sistema de riego, referidas en la columna de CONCEPTO.

• En la columna de PRECIO UNITARIO, se indica el precio promedio de mercado de cada concepto, expresado generalmente en moneda nacional.

• En la última columna, IMPORTE, se indica el resultado del producto aritmético de la cantidad y el precio unitario.

10-1 Catálogo de conceptos y especificaciones

Con la finalidad de facilitar, primero, la integración del catálogo de conceptos por parte del diseñador y, posteriormente, la identificación y cuantificación de piezas por parte del instalador, se ha dividido el catálogo de conceptos del proyecto ejecutivo en: sistema de riego, obra civil, y equipo mecánico y eléctrico. A continuación se proporciona una guía del contenido de la información mínima necesaria que deben contener cada uno de los principales componentes, ya que hacer una descripción de cada uno de los conceptos del catálogo está fuera del alcance de este manual.

Sistema de riego En el cuadro 10.1 se describe la información mínima necesaria de algunos de los conceptos que integran el catálogo de la componente de un sistema de riego. Al inicio de la descripción del concepto es conveniente indicar si se trata del suministro o de la instalación. Cuadro 10.1 Información mínima de algunos conceptos que integran el catálogo de la

componente de un sistema de riego

Concepto Información básica

Tubería de PVC para la conducción de agua a presión

• Tubo de PVC • Serie (métrica o inglesa)

• Clasificación (espiga-campana para la serie métrica o extremos lisos, con casquillo o espiga-campana para la serie inglesa)

• Diámetro nominal

• Resistencia a la presión (clase para la serie métrica o RD, para la serie inglesa)

Conexiones de PVC

• Tipo de conexión(codo, tee, tapón)

• Serie (métrica o inglesa)

• Sistema de unión (cementar o mixta)

• Dimensiones

Aspersor

• Tipo

• Gasto nominal de salida

• Presión nominal • Diámetro nominal de cobertura

• Ángulo de salida del chorro

• Tipo de boquilla

• Diámetro de boquilla

• Coeficiente de variación

Microaspersor

• Tipo

• Gasto nominal de salida

• Presión nominal

• Diámetro nominal de cobertura

• Ángulo de salida

• Coeficiente de variación

Capítulo 12 EVALUACIÓN ECONÓMICA Y FINANCIERA

Eduardo Moreno Bañuelos Análisis económico Con el propósito de formular los elementos de juicio que normarán el desarrollo de las actividades de un proyecto agronómico, en ausencia y presencia de acciones, se deberán identificar diversas actividades en el sitio donde habrá de desarrollarse el proyecto y cuantificarse monetariamente, para contrastarse con las acciones y los beneficios que genere el nuevo proyecto. Pocas veces se genera un nuevo proyecto sin que se vean afectadas ciertas condiciones de explotación en el sitio donde se propone un cambio o la mejora de los sistemas agropecuarios existentes, que puede resultar desde un simple cambio o reemplazo en el procedimiento de trabajo o de explotación, hasta una completa transformación del sistema. Es por ello que deberán cuantificarse los costos y beneficios en ausencia de acciones, para deducirlos de los nuevos costos y beneficios del proyecto. El análisis económico constituye el proceso más significativo que permite establecer un juicio de valor sobre el proyecto, tanto desde el punto de vista del proyectista como del usuario o destinatario final y de la entidad financiera participante. En este análisis se deducirá la conveniencia de la ejecución y explotación del proyecto; por ello, el proyectista debe ofrecer un dictamen sobre los resultados obtenidos con todos los argumentos a favor y en contra, que permitan al promotor o inversionista tomar decisiones objetivas. Cuando el inversionista financia el proyecto con recursos propios los criterios de evaluación pueden no apegarse a la teoría económica, dada la influencia en mayor o menor grado, de circunstancias muy particulares, como pueden ser los intereses personales, profesionales, vocacionales, familiares o de cualquier otro orden no económico que concurren en el inversionista y que pueden ser factores de decisión. Los proyectos agropecuarios generalmente no alcanzan los niveles de rentabilidad que logran los proyectos de los sectores industriales o de servicios, por ello, los créditos agropecuarios se establecen sobre la tasa de interés más baja y plazo de amortización más largo. En consecuencia, la opinión subjetiva del proyectista podrá o no coincidir, con la del promotor o inversionista. 12-1 Evaluación económica y financiera

Se pueden admitir, en algunos casos, índices de rentabilidad inferiores al costo de oportunidad del capital; por ejemplo, la seguridad que ofrece el valor de la tierra o las mejoras territoriales, especialmente en épocas de fuerte inflación. Por otra parte, dado que el sistema agropecuario no constituye una base rígidamente establecida, la idea de revalorización del suelo puede pesar fuertemente cuando se observa con perspectivas de futuro, como puede ser una reconversión o transformación del suelo, la disponibilidad y uso del agua, etcétera. En este análisis debe valorarse, por un lado, el tipo de cultivos, los rendimientos, el potencial de los productos en los mercados, la oferta y demanda de los productos, los precios a corto y mediano plazos, las necesidades del productor, las preferencias de los consumidores, las redes de transporte y los canales de comercialización, el almacenaje o empaque y la posible transformación o industrialización de los productos; por otro lado, se deben valorar los costos de producción, como son: el suministro de semillas o plantas, fertilizantes, pesticidas, agua, energía eléctrica, combustibles, mano de obra; el costo de actividades culturales, tales como siembra o plantación, labranza, fumigación, cosecha, transporte, almacenaje, operación del sistema de riego y fertilización y servicios de apoyo (seguros, asistencia técnica). Otros aspectos a considerar en este análisis son las restricciones o limitaciones de los recursos, como son: la disponibilidad o dotación volumétrica de agua, la superficie total y por cultivo, la maquinaria y el financiamiento. Una identificación y valoración suficiente de actividades y necesidades del proyecto permitirá al proyectista y al inversionista hacer las previsiones de: infraestructura, financiamiento, maquinaria, equipo, almacenes, mano de obra, servicios e insumos en general. Método de la relación beneficio/costo Este método tuvo su origen en la racionalización de la toma de decisiones para inversiones de carácter público y utiliza solamente el criterio monetario para elaborar alternativas y posteriormente seleccionar la mejor en términos de optimización de la inversión, que no siempre coincide con la maximización de la relación beneficio/costo, sobre todo en proyectos de inversión pública que integran una buena carga de costo y beneficio social. Este método se puede emplear tanto en los estudios previos para estimar la conveniencia de elaborar un proyecto agropecuario, como en la fase final de redacción del proyecto definitivo o integración del documento específico para demostrar la viabilidad financiera. 12-2 Evaluación económica y financiera

El proceso de evaluación consta de las siguientes etapas: a) Identificación y valoración de costos Determinación de costos directos: recaen sobre el promotor o inversionista ya que son los que materializan los objetivos del proyecto y se dividen, a su vez, en:

• Costos de inversión: incluyen las inversiones necesarias para la elaboración del proyecto, tales como: construcciones, instalaciones, adquisiciones de maquinaria y equipos e impuestos.

• Costos de operación: incluyen los costos necesarios para operar el proyecto, como

son: materias primas, mano de obra, energía, materiales, seguros, conservación y mantenimiento y sus respectivos impuestos.

Determinación de costos indirectos: éstos recaen sobre el entorno social ajeno al proyecto e incluyen aquellos provocados por especulación del capital, de terrenos y de los activos en general; por la contaminación del aire, del suelo y del agua, casos concretos son las emisiones de la maquinaria y los fumigadores al aire, los agroquímicos aplicados al suelo y al agua, las descargas de aguas residuales a los drenes por lavado de suelos en drenajes parcelarios, y el creciente desecho de plásticos utilizados en la agricultura. El evaluador de proyectos debe tener clara conciencia de los efectos y sus costos aún difíciles de cuantificar, en vez de disfrazar con justificaciones la ignorancia actual y reconocer los efectos negativos que pueden tener en las actividades y en la sociedad, por lo tanto, debe tomar en consideración las valoraciones cualitativas de sus efectos. Otro grupo de indirectos generalmente son los relativos a gastos de administración como son: nómina, papelería, luz, agua, teléfono, fax, mensajería, arrendamientos, etc., que por lo general no se cuantifican en los proyectos agropecuarios, porque los usuarios no se constituyen como empresa; no obstante, son gastos que acaban siendo asumidos por ellos y con cargo al proyecto. Por otra parte, cada vez más las fronteras que separan a la empresa agropecuaria o agroindustrial con el productor del sector primario se diluyen y se integran en un ambiente más formal de la administración empresarial, donde aspectos como los activos, el valor agregado, los impuestos y en general los estados financieros que caracterizan a la empresa formalmente constituida cobran sentido. b) Identificación y valoración de los beneficios Determinación de los beneficios directos: estos proceden de las ventas de los productos o servicios obtenidas por el promotor o inversionista, más los subsidios y cualquier otro ingreso derivado del financiamiento del proyecto. Determinación de los beneficios indirectos: éstos recaen sobre el entorno social ajeno al proyecto e incluyen aquellos provocados por el impacto del proyecto, como son: la plusvalía de los terrenos, edificaciones e instalaciones, la mejora del ambiente o cualquier otro beneficio para la sociedad y el proyecto mismo. Si se tienen elementos para determinar tanto los costos como los beneficios indirectos, éstos deben ser incorporados a los flujos de efectivo y consecuentemente a la evaluación económica y financiera del proyecto. 12-3 Evaluación económica y financiera

Para ejemplificar la aplicación del método se suponen los flujos de costos y beneficios, de un proyecto agropecuario hasta la mitad de su vida útil (diez años), a una tasa de descuento del 15%, como se muestra en la tabla 12.1. Cuadro 12.1 Flujos de beneficios y costos en miles de pesos Flujos\Años

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Beneficios Bt

0 150 500 750 1000 1250 1250 1250 1250 1250 Costos Ct 1750 150 150 500 250 250 500 250 250 500

Capítulo 13 TÉRMINOS DE REFERENCIA PARA LA ELABORACIÓN DE

PROYECTOS EJECUTIVOS DE RIEGO Efrén Peña Peña Fernando Cadena Carreón Jesús Cuadra Ramírez Introducción En este capítulo se establecen los términos de referencia para la elaboración de proyectos ejecutivos de sistemas de riego parcelario para proyectos que, además, requieran de estudios previos tales como levantamientos topográficos, estudios de suelos y agroclimatológicos. El objetivo es que las áreas técnicas de la CNA dispongan de los elementos para elaborar y/o adaptar los términos de referencia necesarios para contratar la elaboración de un proyecto de un sistema de riego parcelario en particular. Los términos de referencia son las condiciones detalladas contractuales a que se debe sujetar la realización de un proyecto, y forman parte de un contrato. Los términos aquí presentados son el resultado de la experiencia adquirida por el personal técnico de la CNA y de la Coordinación de Tecnología de Riego y Drenaje del IMTA en la elaboración, revisión e instalación de sistemas de riego. Por otro lado, son el producto de la recopilación y selección de normas y especificaciones vigentes emitidas por dependencias, instituciones y asociaciones técnicas nacionales e internacionales; así como de reglamentos, manuales y guías de diseño. En este capítulo se le denominará como DEPENDENCIA a la parte contratante, que en este caso es la CNA, y CONTRATISTA a la empresa encargada de realizar el proyecto. Términos de referencia Debido a que la realización de un proyecto ejecutivo involucra muchas variables, a continuación se presentan los términos de referencia más comunes para la realización de un proyecto de riego parcelario, de tal forma que estos sirvan de base para elaborar otros más específicos. 13-1 Términos de referencia para la elaboración de proyectos ejecutivos de riego

13.2.1 Aspectos generales Para el desarrollo de los trabajos motivo del presente contrato, es requisito indispensable que el CONTRATISTA cuente con personal técnico con experiencia en este tipo de trabajos y el personal de apoyo correspondiente en cantidad suficiente para cumplir con el plazo y programa establecidos. El CONTRATISTA concertará con la DEPENDENCIA y con los usuarios la planeación general del proyecto de tecnificación que se haya seleccionado, con la finalidad de verificar las necesidades de los usuarios y las consideraciones técnicas de operación y de riego y drenaje con la entidad responsable de operar las obras hidráulicas involucradas, para evitar problemas futuros de operación o de suministro de agua. 13.2.2 Información básica Se refiere a la información necesaria para elaborar el proyecto ejecutivo. Esta puede ser información ya existente, o bien, que debe obtenerse. 13.2.2.1 Información técnica que la DEPENDENCIA proporciona al CONTRATISTA. • Archivos electrónicos y/o impresos del plano general de la zona del proyecto, con la

lotificación parcelaria, la infraestructura hidráulica existente y los límites de las zonas incluidas en el proyecto.

• Archivos electrónicos y/o impresos de los planos de topografía (curvas de nivel). • Información de la fuente de abastecimiento, para definir y/o verificar la capacidad del

sistema de riego. • Archivo electrónico o información impresa de la relación de los usuarios beneficiados,

números de lotes y superficie de cada parcela. • Archivos electrónicos con la información climática de la zona del proyecto, para

determinar el requerimiento de riego. En caso de que se disponga proporcionar el valor de la Eto.

• Archivos electrónicos y/o impresos de planos de textura y de características de retención

de humedad para calcular la lámina y el intervalo de riego. 13.2.2.2 Obtención y recopilación de información básica El CONTRATISTA recibirá la información básica, la revisará en los aspectos técnicos y administrativos, la analizará y recopilará los datos necesarios para complementarla, para asegurar el buen desarrollo de los trabajos correspondientes. Cuando alguna información no sea proporcionada por la DEPENDENCIA, será el CONTRATISTA quien por su cuenta se encargue de obtenerla y presentarla ante el 13-2 Términos de referencia para la elaboración de proyectos ejecutivos de riego

ingeniero supervisor designado por la DEPENDENCIA, para su reconocimiento y autorización de aplicación. En caso de dudas o aclaraciones con la información básica proporcionada, el CONTRATISTA consultará con el ingeniero supervisor. 13.2.2.3 Reconocimiento físico de la zona de riego Para iniciar los trabajos del proyecto es imprescindible que el CONTRATISTA realice una visita de reconocimiento al sitio del proyecto, acompañado del personal técnico que designe la DEPENDENCIA. Durante el reconocimiento físico participarán los usuarios y/o sus representantes. El reconocimiento físico tiene como finalidad que el CONTRATISTA tenga una visión más amplia de lo que debe realizar, estime y programe las diversas actividades por desarrollar. En el reconocimiento físico, el CONTRATISTA deberá verificar la información e infraestructura existente (accesos, característica y estado de los canales de conducción, características de los equipos de bombeo si estos existen), relieve del terreno, cultivos principales, y dirección de riego, con la finalidad de definir y precisar los estudios y análisis complementarios; así como un diagnóstico de las condiciones para realizar mediciones y seleccionar el equipo y herramientas necesarias. 13.2.3 Estudios previos o complementarios 13.2.3.1 Topografía Los levantamientos topográficos son estudios previos que se requieren para la elaboración del proyecto. (a) Personal y equipo requerido para el trabajo Para realizar el levantamiento topográfico y de catastro se debe contar con personal operativo profesional y utilizar equipos de medición, como son: la estación total, distanciómetros o equivalentes, es decir, equipos que garanticen altos niveles de exactitud en las mediciones. (b) Control horizontal El control horizontal para apoyo del levantamiento topográfico de un área de terrenos regables consistirá en una poligonal o sistema de poligonales cerrados o abiertos, con estación total, distanciómetros o equivalentes con aproximación de 5 s, de acuerdo con las siguientes tolerancias: Para poligonales Tolerancia lineal será de 1:20,000 Tolerancia angular T = 2 n 13-3 Términos de referencia para la elaboración de proyectos ejecutivos de riego

siendo n el número de vértices y T en segundos. Para vértices que definen los limites de las parcelas y utilizados para configuración La tolerancia lineal será de 1:10,000. El punto de partida será un lado de la poligonal a trazar orientado a partir del norte magnético. Todos los vértices de la poligonal deberán ser identificados en todos los casos con trompos y una estaca marcada con pintura roja. Se recomienda utilizar numeración del número 9,000 en adelante para los puntos de poligonal y del 100 al 8,999 para todos los puntos que sean de límites de parcelas y los correspondientes para realizar la configuración del terreno. (c) Control vertical El control vertical se llevará a cabo simultáneamente con el control horizontal, ya que las estaciones totales permiten las mediciones de ángulos cenitales que permiten que se generen coordenadas en (x,y,z), siendo z la elevación del punto correspondiente. Se ubicarán bancos fijos de nivel en lugares que garanticen la permanencia (árboles, rocas etc.) y se registrará en la bitácora el número correspondiente con sus respectivas coordenadas y elevación. Estos bancos servirán como puntos de partida o de cierre en las nivelaciones que se realicen en trabajos posteriores. En caso de que se requiera una nivelación del perfil de alguna línea del trazo, con el objeto de apreciar con claridad todos los accidentes topográficos se deberá realizar a cada 20 m y de todos aquellos puntos que tengan cambios bruscos de pendiente. (d) Procesamiento de la información El procesamiento de la información se realizará en equipo de cómputo para facilitar los cálculos, utilizando software de procesamiento topográfico para el ajuste por el método de mínimos cuadrados de observaciones topográficas (distancias, ángulos horizontales y verticales) en un sistema dimensional tridimensional (X, Y, Z). (e) Configuración La configuración podrá ser realizada con cualquier método, utilizando software comercial. Las cotas secundarias en la configuración deberán localizarse de tal manera que la separación máxima entre puntos no exceda de 50 m. En el detallado de accidentes topográficos la separación máxima de los puntos será la que permita definir la topografía. Se debe levantar información concerniente a los trazos de los surcos actuales, dirección de riego actual, ubicación de regaderas, etc., de manera que facilite la correcta ubicación de válvulas y líneas de riego. 13-4 Términos de referencia para la elaboración de proyectos ejecutivos de riego

Cuando la fuente de abastecimiento sea un pozo profundo, levantar las cotas del brocal y la cota del tubo de la descarga del pozo. En almacenamientos, ya sea un tanque o una presa, levantar las cotas de los niveles máximos y mínimos del agua y las cotas de la obra de toma (a la salida). El levantamiento topográfico se complementará con la siguiente información: sitios de cruce para puentes, canales, sifones, puentes de paso, cruces, líneas de transmisión, vías de comunicación, poblados, fuentes de abastecimiento existentes, etcétera. El levantamiento catastral incluye linderos de las propiedades o parcelas y nombres de los usuarios. En el plano aparecerá la superficie de cada parcela. • Equidistancia vertical de las curvas de nivel para proyectos de riego por gravedad La equidistancia vertical será de 0.2 m., sin embargo, cuando los terrenos tengan pendientes que involucren muchas curvas de nivel que dificulten la lectura del plano, ésta se deberá ajustar a un valor mayor (0.5 m). • Equidistancia vertical de las curvas de nivel para proyectos de riego localizado La equidistancia será menor de 0.5 m. Cuando los terrenos tengan pendientes que involucren muchas curvas de nivel, deberá ajustarse la equidistancia vertical para representar la topografía correctamente. • Equidistancia vertical de las curvas de nivel para proyectos de riego por aspersión. La equidistancia será de 1 metro. 13.2.3.2 Caracterización del suelo con fines de riego Se debe caracterizar el suelo cualitativamente y cuantitativamente con el objeto de lograr un diseño con alta eficiencia de uniformidad y de la aplicación del agua. Los parámetros más importantes que se requiere conocer son: Indispensables: Capacidad de campo y punto de marchitamiento permanente expresados en forma volumétrica, y el valor de la infiltración básica. Indirectos: Textura. Complementarios: Estructura, pH, densidad aparente, grado de salinidad del suelo, cationes y aniones. Su determinación estará basada en los métodos de análisis propuestos en la norma NOM-O21-RECNAT-2001 Especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación del suelo, muestreo y análisis. 13-5 Términos de referencia para la elaboración de proyectos ejecutivos de riego

13.2.3.3 Fuente de abastecimiento Las principales fuentes de abastecimiento de agua para riego son: canal de riego, pozo profundo y almacenamiento superficial. El alcance de estos términos de referencia, tomando en cuenta la superficie de riego, considera que la fuente de abastecimiento requiere únicamente de estudios previos o complementarios; por ejemplo, en proyectos de tecnificación del riego que ya disponen de equipos de bombeo, se requiere revisar la factibilidad técnica de éstos con el nuevo sistema de riego. (a) Diagnóstico de pozos y/o equipos de bombeo Cuando la fuente de abastecimiento es un pozo con equipo de bombeo, es necesario, que el CONTRATISTA incluya el diagnóstico y el proyecto de rehabilitación del pozo y/o mejoramiento del equipo de bombeo, de acuerdo con las especificaciones siguientes: El CONTRATISTA realizará la evaluación electromecánica de los equipos de bombeo de la zona del proyecto que estén involucrados en el sistema de riego, para determinar: la eficiencia electromecánica, la curva carga-gasto y la curva de eficiencia de operación de los equipos de bombeo. De acuerdo con el tipo de sistema de riego del proyecto, el CONTRATISTA analizará la información para determinar la capacidad y la eficiencia de los equipos de bombeo, bajo las condiciones de operación necesarias para el proyecto. Si la eficiencia de operación es menor de 40 %, será necesario plantear el reemplazo del equipo de bombeo. La eficiencia electromecánica del equipo de bombeo se determinará mediante el método de prueba establecido en la Norma Oficial Mexicana vigente: NOM-006-ENER-1995, Eficiencia energética electromecánica en sistemas de bombeo para pozo profundo en operación. Límites y método de prueba. Cuando el proyecto ejecutivo considere el cambiar de un sistema de riego por gravedad a uno de alta presión, el CONTRATISTA realizará las pruebas de bombeo para obtener la curva carga-gasto y la curva de la eficiencia de la bomba en función del gasto de la bomba, para definir si el equipo existente es suficiente para cubrir los requerimientos del sistema presurizado propuesto con la tecnificación. En caso que se requiera la rehabilitación del pozo o del equipo de bombeo, el CONTRATISTA lo indicará dentro de la información general del proyecto ejecutivo a elaborarse, con la finalidad de dar por enterado a la DEPENDENCIA. Ya que el estudio de la rehabilitación será motivo de otro proyecto ejecutivo. (b) Rehabilitación de pozos La rehabilitación de pozos debe sujetarse a lo indicado en la Norma Oficial Mexicana NOM-004-CNA-1996- Requisitos para la protección de acuíferos durante el mantenimiento y rehabilitación de pozos de extracción de agua y para el cierre de pozos en general. 13-6 Términos de referencia para la elaboración de proyectos ejecutivos de riego

13.2.3.4 Calidad del agua Revisar la calidad del agua mediante un análisis fisicoquímico que incluya: conductividad eléctrica, pH, aniones y cationes y sólidos en suspensión. 13.2.3.5 Requerimientos de riego El requerimiento de riego de los cultivos se determinará analizando periodos de varios días, dependiendo del almacenamiento de agua fácilmente aprovechable por los cultivos. Los métodos a emplear para determinar el requerimiento de riego de diseño pueden ser: Penman Monteith, o bien, Blaney-Criddle. Los resultados del cálculo del requerimiento de riego se presentarán en periodos mensuales para los diferentes cultivos considerados, indicando el valor y el periodo del requerimiento de riego máximo obtenido. a). Penman Monteith Para facilitar los cálculos se recomienda utilizar el programa de cómputo CROPWAT, del manual Núm. 56 de la FAO, Evapotranspiración de los cultivos - Guía para el cálculo de los requerimientos de agua de los cultivos. b). Blaney-Criddle En el presente manual se presenta un ejemplo para determinar la evapotranspiración de referencia, también para facilitar los cálculos numéricos puede emplearse un software comercial, como por ejemplo, el RASPAWIN de la Universidad Autónoma Chapingo. La precipitación efectiva (Pe) se determina con el método del Servicio de Conservación de Suelos (SCS) del USDA, o bien, con el método de Ogrosky y Mockus (1964). Para determinar los coeficientes de cultivo, se utiliza el manual Núm. 56 de la FAO, antes referido. 13.2.4 Diseño agronómico del sistema de riego La capacidad del sistema se determinará con la ecuación 13.1, que se presenta a continuación: caTnsEEHPDDDRALQ****778.27= (13.1) Donde: Qm : Gasto total del sistema de riego, en l/s. Ln : Lámina de riego neta, en cm. AT : Superficie total del sistema de riego, en ha. 13-7 Términos de referencia para la elaboración de proyectos ejecutivos de riego

DDR : Número de días de riego, en días. HPD : Número de horas de riego por día, en horas. Ea : Eficiencia de aplicación, en decimal. Ec : Eficiencia de conducción, en decimal. Para sistemas de riego colectivos o de varios usuarios, calcular la capacidad del sistema (Qs) considerando que el tiempo de riego (DDR) para regar toda la superficie del proyecto sea igual a 0.7 o 0.8 del intervalo de riego crítico, con la finalidad de que el sistema de riego tenga flexibilidad en el servicio de riego. a) Diseño agronómico para sistemas con tuberías de compuertas En el diseño agronómico de sistemas de riego se debe considerar los siguientes puntos: • Trazo de riego. Se selecciona la pendiente mayor para la dirección del riego. • Longitud de riego. Para tener altas eficiencia de aplicación de riego, la longitud de riego

debe ser menor de 150 m para suelos de textura franco-arenosa, menores de 250 m para texturas franco arcillosas y menores de 300 m para texturas arcillosas.

• Gasto de riego unitario. Utilizar el cuadro 4.9 para seleccionar el gasto unitario de riego.

El gasto unitario seleccionado en todos los casos será menor al gasto máximo no erosivo (ecuación 4.12), ver manual de riego.

• Cuando la pendiente sea muy grande y la textura del suelo muy arenosa que implique

utilizar longitudes de riego muy cortas y en consecuencia mucha longitud de tubería de conducción y/o distribución, se fijará como límite que la densidad de tubería sea inferior a 80 metros por hectárea.

• Gasto de riego modular. El gasto por hidrante deberá calcularse con la ecuación 13.1, la

variable AT representa la superficie que domina el hidrante. Utilizando como valores de referencia, los parámetros de riego presentados en los cuadros 4.10 y 4.11 del presente manual de riego. El valor del gasto modular así obtenido deberá ser concertado con los usuarios y/o sus representantes, y con la DEPENDENCIA.

• El CONTRATISTA debe incluir las láminas netas, brutas, eficiencias de riego

proyectadas y el intervalo de riego. b) Diseño agronómico para sistemas de riego localizado • Selección del gasto del emisor. La intensidad de aplicación deber ser menor, en todos

los casos, que la velocidad de infiltración básica del suelo obtenida del cuadro 3.3. • Presión de operación del emisor (he). Estará dentro del rango de presiones de trabajo

especificadas en el cuadro 5.9 y de manera práctica la obtenida mediante la ecuación 5.37.

• Tiempo de riego del emisor. El tiempo de riego debe ser igual al tiempo de riego de la

sección y de la unidad de riego, especificados en los planos del proyecto.

13-8 Términos de referencia para la elaboración de proyectos ejecutivos de riego

• Determinar el tiempo de riego del emisor, tiempo de riego diario, superficie por sección y

número de unidades por día de acuerdo con lo establecido para tal fin en el subcapítulo 4.3 del presente manual.

• Los emisores seleccionados deben tener un coeficiente de variación de acuerdo con lo

indicado en la norma NMX-E-225-SCFI-1998. • Las variaciones del gasto del emisor deben cumplir con la norma NMX-O-167-SCFI-

2000. • El diseño agronómico debe considerar que el tiempo de riego diario es de 16 a 22 h

durante los siete días de la semana, o bien, las 24 h de riego diarias utilizando seis de los siete días de la semana.

c) Diseño agronómico para sistemas de riego por aspersión. • La intensidad de aplicación del aspersor debe ser menor que la velocidad de infiltración

del suelo. • Las variaciones del gasto del aspersor deben cumplir con la NMX-O-167-SCFI-2000. • Los aspersores deben cumplir con las especificaciones y métodos de prueba de la NMX-

O-166-SCFI-2000. 13.2.5 Diseño hidráulico • El proyecto debe considerar necesariamente un sistema de medición ubicado en la

unidad de control general, el cual debe cumplir con la NOM-012-SCFI-1994. 13.2.5.1 Diseño hidráulico de sistemas de riego con compuertas • Ubicación del hidrante. El hidrante se ubicará en la parte más alta del área que domina.

Se considerará al menos un hidrante por parcela. • Trazado de la red. El trazado de la red de conducción y de distribución se podrá realizar

siguiendo los linderos entre parcelas. Cualquier cambio deberá ser consultado con la DEPENDECIA.

• Longitud de la tubería con compuertas. Para que la presión hidráulica requerida en el

hidrante sea mínima y no influya significativamente en los costos de operación del sistema de riego, se sugiere no emplear longitudes de tubería de compuertas (la suma de tubería lisa de conducción y tubería con compuertas abiertas) mayores de 200 m. Lo anterior depende directamente del diámetro de la tubería y del gasto modular; por lo que el diámetro deberá ajustarse a un rango de velocidad del agua de 1.0 a 2.0 metros por segundo.

13-9 Términos de referencia para la elaboración de proyectos ejecutivos de riego

• En suelos de textura arenosa en donde la velocidad de infiltración es alta, se requieren

longitudes de riego pequeñas, sin embargo, por economía del sistema de riego se considerará que el área de dominio de un hidrante sea al menos de 3 hectáreas.

• Diámetro de la tubería con compuertas. Para tubería de PVC, los diámetros sugeridos

son 6, 8 y 10 pulgadas. Tubería mayores de 10 pulgadas sólo cuando se consideren sistemas de riego fijos.

• Presión requerida en el hidrante. Para sistema de riego operados con equipo de

bombeo, la presión requerida en el hidrante sea del orden de 2 a 3 m, calculada utilizando la ecuación 13.2. Se recomienda que el CONTRATISTA considere una carga adicional de 1 a la obtenida con la ecuación 13.2 para garantizar en el futuro el gasto de diseño cuando el equipo de bombeo disminuya su eficiencia.

HhfhfhDhsmeΔ++++=2432

Capítulo 14 REVISIÓN DE PROYECTOS DE RIEGO


Efrén Peña Peña

Juan Gaytán Arvizu

Para llevar a cabo la revisión de los proyectos ejecutivos de sistemas de riego, es necesario que el expediente contenga la siguiente información aplicable para cualquier sistema de riego:

• Información básica del proyecto.

• Selección del sistema de riego propuesto.

• Cálculos de la capacidad del sistema ó demanda de riego crítica.

• Diseño agronómico que incluye: selección del emisor o hidrantes, presión y gasto del emisor, o bien, hidrantes en tubería de compuertas, tiempo de riego y unidades de riego simultáneas.

• Memoria de cálculo hidráulico de las secciones de riego, de la red de distribución y conducción.

• Selección de los componentes de la unidad control general, cálculos de la carga dinámica total, selección de la bomba centrifuga, obra civil y la subestación eléctrica.

• Planos del sistema de riego.

• Catálogo de conceptos.

• Esquema de operación.

• Evaluación económica y financiera.

La revisión de cada concepto se concluye con un dictamen técnico que valide los procedimientos documentados en la carpeta o expediente del proyecto ejecutivo de riego. La integración de todos los dictámenes técnicos constituye un informe sobre la revisión técnica, y de sus conclusiones se determina la aceptación o no del proyecto.

Dictamen sobre la información básica del proyecto Es importante que se indique la información básica para la elaboración del proyecto, misma que debe cumplir con lo especificado en los incisos 3.1 y 3.2. El dictamen de este apartado se concreta a la validación sobre la existencia o no de la información en el expediente del proyecto ejecutivo.

a) Nombre del proyecto. El nombre del proyecto debe definir el tipo de sistema de que se trate, el nombre de la zona de riego, la superficie de diseño, así como alguna otra característica importante de modernización que sea uno de los objetivos del proyecto.

14-1 Revisión de proyectos de riego

b) Descripción general del sistema de riego. En este apartado se revisa la conformación de la información sobre las características generales de todo proyecto de riego, como son: objetivos y fuente de financiamiento, localización geográfica y política que incluya localidad, municipio y estado, tipo de tenencia de la tierra, tipo de sistema propuesto y sus fines principales, características socioeconómicas de los usuarios; el distrito, unidad o módulo de riego en donde se localice la zona de riego.

En algún apartado debe describir el nombre del (os) propietario (s) del proyecto, o bien, algún representante de la zona de riego. Generalmente, los proyectos constan de un padrón de usuarios que incluye nombre y superficie beneficiada.

c) Topografía.- usualmente la información topográfica se presenta en el plano general del sistema de riego anexo. Se revisan de manera global las curvas de nivel y sus equidistancias verticales. Se deben cumplir los requisitos de equidistancias entre curvas de nivel planteadas en el capítulo 10 de integración de planos. La topografía debe incluir elevaciones del nivel del agua en la fuente de abastecimiento, niveles de operación, rasantes u otros puntos importantes para el diseño y operación del sistema.

d) Superficies de proyecto. La superficie por usuario y fuente de abastecimiento reportada en el proyecto debe coincidir con la reportada en el padrón de usuarios y en la superficie total dominada y regable del proyecto indicada en los planos; de no coincidir, es necesario, reportar esta variación a los propietarios y llegar a un acuerdo por escrito con ellos. El parcelamiento del proyecto al interior de la zona de riego debe ser aprobado también por el o los propietarios en un documento por escrito.

e) Cultivos. El padrón de cultivos propuesto debe considerar la siguiente información: fechas de siembra, coeficientes de cultivo por etapa fenológica, profundidad de raíces, factor de abatimiento de humedad, marco de plantación que incluya, orientación y espaciamiento entre árboles, así como entre líneas de árboles en caso de frutales, altura máxima del cultivo y necesidades de uso de maquinaria. De ser posible, referenciar el gasto máximo de aplicación de agroquímicos por medio del sistema de riego.

En algunos proyectos que consideran alguna evaluación económica, es necesario adicionar los costos de producción, rendimientos promedios, precio medio rural de los cultivos actuales y una propuesta de costos con el padrón de cultivos a diseñar.

f) Suelos. Se debe incluir la información de suelos presentada en el subcapítulo 3.2, la cual consiste en estudios fisicoquímicos para la caracterización de los suelos con fines de riego. Se revisa que incluya: clasificación textural, capacidad de retención de humedad, concentración de aniones y cationes, pH, velocidad de infiltración básica, estudios de salinidad y la estratificación del suelo.

g) Series climáticas. Se debe incluir la información climatológica disponible en la zona de estudio: series de temperatura media, máxima y mínima, precipitación, radiación solar, velocidad del viento y dirección dominante, humedad relativa, valores de evapotranspiración de referencia.


h) Fuente de abastecimiento. Se revisa el gasto disponible, la localización de la fuente de abastecimiento, el volumen anual disponible, la variación estacional del gasto, la calidad del agua mediante un estudio fisicoquímico que incluya conductividad eléctrica, pH, aniones y cationes y sólidos en suspensión.

i) Aspectos humanos. Se revisan los días laborales a la semana y las horas por día que acostumbran regar los usuarios.

Es importante condicionar la existencia o no de la información anterior en función de la importancia del proyecto y del tipo de sistema de riego, ya que estos datos son importantes para una adecuada revisión técnica sobre el diseño agronómico e hidráulico del sistema de riego que se trate.

Dictamen sobre la selección del sistema de riego La selección del sistema consiste en la revisión técnica de los factores determinantes que condicionan el correcto funcionamiento del sistema de riego. Estos factores son: cultivo pendientes, textura del suelo y su velocidad de infiltración, factores climáticos y aspectos humanos, entre otros.

Con el plano de información topográfica se revisan las pendientes en el sentido de la línea de conducción principal y en la pendiente transversal. De acuerdo con los criterios de selección del sistema de riego (subcapítulo 3.3), se revisan estas pendientes con el tipo de sistema seleccionado y se contrastan con los indicadores establecidos.

De igual forma con las características del cultivo, pendiente, velocidad del viento, textura del suelo y su velocidad de infiltración básica, se condiciona si el tipo de sistema seleccionado es el adecuado, según los cuadros 3.4, 3.5 y 3.6. En el subcapítulo 3.3 también existen ejemplos de selección del sistema con base en la información técnica proporcionada en el proyecto.

De este apartado se elabora un pequeño dictamen, justificando o no, la conveniencia del sistema de riego con este tipo de indicadores.

Dictamen sobre la capacidad requerida por el sistema de riego Para determinar la capacidad del sistema es necesario verificar los siguientes conceptos:

• Requerimientos de riego diarios de diseño.

• Intervalo de riego crítico.

• Eficiencias de diseño para proyectos de riego.

• Horas por día y días de riego efectivos.


Cuadro 14.1 Información básica mínima para el diseño o revisión de un proyecto de riego

Concepto Información del proyecto

Baja presión:

tubería con compuertas

y

revestimiento de regaderas

Riego localizado:

goteo, cinta y

microaspersión

aspersión:

aspersión fija o

portátil, avance fontal, pivote

central y cañón

Descripción del proyecto.

Objetivos.

Tipo de sistema propuesto.

Fuente de financiamiento.

Localización política y geográfica.

Padrón de usuarios y superficie beneficiada.

Planos topográficos con curvas de nivel.

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Padrón de cultivos.

Cultivos y fechas de siembra.

Parámetros del cultivo por etapa fenológica.

Marco de plantación.

Altura máxima del cultivo.

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Estudios de suelos.

Contenidos porcentuales de arena y arcilla.

Parámetros de retención de humedad.

Aniones y

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cationes.

pH.

Conductividad eléctrica del extracto de saturación.

Velocidad de infiltración básica.

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Series climáticas.

Temperatura media.

Radiación solar.

Humedad relativa.

Velocidad del viento.

Precipitación.

Evaporación o evapotranspiración de referencia.

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Fuente de abastecimiento.

Ubicación y volumen anual disponible.

Gasto disponible y variación anual.

Cationes y aniones.

Sólidos en suspensión.

pH.

Conductividad eléctrica.

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Anexo 1 EJEMPLO DE RIEGO DE BAJA PRESIÓN CON TUBERÍA DE COMPUERTAS Juan Manuel Angeles Hernández Resumen ejecutivo En el ejido Calderón, municipio de Cuautla Morelos, se tiene la unidad de riego El Jagüey y el Guaje, con una superficie de riego de 66.31 ha, de 55 ejidatarios. Se abastece con un equipo de bombeo para extraer un gasto de 40 l/s de un pozo profundo. El cultivo principal es caña de azúcar y en algunas ocasiones se siembran pequeñas superficies de maíz y frijol. Actualmente la red de conducción y de distribución está compuesta de canales revestidos con canaleta y canales en tierra, teniendo bastantes pérdidas de agua por filtración. El gasto hidráulico resulta insuficiente para cubrir las necesidades de riego del cultivo de caña de azúcar en la superficie de riego dominada, razón por la cual se propone en este proyecto la tecnificación de la red de conducción y de distribución y la mejora de la aplicación del riego en parcela, mediante el entubado de la red con un sistema de baja presión, y aplicar el riego con tubería de compuertas. Las válvulas de riego (hidrantes) se ubicaron en la parte alta de cada parcela, y para el trazado de la red resultó una red del tipo mixto; esto es, una parte como red abierta y dos circuitos cerrados con la finalidad de reducir diámetros de tubería. Diámetro de 8 pulgadas en general para la red abierta con una longitud de tubería de 3,485 m, y un diámetro de 6 pulgadas para los dos circuitos cerrados en una longitud de 1, 477 m. Para la aplicación del riego se consideraron dos juegos de tubería con compuertas de 200 m, en diámetro de 8 pulgadas, 55 hidrantes y dos codos de arranque. Para la seguridad y para facilitar la operación del sistema se consideraron cuatro válvulas de alivio de presión, dos válvulas de control de 8 pulgadas, 15 válvulas de admisión y expulsión de aire, un medidor de gasto, un manómetro y una válvula de no retorno (check). El costo total del sistema de riego asciende a la cantidad de $ 1´110,946.00 con un costo por hectárea de $ 16,753.82. Se utilizaron los precios de lista del mercado nacional, actualizados al mes de agosto de 2002. Durante la operación del sistema de riego se tendrá un solo hidrante abierto a la vez. Todo el gasto del pozo hacia el riego de una sola parcela (usuario). El tiempo de riego para aplicar una lámina bruta de 11.7 cm en una superficie de 1 ha, con el gasto de 40 l/s es de 8 h. La presión de operación indicada en el manómetro instalado a la descarga del pozo debe ser de 0.5 kilogramos por centímetro cuadrado. a1-1 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas INTRODUCCIÓN La unidad de riego El Jagüey y el Guaje, del ejido Calderón, en el municipio de Cuautla Morelos, cuenta con una superficie de riego de 66.31 ha, perteneciente a 55 ejidatarios. Esta unidad de riego se abastece con un equipo de bombeo para extraer el agua del pozo profundo número 3. El cultivo principal es caña de azúcar, y en algunas ocasiones maíz y frijol. Actualmente la red de conducción y de distribución está compuesta de canales revestidos con canaleta y canales en tierra. El gasto hidráulico es de 40 l/s, el cual cada vez resulta más insuficiente para cubrir las necesidades de riego del cultivo de caña de azúcar en la superficie de riego dominada, razón por la cual se propone en este proyecto la tecnificación de la red de conducción y de distribución y la mejora de la aplicación del riego en parcela, mediante el entubado de la red con un sistema de baja presión y aplicar

el riego con tubería de compuertas. El principal beneficio será disminuir las pérdidas de agua que existen actualmente en la red de conducción y de distribución, para reducir el tiempo de riego por parcela y de esta manera bajar el costo de riego por parcela por concepto de consumo de energía eléctrica; mediante el ahorro de agua, ponerla a disposición de otros cultivos incrementando la superficie susceptible de riego, o bien, conservar el recurso agua. 1 INFORMACIÓN BÁSICA 1.1 Compilación de datos preliminares El objetivo de este proyecto de riego es incrementar la productividad del área bajo riego con base en la tecnificación del riego parcelario, que permita mejorar la eficiencia en el uso del agua, reducir los costos de energía e incrementar los rendimientos e ingresos de los productores. La fuente de financiamiento es tripartita: recursos federales 50 %, recursos estatales 20 %, y recursos de los productores 30 por ciento. Localización geográfica y política. El proyecto de la zona de riego se localiza geográficamente dentro de la cuenca hidrológica del río Amacuzac, entre los paralelos 18° 20' y 19º 07' de latitud norte y entre 98° 38' y 99º 31' de longitud al oeste del meridiano de Greenwich. La altura aproximada es de 1,400 metros sobre el nivel del mar. La superficie del proyecto se ubica en el ejido Calderón, municipio de Cuautla, Morelos. El croquis de localización se presenta en el plano general. Tenencia de la tierra. La superficie de riego beneficiada corresponde al tipo ejidal, integrada por 55 ejidatarios con una superficie promedio de 1.2 ha por usuario. En el cuadro a1.1.1 se presenta la relación de ejidatarios. a1-2 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Cuadro a1.1.1 Relación de ejidatarios del sistema de riego El Jagüey y el Guaje, del ejido Calderón, municipio de Cuautla, Morelos Apellido Superficie Número parcela Nombre Paterno Materno m2

29 Juárez Flores Juan Baldomero 9,454.08 30 Ayala Valencia Juan Antonio 10,312.97 31 Ayala Valencia Oscar 10,376.80 39 Sánchez Franco José Rodolfo

34,287.51 41 Aranda García María Teresa 5,317.64 43 Delgadillo Velázquez Mauro 15,306.02 44 Sánchez Ruiz Rogelio 20,928.99 45 Juárez Flores Ángel 6,469.39 46 Juárez Flores Adelaido 7,505.69 47 Quintero Aguilar Alfonso 5,649.11 48 Madel Acosta Angelina 11,006.93 49 Pineda Quintero Leonel 13,440.27 50 Juárez Flores David 6,296.66 51 Salmeron Ureña Victoria 13,117.57 52 Quintero Aguilar Alfonso 7,064.91

53 Bahena Margarita 19,382.08 54 Torres Marván David 16,366.07 55 Sánchez Ruíz Armando 7,369.73 56 Cerezo Balero Trinidad 7,976.21 57 Salgado Carreño Alejandro 8,168.14 58 Contreras Vivar Isidra 15,432.10 59 Sánchez Peña Leopoldo 23,983.37 67 Juárez Ureña Filiberta 24,801.87 68 Juárez Flores Adelaido 15,522.01 73 Román Sánchez Paulino 8,860.08 75 Delgadillo Velázquez Mauro 8,621.84 76 Saldaña

Socorro 7,483.75 77 Valencia Amaro Alicia 19,303.38 78 Quintero Sánchez Marcelina 8,508.44 79 Sánchez Ruíz Enrique 13,288.07 80 Sánchez Reyes Jorge 6,118.18 81 Flores Muñoz Tomasa 10,901.27 82 Parcela escolar 17,408.09 83 Alcocer Vázquez María Guadalupe 10,817.72 84 Martínez Franco Guadalupe 11,667.05 85 Ríos Felipe 4,054.51 86 Sánchez Sánchez Erasto 14,664.01 87 Parcela escolar 5,280.85 88 Flores Muñoz Tomasa

8,703.08 89 Sánchez Peña Esteban 5,692.40 90 Peña Zapata Tomás 10,378.92 a1-3 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Apellido Superficie Número parcela Nombre Paterno Materno m2

93 Rodríguez Salgado Paulina 5,187.82 95 Rosas Solano Jesús 11,558.79 96 Rosas Solano Tomás 4,161.75 97 Barrales Rodríguez Gonzálo 5,730.61 99 Valencia Pablo 15,270.89 100 Sánchez Peña Jesús 32,214.21 101 Sánchez Navarro Jesús 16,026.56 102 Navarro Quevedo

Jacinta 25,345.96 103 Leal Navarro Eduardo 11,607.66 238 Amaro Torres Eligio 25,717.64 247 Rodríguez Salgado Dolores 5,218.51 248 Rodríguez Salgado Guadalupe 7,637.67 249 Rodríguez Salgado Alejandro 4,139.48 Morgado Juárez Alejandro 6,000.00 Superficie parcelada (m2) 663,105.31 Los ejidatarios de este sistema de riego son productores, principalmente de caña de azúcar, con superficie promedio de riego pequeña (1.2 ha), por lo que su grado de inversión es limitada. Su actual sistema de conducción y distribución de riego está compuesto por regaderas en tierra y revestidas, y saben de la importancia del buen manejo del agua de riego, ya que ésta proviene de un pozo profundo y tienen altos costos por concepto de consumo de energía eléctrica. Por lo anterior, se requiere del entubamiento de la red y además de mejorar la aplicación del riego. 1.2 Caracterización del sitio El relieve es plano, con una pendiente promedio del 1 al 1.5 % en la dirección del riego y en la dirección de las regaderas actuales. Se recomienda la nivelación de los terrenos para regar más eficientemente. La superficie total considerada en este proyecto es de 66.31 ha. En el plano general se presenta la lotificación por cada usuario, además de la información topográfica, que incluye la planimétrica y altimétrica del terreno, así como la identificación de linderos, áreas de viveros, caminos, construcciones, asentamientos humanos, líneas de energía y la fuente de abastecimiento. Para la caracterización fisicoquímica del suelo con fines de riego, en dos parcelas del proyecto se obtuvieron dos muestras de suelo en cada una, a profundidades de 0 - 20 y de 20 - 40 centímetros. La proporción de arena, limo y arcilla se determinó con el método del hidrómetro de Bouyoucos, y la textura del suelo utilizando el triángulo de texturas de la lámina 3.1. En el cuadro a1.1.2 se presentan los resultados.

a1-4 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Cuadro a1.1.2 Proporción relativa de arena, limo y arcilla, y la textura correspondiente para las muestras de suelo del ejido El Jagüey y el Guaje, Calderón, Morelos Profundidad (cm) % arena % limo % arcilla Grupo de textura Parcela 1 0-20 38.6 34 27.4 Franco arcilloso 20-40 43.04 26.64 30.32 Franco arcilloso Parcela 2 0-20 43.04 20.64 36.32 Franco arcilloso 20-40 45.32 31.64 23.04 Franco Con base en la textura franco arcillosa y utilizando como referencia la información de los cuadros 3.2 y 3.3 se obtuvieron los parámetros de almacenamiento y retención de humedad, los resultados se indican en el cuadro a1.1.3. Cuadro a1.1.3 Parámetros de almacenamiento y retención de humedad para las muestras de suelo del ejido El Jagüey y el Guaje, Calderón, Morelos Característica física del suelo Franco-arcilloso Capacidad de campo (cm3/cm3) 0.34 Punto de marchitez permanente (cm3/cm3) 0.19 Humedad aprovechable (cm3/cm3) 0.15 Velocidad de infiltración básica (cm/h) 2 - 4 Lámina de riego (cm) a la profundidad de raíz de 1 m 15 Los parámetros químicos determinados a las muestras de suelo fueron: pH, conductividad eléctrica (CE), aniones y cationes. La relación de adsorción de sodio (RAS), y el

porcentaje de sodio intercambiable (PSI) se obtuvieron con las ecuaciones 3.1 y 3.2. En el cuadro a1.1.4 se presentan los resultados. Cuadro a1.1.4 Parámetro químicos obtenidos para las muestras de suelo del ejido El Jagüey y el Guaje, Calderón, Morelos Aniones Me/l Cationes Me/l Profundidad (cm) PH CE dS/m CO3

HCO3

Cl SO4

Na K Ca Mg RAS PSI Parcela 1 0-20 7.7 0.33 - 5.55 0.25 1.81 0.26 0.16 0.72 1.68 0.23 < 0 20-45 7.29 0.22 - 1.85 0.18 1.29 0.25 0.06 0.62 1.18 0.26 < 0 Parcela 2 0-18 7.8 1.08 -

3.76 0.18 0.65 0.31 0.41 3.72 4.58 0.15 < 0 18-35 7.8 0.27 - 3.76 0.25 1.16 0.20 0.12 0.72 1.68 0.18 < 0 a1-5 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas • Con base en el cuadro 3.1, el suelo es ligeramente alcalino, y con los valores de la CE y el PSI, se clasifica según la lámina 3.2 como un suelo sin problemas de sodio y sales. • No existen manto freático somero. • La fuente de abastecimiento de agua es el pozo profundo número 3 del ejido Calderón, en el municipio de Cuautla, Morelos. Las características del pozo se presentan en el cuadro a1.1.5. Cuadro a1.1.5 Características de la fuente de abastecimiento del pozo 3, del ejido Calderón del municipio de Cuautla, Morelos Concepto Dato Profundidad nivel estático (m) 24.7 Profundidad nivel dinámico (m) 50.4 Diámetro tubería descarga (pulgadas) 8 Gasto (l/s) 40.0 Eficiencia electromecánica (%) 47.7 El título de concesión del volumen de agua a disponer por los ejidatarios está en trámite. Al pozo se le realizó una evaluación electromecánica, y se obtuvo la curva carga–gasto y eficiencia electromecánica (lámina a1.1.1), información necesaria para determinar la carga y el gasto disponibles para la operación del sistema de riego, y en su caso, plantear la rehabilitación o mejoramiento del equipo de bombeo. Lámina a1.1.1 Curva gasto-carga y gasto eficiencia del equipo de bombeo del pozo 3 del ejido Calderón, municipio de Cuautla, Morelos 010203040506070252729313335373941GASTO (l/s)H operación (m)Gasto-eficienciaGasto-cargaEFICIENCIA (%) a1-6 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas

Para la calidad del agua de riego, se determinaron los siguientes parámetros: CE (dS/m), pH, aniones y cationes. En el cuadro a1.1.6 se presentan las características químicas del agua de riego de la fuente de abastecimiento. Cuadro a1.1.6 Parámetro químicos de agua de riego del pozo 3 del ejido Calderón, municipio de Cuautla, Morelos Aniones me/l Cationes me/l Muestra CO3

HCO3

Cl SO4

Na K Ca Mg CE (dS/m) pH RAS Pozo 3 - 4.46 0.15 1.16 0.96 0.10 1.14 3.06 0.424 6.7 0.66 Con base en la lámina 3.3, la calidad del agua de riego se clasifica como C2S1. Lo que significa que la salinidad y la alcalinidad son bajas, y que esta agua puede utilizarse para todos o casi todos los cultivos. Los cultivos principales (actuales y propuestos) con la tecnificación del riego son: caña de azúcar, maíz y frijol. Las características agronómicas y fisiológicas se especifican en el cálculo de los requerimientos de riego. La información climática se obtuvo de la estación meteorológica Cuautla. Los registros de datos de precipitación, temperatura mínima y máxima corresponden a un periodo de cuarenta años, 1951 a 1990. Esta estación no cuenta con sensores de radiación solar, humedad relativa y velocidad del viento, por lo que dichos registros se obtuvieron de datos climatológicos promedios para la misma zona (cuadro a1.1.7). Cuadro a1.1.7 Datos climatológicos de temperatura, humedad relativa, velocidad del viento, radiación solar y precipitación, para la estación meteorológica de Cuautla, Morelos Mes Humedad relativa promedio Velocidad viento promedio Radiación solar Promedio

Temperatura promedio (°C) Máxima Mínima (%) (km/día) (h/día) Precipitación (mm) Total Enero 29.1 11.4 51 173 6.1 7.7 Febrero 30.5 12.4 48 173 6.3 2.1 Marzo 32.6 14.7 50 173 6.5 4.9 Abril 34.0 16.6 52 173 7.3 12.6 Mayo 33.9 17.9 54 173 6.0 48.9 Junio 31.2 18.0 57 173 6.1 194.8 Julio 29.9 17.1 59

173 4.8 182.6 Agosto 30.2 17.0 56 173 5.2 148.7 Septiembre 29.5 16.7 54 173 4.2 168.6 Octubre 29.7 15.9 49 173 5.8 61.5 Noviembre 29.3 13.7 48 173 6.1 19.7 Diciembre 28.4 11.9 52 173 6.8 3.2 Promedio 30.7 53 173 5.9 71.3 15.3 Total 855 a1-7 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas De acuerdo con la clasificación climática propuesta por Köppen (1948) y modificada por García (1987), el clima es del tipo AwÖ (w)(i´) g: cálido subhúmedo con lluvias en verano y poca oscilación anual de las temperaturas medias mensuales. 1.3 Selección del sistema de riego Tomando como referencia la información básica y considerando la petición de los usuarios del presente proyecto, se seleccionó el sistema de riego de baja presión

(entubamiento de la red de conducción y de distribución), para aplicar el agua en la parcela con la tubería de compuertas de policloruro de vinilo. 1.4 Requerimientos de riego El requerimiento de riego del cultivo de caña de azúcar se calculó con el programa de cómputo CROPWAT4W para Windows, versión 4.3 de la FAO (1998). El programa aplica la fórmula de Penman-Monteith para determinar la evapotranspiración del cultivo de referencia (Eto). Los valores de coeficientes de cultivo Kc, se tomaron de la base de datos del programa CROPWAT4W para Windows, versión 4.3. Los valores de la precipitación efectiva (cuadro a1.1.8) se determinaron con el mismo programa, el cual utiliza el método del Servicio de Conservación de Suelos de los Estados Unidos (SCS-USDA). Cuadro a1.1.8 Evapotranspiración de referencia y precipitación efectiva Evapotranspiración de referencia (Eto) (mm) Mes día mes Precipitación efectiva (mm) Enero 4.0 123.3 7.6 Febrero 4.5 126.7 2.1 Marzo 5.1 158.1 4.9 Abril 5.7 169.9 12.3 Mayo 5.5 169.4 45.1 Junio 5.2 155.5 134.1 Julio 4.7 146.3 129.3 Agosto 4.8 148.6

113.3 Septiembre 4.4 133.3 123.1 Octubre 4.5 139.2 55.4 Noviembre 4.2 125.2 19.1 Diciembre 3.9 120.0 3.2 Promedio 4.7 143.0 54.1 Total 1716 650 El valor obtenido es de 1,716 mm anuales, presentándose los valores máximos en el mes de abril con 5.7 mm/día, y la evapotranspiración más baja en el mes de diciembre con 3.9 mm/día (cuadro a1.1.8). Los coeficientes de cultivo para la caña de azúcar se presentan en el cuadro a1.1.9. a1-8 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Cuadro a1.1.9 Coeficientes de cultivo Kc para la caña de azúcar Etapas Inicio Desarrollo Medio Tarde Total del ciclo Duración (días) 15 45 165 75 300 Coeficiente de cultivo (Kc) 0.40 0.40 a 1.25 1.25 0.75 El cuadro a1.1.10 muestra los requerimientos de riego para la caña de azúcar, considerando las fechas de siembra del 01 de enero y periodos de diez días.

Cuadro a1.1.10 Requerimientos de riego para el cultivo de caña, en periodos de diez días. Fecha de siembra 1 de enero. Ejido Calderón, Cuautla, Mor. Fecha Evapotranspiración de referencia (Eto) (mm/10 días) Kc Evapotranspiración real (Etr) (mm/10 días) Precipitación efectiva (mm) Requerimiento de riego (mm/10 días) 01 enero 40.95 0.4 16.38 0 16.38 11 enero 42.49 0.43 18.21 0 18.21 21 enero 44.05 0.6 26.38 0 26.38 31 enero 45.6 0.79 35.92 0 35.92 10 febrero 47.07 0.98 45.97 0 45.97 20 febrero 48.44 1.17 56.46 0 56.46 02 marzo 49.68 1.25 62.1 0

62.1 12 marzo 50.77 1.25 63.46 0 63.46 22 marzo 51.68 1.25 64.6 0 64.6 01 abril 52.41 1.25 65.51 0 65.51 11 abril 52.96 1.25 66.19 0 66.19 21 abril 53.31 1.25 66.64 1.8 64.84 01 mayo 53.49 1.25 66.86 7.79 59.07 11 mayo 53.49 1.25 66.86 17.34 49.53 21 mayo 53.32 1.25 66.65 26.65 40.01 31 mayo 53 1.25 66.26 34.64 31.61 10 junio

52.55 1.25 65.68 40.4 25.28 20 junio 51.97 1.25 64.96 43.73 21.23 30 junio 51.29 1.25 64.11 44.91 19.2 10 julio 50.52 1.25 63.15 44.47 18.67 20 julio 49.68 1.25 62.1 43.05 19.06 30 julio 48.8 1.25 61 41.19 19.81 09 agosto 47.89 1.24 59.39 39.33 20.06 19 agosto 46.97 1.18 55.43 37.66 17.78 29 agosto 46.06 1.11 51.28 36.15 15.13 8 septiembre 45.17 1.05

47.28 34.58 12.7 18 septiembre 44.32 0.98 43.44 32.55 10.89 28 septiembre 43.53 0.91 39.76 29.58 10.18 18 octubre 42.14 0.78 32.87 19.55 13.32 Total 1,456.4 1,601.16 600.65 1,000.51 a1-9 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas La profundidad de raíces del cultivo de caña de azúcar, tomando como referencia los cuadros 3.12 y 3.13, se define de 1.0 m, para la situación de máximo desarrollo vegetativo del cultivo. El suelo y el agua de riego de la zona del proyecto no presenta problemas de sales, por tanto, se espera no exista ninguna disminución en el rendimiento de la caña de azúcar por efecto de salinidad del suelo. La lámina de riego neta (Ln) se obtuvo con la ecuación (3.25), utilizando los parámetros de almacenamiento y de retención de humedad del suelo del cuadro 3.2, considerando que es el riego de germinación (f = 1.0) para una profundidad de mojado de 70 cm, y una humedad aprovechable de 0.15 (cm3/cm3). Ln = Pr (θcc - θpmp) Ln = 70 cm (0.15) Ln = 10.5 cm La lámina bruta (Lb) para una eficiencia de aplicación (Ea) del 70 % es igual a: Lb = Ln/Ea = 10.5 cm / 0.70 = 15 cm. El intervalo de riego crítico (IRc) se obtiene con la ecuación 3.28, con un requerimiento de riego diario (RRd) de 6.6 mm/día. En donde Ln para riego por gravedad es la lámina de riego fácilmente aprovechable (10.5 cm * 0.76 = 8.0 cm), para f = 0.76. Se obtiene un IRc

de 12.1 días. Con la eficiencia de aplicación del 70 %, y para aplicar una lámina de riego neta de 8.0 cm se requiere una lámina bruta de 11.4 cm en la parcela. Pero en la bomba del pozo con la eficiencia del 98 % se requiere una lámina bruta de 11.7 cm. Así, de esta manera el tiempo para regar una superficie de 1 ha aplicando una lámina bruta de 11.7 cm, considerando un gasto de 40 l/s a nivel del pozo, se requiere un tiempo de operación de 8.01 horas. 2. DISEÑO AGRONÓMICO

2.1 Capacidad del sistema En este caso particular la capacidad del sistema de riego ya está definida, y es de 40 l/s, la superficie que se riega con este gasto para el periodo de máxima demanda se obtiene despejando el área (AT) de la ecuación 4.1. Los datos son los siguientes: Qs = 40 l/s Ea = 70 %, Ec = 98 % Eg = 68.6 % RRd = 6.6 mm/día HPD = 22 horas k = 277.8 haAT336.6*8.27722*6.68*40== a1-10 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Se concluye que la superficie máxima que se puede regar para el periodo de máxima demanda es de 33 ha. Sin embargo, es difícil que se logre conjuntar en la práctica la fecha de siembra de toda la superficie en la primera semana del mes de enero. En todo caso se tendrá que limitar la superficie sembrada por usuario, además de implementar prácticas de mejoramiento de riego parcelario, como la nivelación de las parcelas. 2.2 Diseño agronómico El trazo y la dirección de riego ya está definido con el cultivo actual de la caña de azúcar; en el plano general se indica la dirección del riego. La selección del gasto unitario de riego, teóricamente debe realizarse para cada una de las parcelas, sin embargo, en la práctica del diseño del riego por gravedad, debido a que éste se recomienda para terrenos relativamente planos, se hace el cálculo únicamente para una parcela representativa del área del proyecto. En este caso seleccionamos la parcela número 102 del plano general, de dimensiones 100 x 253 m. En el cuadro 4.9 (diseño simplificado del riego por gravedad), para la textura franco arcillosa y una lámina de riego neta de 8 cm se obtiene un gasto óptimo de aplicación de 0.004 l/s/m2, para la longitud de 253 m, el gasto unitario es de 1.0 litro por segundo por metro de ancho. El gasto de riego modular, en este caso, se trata de un pozo profundo con un gasto de 40 l/s; por costumbre solamente riega un usuario a la vez. Se propuso al grupo de ejidatarios regar dos al mismo tiempo con un gasto de 20 l/s, con la finalidad de plantear una red de conducción y de distribución de menor diámetro y, en consecuencia, más económica. Esta propuesta no fue aceptada por los usuarios, con el argumento de que el cultivo es caña de azúcar y requiere de grandes gastos para tener tendidas grandes de riego. El ancho por tendida de riego se obtuvo con la ecuación 4.14. Se define el ancho de la puesta de riego considerando el gasto de riego modular de 40 l/s y el gasto unitario de 1.0 l/s/m, obteniendo un ancho de 40 m. Para una separación de surcos de 1.0 m, se tienen puestas de riego con cuarenta surcos (igual número de compuertas abiertas). El tiempo de riego obtenido del cuadro 4.9 por tendida es de 370.4 minutos = 6.17 horas = 6 horas 10 minutos. 3. DISEÑO HIDRÁULICO La ubicación y número de hidrantes se determinó utilizando el plano de curvas de nivel, se colocó un hidrante por parcela, localizado en el punto más alto de la misma. En total 55 hidrantes de 200 mm (8 pulgadas) de diámetro nominal. El trazo de la red contempla dos circuitos de tuberías en red cerrada, la razón de esto es que la distribución resultante del trazo se facilita para condicionar una red cerrada, logrando de esta manera reducir dentro de estos circuitos el diámetro de la tubería. El funcionamiento hidráulico dentro de estos circuitos significa que los hidrantes o tomas de riego que están dentro de éstos, pueden recibir el agua de riego desde dos puntos de la red de tubería, haciendo con esto que el gasto se divida en cada punto y, por lo tanto, las

pérdidas de energía por fricción sean menores. La longitud de tubería se incrementa en a1-11 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas una cantidad pequeña para poder cerrar el circuito; sin embargo, el diámetro se reduce. Esta propuesta se presentó en una reunión con los usuarios beneficiados, la cual fue aceptada por los mismos. Para determinar la presión requerida en el hidrante se utilizó la ecuación (5.22); el procedimiento es el siguiente: • Longitud de la puesta de riego Con la ecuación (5.31) se determina la longitud de la puesta de riego (Lc), con Qm = 40 l/s, Qu = 1 l/s/m; se obtiene Lc = 40 metros • Número de salidas por puesta de riego Con la ecuación (5.32) se obtiene el número de salidas (N), con Lc = 40 m, y la separación entre compuertas (dc) de 1.0 m; se obtiene N = 40. • Se propone un diámetro de tubería con compuertas de 8 pulgadas • Factor de salidas múltiples Para N de 40, se obtiene el factor de salidas múltiples (Fsm), mediante la ecuación 5.20. 358.0)66(*6852.066*21852.212=++=smF • Pérdida en tubería de salidas múltiples (hfsm) Se presenta el cálculo para la parcela 102. Con la ecuación (5.20) se obtiene la pérdida de carga en tubería de compuertas, calculado como tubería lisa o de conducción, para Lc

= 40 m, Q = 0.040 m3/s, C = 145, y D = 193 mm, se obtiene hf = 0.328 metros. Ahora con la ecuación (5.15), hfsm = 0.358 * 0.328 m = 0.117 metros. • Pérdida de carga por fricción del tramo de tubería de conducción La longitud total de la cabecera de la parcela es de 100 m, pero Lc = 40 m, entonces la longitud correspondiente a tubería lisa L2 = 100 m - 40 m = 60 metros. Para Q = 0.040 m3/s, C = 145, y D = 193 mm, L2 = 60 m., se obtiene una pérdida de carga por fricción de hf2 = 0.492 metros. Finalmente: • Presión requerida en el hidrante Sustituyendo valores en la ecuación (5.36) se obtiene: a1-12 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas 0)2/5.1(492.0)117.0(4310.02193.0*=−+++=eh * Situación cuando el desnivel es a favor. Como he ≤ D + 0.10, entonces he = 0.193 + 0.10 = 0.29 metros. De igual forma, se realiza el cálculo para la parcela 77. La longitud total de la cabecera de la parcela es de 127 m, pero Lc = 40 m, entonces la longitud correspondiente a tubería lisa L2 = 127 m - 40 m = 87 metros. Para Q = 0.040 m3/s, C = 145, y D = 193 mm, L2 = 87 m., se obtiene una pérdida de carga por fricción de hf2 = 0.714 metros Sustituyendo valores en la ecuación (5.36) se obtiene: 0.1071.0)117.0(4310.02193.0=−+++=eh metros. De manera estricta se debe calcular la presión requerida (he), mediante el procedimiento anterior, para cada uno de los hidrantes de cada parcela; sin embargo, con fines de diseño hidráulico se puede considerar una presión requerida en cada hidrante, para este proyecto, de 1.0 metros. 4. RED DE CONDUCCIÓN Y DISTRIBUCIÓN 4.1 Información básica

Del plano general del sitio del proyecto se tiene la ubicación de los hidrantes y el trazo de la red siguiendo los linderos de las parcelas. Se tiene un trazo mixto. Una red abierta y dos circuitos cerrados. La información topográfica muestra las curvas de nivel a cada 0.50 m, la lotificación, los puntos de entrega (hidrantes) y la ubicación de la fuente de abastecimiento, etc. La red que se presenta en el plano 1 tiene la numeración de los nodos, los tramos están definidos por los nodos inicial y final. La capacidad de conducción de cada tramo es de 40 l/s, en este caso es la misma para todos, puesto que se trata de un pozo profundo. 4.2 Diseño hidráulico de la red de conducción Por tratarse de una red mixta, se plantea resolver con el software EPANET, mencionado en el subcapítulo 6.2. En la lámina a1.4.1 se presenta el esquema y la numeración de nodos de la red para resolverse mediante el EPANET. Se plantea que el equipo de bombeo dispone en la descarga de una presión de al menos 4.0 m, se requiere una presión mínima en el hidrante de 1.0 m, se utiliza un coeficiente de a1-13 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Hazen Williams de 145, se propone una tubería clase 5 (5 kg/cm2) de diámetro interno para la red abierta de 193 mm, y para los dos circuitos de 154 mm. Los resultados se presentan en los cuadros a1.4.1, a1.4.2 y a1.4.3. Cuadro a1.4.1 Características hidráulicas de los tramos de la red de tubería, para un gasto de 40 litros por segundo, con una cota piezométrica inicial de 1247 m.s.n.m., para el caso de operar el nodo 26. Cota del terreno (msnm) Tramo Longitud (m) Inicial Final Diámetro (mm) Gasto (l/s) Velocidad (m/s) hf (m) Línea piezométrica final 0-0 6 1242.96 1243.14 192.70 40.00 1.4 0.05 1246.95 0-1 132 1242.96 1243.14 192.70 0.00 0.00 0

1246.95 1-2 204 1243.14 1242.84 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 1-3 62 1243.14 1241.85 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 0-4 76 1242.96 1242.67 192.70 40.00 1.40 0.63 1246.32 4-5 180 12.42.67 1240.00 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 5-6 210 1239.80 1238.14 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 6-7 81 1238.14 1238.69 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 6-8 30 1238.14 1237.54 192.70 0.00 0.00

0 1246.95 5-9 220 1239.80 1236.95 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 9-10 187 1236.95 1235.00 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 10-11 281 1235.00 1231.50 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 11-12 188 1231.50 1233.80 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 12-13 120 1233.80 1235.14 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 13-14 102 1235.14 1234.00 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 13-9 105 1235.14 1236.95 154.30 0.00

0.00 0 1246.95 11-15 30 1231.50 1231.84 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 4-16 396 1242.67 1242.50 192.70 40.00 1.40 1.4 1243.03 16-17 73 1242.50 1241.50 192.70 0.00 0.00 0 1243.03 16-18 357 1242.50 1236.50 192.70 40.00 1.40 2.97 1240.06 18-19 186 1236.50 1233.71 192.70 0.00 0.00 0 1240.06 19-20 306 1233.71 1231.50 192.70 0.00 0.00 0 1240.06 19-21 168 1233.71 1232.00 192.70

0.00 0.00 0 1240.06 18-22 340 1236.50 1233.60 192.70 40.00 1.40 2.83 1237.24 22-23 166 1233.60 1231.50 192.70 31.26 1.07 0.87 1236.36 23-24 228 1231.50 1229.70 154.30 8.74 0.47 0.34 1236.7 24-25 168 1229.70 1231.30 154.30 8.74 0.47 0.24 1236.94 25-22 200 1231.30 1233.60 154.30 8.74 0.47 0.29 1237.24 23-26 160 1231.50 1229.00 192.70 40.00 1.40 1.33 1235.03 a1-14 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Lámina a1.4.1 Esquema de la red de conducción de la unidad de riego El Jagüey y el Guaje del ejido Calderón, municipio de Cuautla, Morelos

Cuadro a1.4.2 Características hidráulicas de los tramos de la red de tubería, con una línea piezométrica inicial de 1247 msnm., para el caso de operar el nodo 15. Cota del terreno (msnm) Tramo Longitud (m) Inicial Final Diámetro (mm) Gasto (l/s) Velocidad (m/s) hf (m) Línea piezométrica final 0-0 6 1242.96 1243.14 192.70 40.00 1.4 0.05 1246.95 0-1 132 1242.96 1243.14 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 1-2 204 1243.14 1242.84 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 1-3 62 1243.14 1241.85 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 0-4 76 1242.96 1242.67 192.70 40.00 1.40

0.63 1246.32 4-5 180 12.42.67 1240.00 192.70 40.00 1.40 1.5 1244.82 5-6 210 1239.80 1238.14 192.70 0.00 0.00 0 1244.82 6-7 81 1238.14 1238.69 192.70 0.00 0.00 0 1244.82 6-8 30 1238.14 1237.54 192.70 0.00 0.00 0 1244.82 5-9 220 1239.80 1236.95 192.70 40.00 1.40 1.83 1242.99 9-10 187 1236.95 1235.00 154.30 19.33 1.03 1.19 1241.8 10-11 281 1235.00 1231.50 154.30 19.33

1.03 1.79 1240 11-12 188 1231.50 1233.80 154.30 20.67 1.10 1.37 1240 12-13 120 1233.80 1235.14 154.30 20.67 1.10 0.87 1241.37 13-14 102 1235.14 1234.00 192.70 0.00 0.00 0 1242.24 13-9 105 1235.14 1236.95 154.30 20.67 1.10 0.75 1242.24 11-15 30 1231.50 1231.84 192.70 40.00 1.40 0.25 1239.75 4-16 396 1242.67 1242.50 192.70 0.00 0.00 0 1246.32 16-17 73 1242.50 1241.50 192.70

0.00 0.00 0 1246.32 a1-15 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Cota del terreno (msnm) Tramo Longitud (m) Inicial Final Diámetro (mm) Gasto (l/s) Velocidad (m/s) hf (m) Línea piezométrica final 16-18 357 1242.50 1236.50 192.70 40.00 0.00 0 1246.32 18-19 186 1236.50 1233.71 192.70 0.00 0.00 0 1246.32 19-20 306 1233.71 1231.50 192.70 0.00 0.00 0 1246.32 19-21 168 1233.71 1232.00 192.70 0.00 0.00 0 1246.32 18-22 340 1236.50 1233.60

192.70 40.00 0.00 0 1246.32 22-23 166 1233.60 1231.50 192.70 31.26 0.00 0 1246.32 23-24 228 1231.50 1229.70 154.30 8.74 0.00 0 1246.32 24-25 168 1229.70 1231.30 154.30 8.74 0.00 0 1246.32 25-22 200 1231.30 1233.60 154.30 8.74 0.00 0 1246.32 23-26 160 1231.50 1229.00 192.70 40.00 0.00 0 1246.32 Cuadro a1.4.3 Características hidráulicas de los tramos de la red de tubería, con una cota piezométrica inicial de 1247 msnm., para el caso de operar el nodo 2. Cota del terreno (msnm) Tramo Longitud (m) Inicial Final Diámetro (mm) Gasto

(l/s) Velocidad (m/s) hf (m) Línea piezométrica final 0-0 6 1242.96 1243.14 192.70 40.00 1.4 0.05 1246.95 0-1 132 1242.96 1243.14 192.70 40.00 1.40 1.1 1245.85 1-2 204 1243.14 1242.84 192.70 40.00 1.40 1.69 1244.16 1-3 62 1243.14 1241.85 192.70 0.00 0.00 0 1245.85 0-4 76 1242.96 1242.67 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 4-5 180 12.42.67 1240.00 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 5-6 210

1239.80 1238.14 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 6-7 81 1238.14 1238.69 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 6-8 30 1238.14 1237.54 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 5-9 220 1239.80 1236.95 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 9-10 187 1236.95 1235.00 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 10-11 281 1235.00 1231.50 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 11-12 188 1231.50 1233.80 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 12-13

120 1233.80 1235.14 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 13-14 102 1235.14 1234.00 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 13-9 105 1235.14 1236.95 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 11-15 30 1231.50 1231.84 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 4-16 396 1242.67 1242.50 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 16-17 73 1242.50 1241.50 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 16-18 357 1242.50 1236.50 192.70 0.00 0.00 0 1246.95

18-19 186 1236.50 1233.71 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 19-20 306 1233.71 1231.50 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 19-21 168 1233.71 1232.00 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 18-22 340 1236.50 1233.60 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 22-23 166 1233.60 1231.50 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 23-24 228 1231.50 1229.70 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 a1-16 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Cota del terreno (msnm) Tramo Longitud (m) Inicial Final

Diámetro (mm) Gasto (l/s) Velocidad (m/s) hf (m) Línea piezométrica final 24-25 168 1229.70 1231.30 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 25-22 200 1231.30 1233.60 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 23-26 160 1231.50 1229.00 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 Se definió la línea crítica, obteniéndose que el nodo (hidrante) 2 es la que presenta la situación más desfavorable para el diseño hidráulico de la red. En el cuadro a1.4.4 se presentan los valores de pérdida de carga por tramo desde la fuente de abastecimiento hasta el nodo 2. Cuadro a1.4.4 Ruta de conducción crítica y pérdidas de carga por, tubería de diámetro interno de 193 mm y un coeficiente de Hazen Williams de 145 Tramo Longitud (m) Gasto (l/s) Velocidad (m/s) Pérdida de carga, hf

(m) Línea piezométrica final (msnm) 0-0 6 40 1.4

0.05 1246.95 0-1 132 40 1.4 1.1 1245.85 1-2 204 40 1.4 1.69 1244.16 2.84 Para obtener la carga total se considera el turno de operación más desfavorable; en este caso corresponde al hidrante número 2, ya que la cota topográfica para este punto es la misma que la del pozo. Cuadro a1.4.5 Resumen de las pérdidas de carga en la red de conducción y de distribución del sistema de riego y presión requerida en el pozo Concepto de pérdida de carga (m) Carga de operación en el último hidrante 1.00 Pérdida de carga por fricción en la tubería de conducción y distribución 2.84 Pérdida de carga localizada (0.10 hf) 0.28 Altura de la descarga del pozo (a favor) 1.0 Desnivel topográfico (a favor) 0 Presión necesaria en el equipo de bombeo para la operación del sistema 3.12 Como puede observarse en el cuadro a1.4.5, se requiere una presión o carga hidráulica de operación en el equipo de bombeo de 3.12 m. De la curva carga gasto por pozo se puede apreciar que el gasto correspondiente para una carga de 3.0 m es de 38 litros por segundo. 4.3 Material y dispositivos especiales Tubería de 8 pulgadas: 3, 485 m Tubería de 6 pulgadas: 1, 477 m a1-17 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas En el cuadro a1.4.6 se presenta la relación de material y piezas especiales requeridas para el sistema de riego. Cuadro a1.4.6 Dispositivos y piezas de seguridad del sistema de riego de la unidad de riego del ejido Calderón, municipio de Cuautla, Morelos Dispositivo Cantidad Lugar de ubicación Función Válvula de alivio de presión 11/2”.

Válvulas de seccionamiento de (mariposa) de 8" en fofo. Válvulas de alivio de presión en la conducción de 2”. Válvulas de admisión y expulsión de aire de 2” Medidores de caudal con totalizador, en 8 pulgadas Manómetro Válvulas hidrante de 8” Codo de arranque de 8” Tubería de compuertas en juegos de 200 m Válvula check de 8 pulgadas, de no retorno 1 2 3 15 1 1 55 2 2 1 Salida del pozo En la red En tramos finales de la red Puntos intermedios y finales de la red En salida del pozo En salida del pozo Tomas parcelarias Tomas parcelarias Tomas parcelarias Salida del pozo Alivio de presión En caso de mantenimiento, pueda funcionar otra parte de la red Alivio de presión en caso de sobrepresión en la red Auxilio en el llenado de la red Medidores de caudal con totalizador Monitoreo de la presión Entrega del volumen de agua Conector con tubería de compuertas Conducción superficial del agua en la cabecera de la parcela Para evitar el retorno del agua al pozo Estos dispositivos son indispensables para una adecuada operación del sistema de riego. 5. DISEÑO ELECTROMECÁNICO El equipo de bombeo está integrado por un pozo en operación. Con base en la muy baja eficiencia electromecánica obtenida del 24 al 30 % para el equipo de bombeo, producto de las mediciones de campo descritas en la sección 1.2, lámina 1.1, se revisó la información electromecánica de la unidad de bombeo que abastece a la red de conducción, obteniéndose que es necesario la corrección del factor de potencia de la bomba de 60 H.P. Se propone el suministro e instalación de un capacitor (trifásico, 440 volts, 10 kvar), incluye material, equipo y todo lo necesario para su correcta instalación. En el cuadro a1.5.1 se presenta la lista del material electromecánico. a1-18 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Cuadro a1.5.1 Catálogo de material y presupuesto para corregir el facto de potencia de la bomba del pozo de riego del ejido de Calderón, municipio de Cuautla, Morelos Material

Cantidad Unidad Capacitor de 10 kvar a 440v 1 Pieza Interruptor de seguridad 3 x 100 ampers 600 volts 1 Pieza Tubo conduit 1½” φ pared gruesa 4 Pieza 1 ½” φ contras-monitor 4 Pieza Codos conduit 1½” φ pared gruesa 4 Pieza Cable calibre # 2 30 Metros Cinta aislante para 600v 2 Pieza 6. DISEÑO DE LA OBRA CIVIL El volumen de excavación y relleno se determinó con base en la longitud de cada tramo, el diámetro de la tubería y la profundidad mínima a que debe quedar enterrada la tubería (90 cm) dentro de la zanja. Se calcularon las dimensiones de las zanjas de acuerdo con las especificaciones de instalación de las tuberías. En el cuadro a1.6.1 se presenta el volumen de excavación y de relleno para la instalación de la tubería. Cuadro a1.6.1 Volúmenes de excavación y de relleno para la instalación de la tubería de PVC, en diámetro de 8 y 6 pulgadas Volumen de relleno (m3) Diámetro (mm) Longitud (m) Excavación (m3) Plantilla Apizonado Volteo 193 3485 1877.9 171.8 315.5 1288.6 154 1477 706.8 67.1 109.3

502.9 2584.7 238.9 424.8 1791.5 El volumen de concreto para los atraques se presentan en el cuadro a1.6.2, el cual se determinó con el cuadro 8.14. Se consideró para tubería de clase 5, con una capacidad de resistencia que opone el terreno de 0.4 kg/cm2. Se utilizó una altura (ℓ) del atraque de 1.5 veces el diámetro exterior del tubo. Cuadro a1.6.2 Volumen de atraques en tees, codos y tapones finales Pieza Dimensiones (cm) Volumen m3

Cantidad Tipo Diámetro (pulgadas) ℓ h B Unitario Total 6 Codo de 45º 6 22.5 30 60 0.0405 0.243 5 Codo de 90º 6 22.5 41 81 0.074 0.373 2 Tees 6 22.5 34 68 0.052 0.104 10 Tapón final 8 30 43 86 0.110 1.109 6

Codo de 22º 30" 8 30 27 53 0.043 0.258 10 Codo de 90º 8 30 51 102 0.156 1.560 11 Tees 8 30 43 50 0.064 0.709 Total m3

4.356 a1-19 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas 7. PLANOS DEL PROYECTO Lámina a1.7.1 croquis de localización Lámina a1.7.2 Plano general de la zona de riego a1-20 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Lámina a1.7.3 Detalle de la sección de riego A a1-21 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Lámina a1.7.4 Detalle de la sección de riego B a1-22 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Cuadro a1.7.1 Simbología Tubería 200 mm Tubería 160 mm Válvula de aire Válvula de alivio de presión Hidrante Válvula de seccionamiento Dirección del riego Curva de nivel (a cada 0.5 m) Cuadro a1.7.2 Tramos de la lámina a1.4.1 y su nodos correspondientes en los planos de las láminas a1.7.3 y a1.7.4 Tramo Nodos Longitud (m) Tramo Nodos

Longitud (m) 0-0 0,62,63 6 13-9 86,85 105 0-1 63,,65,66 132 11-15 92,93 30 1-2 66,68,69,70,72 204 4-16 59,58,57,55,54,53,52,51,49,48,46 396 1-3 66,67 62 16-17 46,47 73 0-4 63,59 76 16-18 46,45,44,43,7,8 357 4-5 59,73,74,75 180 18-19 8,4 186 5-6 75,76,77,78 210 19-20 4,3,2,1 306 6-7 78,80 81 19-21 4,5,6,42 168 6-8 78,79 30 18-22 8,9,10,11,12,13,14,15,16,17 340 5-9 75,83,84,85 220 22-23 17,19,21,24,25 166

9-10 85,102,101,109 187 23-24 25,30,31,32,33,34 228 10-11 98,98,97,96,95,94,92 281 24-25 35,36,37 168 11-12 92,100,91,90 188 25-22 37,38,39,40,41,82,18,17 200 12-13 90,86 120 23-26 25,26,27,28,29 160 13-14 86,87,88,89 102 a1-23 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas 8. CATÁLOGO DE CONCEPTOS Y COSTOS En el cuadro a1.8.1 se muestra el catálogo de conceptos y costos del proyecto de la red de tubería y de la planta de bombeo, respectivamente. La inversión se ha estimado a partir de precios de agosto de 2002, de los proveedores más importantes del mercado a nivel nacional, los cuales, en general, se pueden ajustar a la baja, en función del monto global. Cuadro a1.8.1 Catálogo de conceptos y presupuesto de la red de conducción y de distribución del sistema de riego de baja presión con tubería de compuertas de la unidad de riego El Jagüey y el Guaje, ejido Calderón, Municipio de Cuautla, Morelos C o n c e p t o Unidad Cantidad Precio Unitario ($) Importe ($) Excavación, relleno y atraques 1. Excavación en cualquier material excepto roca, para alojar la tubería de PVC. m3

2584.7 24.00 62,032.8 2. Relleno para compactar plantilla y apizonado con material, excepto roca, proveniente de excavaciones previas, para cubrir completamente el tubo. m3

663.67 15.00 9955.05 3. Relleno total de la zanja a volteo con material, excepto roca, proveniente de excavaciones previas para cubrir completamente el tubo. m3

1791.5 8.00

14332.0 4. Fabricación y colocación de concreto simple de fć=100 kg/cm2para los atraques. m3

4.356 1636.00 7,126.40 Tubería 5. Suministro de tubería de PVC hidráulica sistema métrico con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5), incluye anillo de empaque, en diámetro nominal en mm, de: 5.1 200 (8 pulgadas) 3,485 163.38 569,379.3 5.2 160 (6 pulgadas) m 1,477 103.84 153,371.7 6. Suministro de tubería de PVC con compuertas @ 0.80 m, sistema métrico en clase 3.5, en diámetro nominal de 200 mm, de 6.18 m, dos juegos de 200 m. m 400.00 129.78 51,912.00 Piezas y accesorios 7. Tee de PVC para crucero, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5): 7.1 200 x 200 mm Pieza 8 871.64 6,973.12 7.2 200 x 160 mm Pieza 3 871.64 2,614.92 7.3 160 x 200 mm Pieza 2 871.64 1,743.28 8. Codo de PVC, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5) 8.1 22° 30´ de 200 mm Pieza 6 584.71 3,508.26 8.2 90° 00´ de 200 mm Pieza 10 584.71 5,847.10 8.3 90° 00´ de 160 mm Pieza 5 428.61 2,143.05 8.4 45° 00´ de 160 mm Pieza 6 428.61 2,571.66 9. Reducción de PVC, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5) de 200 mm a 160 mm Pieza 1 584.71 584.71 10. Tee con elevador de 1m y adaptador macho de PVC para válvula de aire, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5): 10.1 200 mm x 38 mm

Pieza 13 1,006.80 13,088.40 10.2 160 mm x 38 mm Pieza 2 580.72 1,161.44 11. Tee con elevador de 1m y adaptador macho de PVC para válvuladealivioenseriemétricaconunapresióndetrabajode5 Pieza 4 1,006.80 4,027.20 a1-24 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas C o n c e p t o Unidad Cantidad Precio Unitario ($) Importe ($) válvula de alivio, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5) de 200 x 38 mm 12. Válvula de admisión y expulsión de aire y de rompe vacío de 38 mm, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2

Pieza 15 231.30 3,469.50 13. Válvula de alivio de presión de 38 mm, con rango de operación de 2 a 5 kg/cm2

Pieza 4 670.15 2,680.60 Piezas de PVC para hidrantes, hidrantes y codos de arranque 14. Tee hidrante con elevador de 1 metro con adaptador macho, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2

(clase 5): 14.1 200 mm x 200 mm (8" x 8") Pieza 34 1,047.23 35,605.82 14.2 160 mm x 200 mm (6" x 8") Pieza 21 1,047.23 21,991.83 15. Válvula hidrante de aluminio, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5) de 200 mm x 200 mm (8" x 8") Pieza 55 571.15 31,413.25 16. Codo de arranque, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5) de 8¨x 8¨ (200 mm x 200 mm) Pieza 2 1,332.70 2,665.40 17. Tapón campana, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5), de 200 mm. Pieza 10 850.00 8,500.00 Piezas especiales 18. Medidor de propela, en 200 mm (8 ") con totalizador volumétrico integrado Pieza 1 15,340.00 15,340.00 19. Válvula mariposa, de Fofo, de 200 mm (8") de diámetro en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5)

Pieza 2 2,961.50 5,923.00 20. Brida o extremidad de PVC de 200 mm (8") de diámetro, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2(clase 5) para válvula de mariposa juego 2 556.40 1,112.80 21 Registro con tapa para alojar la válvula de mariposa Pieza 2 1,000.00 2,000.00 22. Válvula check de 200 mm (8") , en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5), para evitar el retorno del agua al pozo Pieza 1 3,000.00 3,000.00 23. Manómetro de 4.2 kg/cm2 (60 PSI) de glicerina Pieza 1 338.30 338.30 Total ($) 1´046,412.9 A partir de la cantidad de tubería, piezas especiales, volúmenes de excavación y relleno de la red de conducción y de distribución del sistema de riego, se presenta en el cuadro a1.8.2 el resumen del costo total. Cuadro a1.8.2 Resumen del costo del sistema de baja presión con tubería de compuertas para el Ejido de Calderón, municipio de Cuautla, Morelos Concepto Importe ($) Tubería de PVC principal y secundaria 722,751.00 Tubería con compuertas 51,912.00 Piezas, válvulas y accesorios 178,303.66 Excavación y atraques 93,246.25 Instalación y puesta en marcha del sistema de baja presión con compuertas 52320.65 Suministro e instalación de un capacitor para corregir factor de potencia 12,212.46 Total ($) 1´110,946.00 Costo unitario ($/ha) 16,753.82 a1-25 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas a1-26

Anexo 1 EJEMPLO DE RIEGO DE BAJA PRESIÓN CON TUBERÍA DE COMPUERTAS Juan Manuel Angeles Hernández Resumen ejecutivo En el ejido Calderón, municipio de Cuautla Morelos, se tiene la unidad de riego El Jagüey y el Guaje, con una superficie de riego de 66.31 ha, de 55 ejidatarios. Se abastece con un equipo de bombeo para extraer un gasto de 40 l/s de un pozo profundo. El cultivo principal es caña de azúcar y en algunas ocasiones se siembran pequeñas superficies de maíz y frijol. Actualmente la red de conducción y de distribución está compuesta de canales revestidos con canaleta y canales en tierra, teniendo bastantes pérdidas de agua por filtración. El gasto hidráulico resulta insuficiente para cubrir las necesidades de riego del cultivo de caña de azúcar en la superficie de riego dominada, razón por la cual se propone en este proyecto la tecnificación de la red de conducción y de distribución y la mejora de la aplicación del riego en parcela, mediante el entubado de la red con un sistema de baja presión, y aplicar el riego con tubería de compuertas. Las válvulas de riego (hidrantes) se ubicaron en la parte alta de cada parcela, y para el trazado de la red resultó una red del tipo mixto; esto es, una parte como red abierta y dos circuitos cerrados con la finalidad de reducir diámetros de tubería. Diámetro de 8 pulgadas en general para la red abierta con una longitud de tubería de 3,485 m, y un diámetro de 6 pulgadas para los dos circuitos cerrados en una longitud de 1, 477 m. Para la aplicación del riego se consideraron dos juegos de tubería con compuertas de 200 m, en diámetro de 8 pulgadas, 55 hidrantes y dos codos de arranque. Para la seguridad y para facilitar la operación del sistema se consideraron cuatro válvulas de alivio de presión, dos válvulas de control de 8 pulgadas, 15 válvulas de admisión y expulsión de aire, un medidor de gasto, un manómetro y una válvula de no retorno (check). El costo total del sistema de riego asciende a la cantidad de $ 1´110,946.00 con un costo por hectárea de $ 16,753.82. Se utilizaron los precios de lista del mercado nacional, actualizados al mes de agosto de 2002. Durante la operación del sistema de riego se tendrá un solo hidrante abierto a la vez. Todo el gasto del pozo hacia el riego de una sola parcela (usuario). El tiempo de riego para aplicar una lámina bruta de 11.7 cm en una superficie de 1 ha, con el gasto de 40 l/s es de 8 h. La presión de operación indicada en el manómetro instalado a la descarga del pozo debe ser de 0.5 kilogramos por centímetro cuadrado. a1-1 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas INTRODUCCIÓN La unidad de riego El Jagüey y el Guaje, del ejido Calderón, en el municipio de Cuautla Morelos, cuenta con una superficie de riego de 66.31 ha, perteneciente a 55 ejidatarios. Esta unidad de riego se abastece con un equipo de bombeo para extraer el agua del pozo profundo número 3. El cultivo principal es caña de azúcar, y en algunas ocasiones maíz y frijol. Actualmente la red de conducción y de distribución está compuesta de canales revestidos con canaleta y canales en tierra. El gasto hidráulico es de 40 l/s, el cual cada vez resulta más insuficiente para cubrir las necesidades de riego del cultivo de caña de azúcar en la superficie de riego dominada, razón por la cual se propone en este proyecto la tecnificación de la red de conducción y de distribución y la mejora de la aplicación del riego en parcela, mediante el entubado de la red con un sistema de baja presión y aplicar

el riego con tubería de compuertas. El principal beneficio será disminuir las pérdidas de agua que existen actualmente en la red de conducción y de distribución, para reducir el tiempo de riego por parcela y de esta manera bajar el costo de riego por parcela por concepto de consumo de energía eléctrica; mediante el ahorro de agua, ponerla a disposición de otros cultivos incrementando la superficie susceptible de riego, o bien, conservar el recurso agua. 1 INFORMACIÓN BÁSICA 1.1 Compilación de datos preliminares El objetivo de este proyecto de riego es incrementar la productividad del área bajo riego con base en la tecnificación del riego parcelario, que permita mejorar la eficiencia en el uso del agua, reducir los costos de energía e incrementar los rendimientos e ingresos de los productores. La fuente de financiamiento es tripartita: recursos federales 50 %, recursos estatales 20 %, y recursos de los productores 30 por ciento. Localización geográfica y política. El proyecto de la zona de riego se localiza geográficamente dentro de la cuenca hidrológica del río Amacuzac, entre los paralelos 18° 20' y 19º 07' de latitud norte y entre 98° 38' y 99º 31' de longitud al oeste del meridiano de Greenwich. La altura aproximada es de 1,400 metros sobre el nivel del mar. La superficie del proyecto se ubica en el ejido Calderón, municipio de Cuautla, Morelos. El croquis de localización se presenta en el plano general. Tenencia de la tierra. La superficie de riego beneficiada corresponde al tipo ejidal, integrada por 55 ejidatarios con una superficie promedio de 1.2 ha por usuario. En el cuadro a1.1.1 se presenta la relación de ejidatarios. a1-2 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Cuadro a1.1.1 Relación de ejidatarios del sistema de riego El Jagüey y el Guaje, del ejido Calderón, municipio de Cuautla, Morelos Apellido Superficie Número parcela Nombre Paterno Materno m2

29 Juárez Flores Juan Baldomero 9,454.08 30 Ayala Valencia Juan Antonio 10,312.97 31 Ayala Valencia Oscar 10,376.80 39 Sánchez Franco José Rodolfo

34,287.51 41 Aranda García María Teresa 5,317.64 43 Delgadillo Velázquez Mauro 15,306.02 44 Sánchez Ruiz Rogelio 20,928.99 45 Juárez Flores Ángel 6,469.39 46 Juárez Flores Adelaido 7,505.69 47 Quintero Aguilar Alfonso 5,649.11 48 Madel Acosta Angelina 11,006.93 49 Pineda Quintero Leonel 13,440.27 50 Juárez Flores David 6,296.66 51 Salmeron Ureña Victoria 13,117.57 52 Quintero Aguilar Alfonso 7,064.91

53 Bahena Margarita 19,382.08 54 Torres Marván David 16,366.07 55 Sánchez Ruíz Armando 7,369.73 56 Cerezo Balero Trinidad 7,976.21 57 Salgado Carreño Alejandro 8,168.14 58 Contreras Vivar Isidra 15,432.10 59 Sánchez Peña Leopoldo 23,983.37 67 Juárez Ureña Filiberta 24,801.87 68 Juárez Flores Adelaido 15,522.01 73 Román Sánchez Paulino 8,860.08 75 Delgadillo Velázquez Mauro 8,621.84 76 Saldaña

Socorro 7,483.75 77 Valencia Amaro Alicia 19,303.38 78 Quintero Sánchez Marcelina 8,508.44 79 Sánchez Ruíz Enrique 13,288.07 80 Sánchez Reyes Jorge 6,118.18 81 Flores Muñoz Tomasa 10,901.27 82 Parcela escolar 17,408.09 83 Alcocer Vázquez María Guadalupe 10,817.72 84 Martínez Franco Guadalupe 11,667.05 85 Ríos Felipe 4,054.51 86 Sánchez Sánchez Erasto 14,664.01 87 Parcela escolar 5,280.85 88 Flores Muñoz Tomasa

8,703.08 89 Sánchez Peña Esteban 5,692.40 90 Peña Zapata Tomás 10,378.92 a1-3 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Apellido Superficie Número parcela Nombre Paterno Materno m2

93 Rodríguez Salgado Paulina 5,187.82 95 Rosas Solano Jesús 11,558.79 96 Rosas Solano Tomás 4,161.75 97 Barrales Rodríguez Gonzálo 5,730.61 99 Valencia Pablo 15,270.89 100 Sánchez Peña Jesús 32,214.21 101 Sánchez Navarro Jesús 16,026.56 102 Navarro Quevedo

Jacinta 25,345.96 103 Leal Navarro Eduardo 11,607.66 238 Amaro Torres Eligio 25,717.64 247 Rodríguez Salgado Dolores 5,218.51 248 Rodríguez Salgado Guadalupe 7,637.67 249 Rodríguez Salgado Alejandro 4,139.48 Morgado Juárez Alejandro 6,000.00 Superficie parcelada (m2) 663,105.31 Los ejidatarios de este sistema de riego son productores, principalmente de caña de azúcar, con superficie promedio de riego pequeña (1.2 ha), por lo que su grado de inversión es limitada. Su actual sistema de conducción y distribución de riego está compuesto por regaderas en tierra y revestidas, y saben de la importancia del buen manejo del agua de riego, ya que ésta proviene de un pozo profundo y tienen altos costos por concepto de consumo de energía eléctrica. Por lo anterior, se requiere del entubamiento de la red y además de mejorar la aplicación del riego. 1.2 Caracterización del sitio El relieve es plano, con una pendiente promedio del 1 al 1.5 % en la dirección del riego y en la dirección de las regaderas actuales. Se recomienda la nivelación de los terrenos para regar más eficientemente. La superficie total considerada en este proyecto es de 66.31 ha. En el plano general se presenta la lotificación por cada usuario, además de la información topográfica, que incluye la planimétrica y altimétrica del terreno, así como la identificación de linderos, áreas de viveros, caminos, construcciones, asentamientos humanos, líneas de energía y la fuente de abastecimiento. Para la caracterización fisicoquímica del suelo con fines de riego, en dos parcelas del proyecto se obtuvieron dos muestras de suelo en cada una, a profundidades de 0 - 20 y de 20 - 40 centímetros. La proporción de arena, limo y arcilla se determinó con el método del hidrómetro de Bouyoucos, y la textura del suelo utilizando el triángulo de texturas de la lámina 3.1. En el cuadro a1.1.2 se presentan los resultados.

a1-4 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Cuadro a1.1.2 Proporción relativa de arena, limo y arcilla, y la textura correspondiente para las muestras de suelo del ejido El Jagüey y el Guaje, Calderón, Morelos Profundidad (cm) % arena % limo % arcilla Grupo de textura Parcela 1 0-20 38.6 34 27.4 Franco arcilloso 20-40 43.04 26.64 30.32 Franco arcilloso Parcela 2 0-20 43.04 20.64 36.32 Franco arcilloso 20-40 45.32 31.64 23.04 Franco Con base en la textura franco arcillosa y utilizando como referencia la información de los cuadros 3.2 y 3.3 se obtuvieron los parámetros de almacenamiento y retención de humedad, los resultados se indican en el cuadro a1.1.3. Cuadro a1.1.3 Parámetros de almacenamiento y retención de humedad para las muestras de suelo del ejido El Jagüey y el Guaje, Calderón, Morelos Característica física del suelo Franco-arcilloso Capacidad de campo (cm3/cm3) 0.34 Punto de marchitez permanente (cm3/cm3) 0.19 Humedad aprovechable (cm3/cm3) 0.15 Velocidad de infiltración básica (cm/h) 2 - 4 Lámina de riego (cm) a la profundidad de raíz de 1 m 15 Los parámetros químicos determinados a las muestras de suelo fueron: pH, conductividad eléctrica (CE), aniones y cationes. La relación de adsorción de sodio (RAS), y el

porcentaje de sodio intercambiable (PSI) se obtuvieron con las ecuaciones 3.1 y 3.2. En el cuadro a1.1.4 se presentan los resultados. Cuadro a1.1.4 Parámetro químicos obtenidos para las muestras de suelo del ejido El Jagüey y el Guaje, Calderón, Morelos Aniones Me/l Cationes Me/l Profundidad (cm) PH CE dS/m CO3

HCO3

Cl SO4

Na K Ca Mg RAS PSI Parcela 1 0-20 7.7 0.33 - 5.55 0.25 1.81 0.26 0.16 0.72 1.68 0.23 < 0 20-45 7.29 0.22 - 1.85 0.18 1.29 0.25 0.06 0.62 1.18 0.26 < 0 Parcela 2 0-18 7.8 1.08 -

3.76 0.18 0.65 0.31 0.41 3.72 4.58 0.15 < 0 18-35 7.8 0.27 - 3.76 0.25 1.16 0.20 0.12 0.72 1.68 0.18 < 0 a1-5 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas • Con base en el cuadro 3.1, el suelo es ligeramente alcalino, y con los valores de la CE y el PSI, se clasifica según la lámina 3.2 como un suelo sin problemas de sodio y sales. • No existen manto freático somero. • La fuente de abastecimiento de agua es el pozo profundo número 3 del ejido Calderón, en el municipio de Cuautla, Morelos. Las características del pozo se presentan en el cuadro a1.1.5. Cuadro a1.1.5 Características de la fuente de abastecimiento del pozo 3, del ejido Calderón del municipio de Cuautla, Morelos Concepto Dato Profundidad nivel estático (m) 24.7 Profundidad nivel dinámico (m) 50.4 Diámetro tubería descarga (pulgadas) 8 Gasto (l/s) 40.0 Eficiencia electromecánica (%) 47.7 El título de concesión del volumen de agua a disponer por los ejidatarios está en trámite. Al pozo se le realizó una evaluación electromecánica, y se obtuvo la curva carga–gasto y eficiencia electromecánica (lámina a1.1.1), información necesaria para determinar la carga y el gasto disponibles para la operación del sistema de riego, y en su caso, plantear la rehabilitación o mejoramiento del equipo de bombeo. Lámina a1.1.1 Curva gasto-carga y gasto eficiencia del equipo de bombeo del pozo 3 del ejido Calderón, municipio de Cuautla, Morelos 010203040506070252729313335373941GASTO (l/s)H operación (m)Gasto-eficienciaGasto-cargaEFICIENCIA (%) a1-6 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas

Para la calidad del agua de riego, se determinaron los siguientes parámetros: CE (dS/m), pH, aniones y cationes. En el cuadro a1.1.6 se presentan las características químicas del agua de riego de la fuente de abastecimiento. Cuadro a1.1.6 Parámetro químicos de agua de riego del pozo 3 del ejido Calderón, municipio de Cuautla, Morelos Aniones me/l Cationes me/l Muestra CO3

HCO3

Cl SO4

Na K Ca Mg CE (dS/m) pH RAS Pozo 3 - 4.46 0.15 1.16 0.96 0.10 1.14 3.06 0.424 6.7 0.66 Con base en la lámina 3.3, la calidad del agua de riego se clasifica como C2S1. Lo que significa que la salinidad y la alcalinidad son bajas, y que esta agua puede utilizarse para todos o casi todos los cultivos. Los cultivos principales (actuales y propuestos) con la tecnificación del riego son: caña de azúcar, maíz y frijol. Las características agronómicas y fisiológicas se especifican en el cálculo de los requerimientos de riego. La información climática se obtuvo de la estación meteorológica Cuautla. Los registros de datos de precipitación, temperatura mínima y máxima corresponden a un periodo de cuarenta años, 1951 a 1990. Esta estación no cuenta con sensores de radiación solar, humedad relativa y velocidad del viento, por lo que dichos registros se obtuvieron de datos climatológicos promedios para la misma zona (cuadro a1.1.7). Cuadro a1.1.7 Datos climatológicos de temperatura, humedad relativa, velocidad del viento, radiación solar y precipitación, para la estación meteorológica de Cuautla, Morelos Mes Humedad relativa promedio Velocidad viento promedio Radiación solar Promedio

Temperatura promedio (°C) Máxima Mínima (%) (km/día) (h/día) Precipitación (mm) Total Enero 29.1 11.4 51 173 6.1 7.7 Febrero 30.5 12.4 48 173 6.3 2.1 Marzo 32.6 14.7 50 173 6.5 4.9 Abril 34.0 16.6 52 173 7.3 12.6 Mayo 33.9 17.9 54 173 6.0 48.9 Junio 31.2 18.0 57 173 6.1 194.8 Julio 29.9 17.1 59

173 4.8 182.6 Agosto 30.2 17.0 56 173 5.2 148.7 Septiembre 29.5 16.7 54 173 4.2 168.6 Octubre 29.7 15.9 49 173 5.8 61.5 Noviembre 29.3 13.7 48 173 6.1 19.7 Diciembre 28.4 11.9 52 173 6.8 3.2 Promedio 30.7 53 173 5.9 71.3 15.3 Total 855 a1-7 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas De acuerdo con la clasificación climática propuesta por Köppen (1948) y modificada por García (1987), el clima es del tipo AwÖ (w)(i´) g: cálido subhúmedo con lluvias en verano y poca oscilación anual de las temperaturas medias mensuales. 1.3 Selección del sistema de riego Tomando como referencia la información básica y considerando la petición de los usuarios del presente proyecto, se seleccionó el sistema de riego de baja presión

(entubamiento de la red de conducción y de distribución), para aplicar el agua en la parcela con la tubería de compuertas de policloruro de vinilo. 1.4 Requerimientos de riego El requerimiento de riego del cultivo de caña de azúcar se calculó con el programa de cómputo CROPWAT4W para Windows, versión 4.3 de la FAO (1998). El programa aplica la fórmula de Penman-Monteith para determinar la evapotranspiración del cultivo de referencia (Eto). Los valores de coeficientes de cultivo Kc, se tomaron de la base de datos del programa CROPWAT4W para Windows, versión 4.3. Los valores de la precipitación efectiva (cuadro a1.1.8) se determinaron con el mismo programa, el cual utiliza el método del Servicio de Conservación de Suelos de los Estados Unidos (SCS-USDA). Cuadro a1.1.8 Evapotranspiración de referencia y precipitación efectiva Evapotranspiración de referencia (Eto) (mm) Mes día mes Precipitación efectiva (mm) Enero 4.0 123.3 7.6 Febrero 4.5 126.7 2.1 Marzo 5.1 158.1 4.9 Abril 5.7 169.9 12.3 Mayo 5.5 169.4 45.1 Junio 5.2 155.5 134.1 Julio 4.7 146.3 129.3 Agosto 4.8 148.6

113.3 Septiembre 4.4 133.3 123.1 Octubre 4.5 139.2 55.4 Noviembre 4.2 125.2 19.1 Diciembre 3.9 120.0 3.2 Promedio 4.7 143.0 54.1 Total 1716 650 El valor obtenido es de 1,716 mm anuales, presentándose los valores máximos en el mes de abril con 5.7 mm/día, y la evapotranspiración más baja en el mes de diciembre con 3.9 mm/día (cuadro a1.1.8). Los coeficientes de cultivo para la caña de azúcar se presentan en el cuadro a1.1.9. a1-8 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Cuadro a1.1.9 Coeficientes de cultivo Kc para la caña de azúcar Etapas Inicio Desarrollo Medio Tarde Total del ciclo Duración (días) 15 45 165 75 300 Coeficiente de cultivo (Kc) 0.40 0.40 a 1.25 1.25 0.75 El cuadro a1.1.10 muestra los requerimientos de riego para la caña de azúcar, considerando las fechas de siembra del 01 de enero y periodos de diez días.

Cuadro a1.1.10 Requerimientos de riego para el cultivo de caña, en periodos de diez días. Fecha de siembra 1 de enero. Ejido Calderón, Cuautla, Mor. Fecha Evapotranspiración de referencia (Eto) (mm/10 días) Kc Evapotranspiración real (Etr) (mm/10 días) Precipitación efectiva (mm) Requerimiento de riego (mm/10 días) 01 enero 40.95 0.4 16.38 0 16.38 11 enero 42.49 0.43 18.21 0 18.21 21 enero 44.05 0.6 26.38 0 26.38 31 enero 45.6 0.79 35.92 0 35.92 10 febrero 47.07 0.98 45.97 0 45.97 20 febrero 48.44 1.17 56.46 0 56.46 02 marzo 49.68 1.25 62.1 0

62.1 12 marzo 50.77 1.25 63.46 0 63.46 22 marzo 51.68 1.25 64.6 0 64.6 01 abril 52.41 1.25 65.51 0 65.51 11 abril 52.96 1.25 66.19 0 66.19 21 abril 53.31 1.25 66.64 1.8 64.84 01 mayo 53.49 1.25 66.86 7.79 59.07 11 mayo 53.49 1.25 66.86 17.34 49.53 21 mayo 53.32 1.25 66.65 26.65 40.01 31 mayo 53 1.25 66.26 34.64 31.61 10 junio

52.55 1.25 65.68 40.4 25.28 20 junio 51.97 1.25 64.96 43.73 21.23 30 junio 51.29 1.25 64.11 44.91 19.2 10 julio 50.52 1.25 63.15 44.47 18.67 20 julio 49.68 1.25 62.1 43.05 19.06 30 julio 48.8 1.25 61 41.19 19.81 09 agosto 47.89 1.24 59.39 39.33 20.06 19 agosto 46.97 1.18 55.43 37.66 17.78 29 agosto 46.06 1.11 51.28 36.15 15.13 8 septiembre 45.17 1.05

47.28 34.58 12.7 18 septiembre 44.32 0.98 43.44 32.55 10.89 28 septiembre 43.53 0.91 39.76 29.58 10.18 18 octubre 42.14 0.78 32.87 19.55 13.32 Total 1,456.4 1,601.16 600.65 1,000.51 a1-9 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas La profundidad de raíces del cultivo de caña de azúcar, tomando como referencia los cuadros 3.12 y 3.13, se define de 1.0 m, para la situación de máximo desarrollo vegetativo del cultivo. El suelo y el agua de riego de la zona del proyecto no presenta problemas de sales, por tanto, se espera no exista ninguna disminución en el rendimiento de la caña de azúcar por efecto de salinidad del suelo. La lámina de riego neta (Ln) se obtuvo con la ecuación (3.25), utilizando los parámetros de almacenamiento y de retención de humedad del suelo del cuadro 3.2, considerando que es el riego de germinación (f = 1.0) para una profundidad de mojado de 70 cm, y una humedad aprovechable de 0.15 (cm3/cm3). Ln = Pr (θcc - θpmp) Ln = 70 cm (0.15) Ln = 10.5 cm La lámina bruta (Lb) para una eficiencia de aplicación (Ea) del 70 % es igual a: Lb = Ln/Ea = 10.5 cm / 0.70 = 15 cm. El intervalo de riego crítico (IRc) se obtiene con la ecuación 3.28, con un requerimiento de riego diario (RRd) de 6.6 mm/día. En donde Ln para riego por gravedad es la lámina de riego fácilmente aprovechable (10.5 cm * 0.76 = 8.0 cm), para f = 0.76. Se obtiene un IRc

de 12.1 días. Con la eficiencia de aplicación del 70 %, y para aplicar una lámina de riego neta de 8.0 cm se requiere una lámina bruta de 11.4 cm en la parcela. Pero en la bomba del pozo con la eficiencia del 98 % se requiere una lámina bruta de 11.7 cm. Así, de esta manera el tiempo para regar una superficie de 1 ha aplicando una lámina bruta de 11.7 cm, considerando un gasto de 40 l/s a nivel del pozo, se requiere un tiempo de operación de 8.01 horas. 2. DISEÑO AGRONÓMICO

2.1 Capacidad del sistema En este caso particular la capacidad del sistema de riego ya está definida, y es de 40 l/s, la superficie que se riega con este gasto para el periodo de máxima demanda se obtiene despejando el área (AT) de la ecuación 4.1. Los datos son los siguientes: Qs = 40 l/s Ea = 70 %, Ec = 98 % Eg = 68.6 % RRd = 6.6 mm/día HPD = 22 horas k = 277.8 haAT336.6*8.27722*6.68*40== a1-10 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Se concluye que la superficie máxima que se puede regar para el periodo de máxima demanda es de 33 ha. Sin embargo, es difícil que se logre conjuntar en la práctica la fecha de siembra de toda la superficie en la primera semana del mes de enero. En todo caso se tendrá que limitar la superficie sembrada por usuario, además de implementar prácticas de mejoramiento de riego parcelario, como la nivelación de las parcelas. 2.2 Diseño agronómico El trazo y la dirección de riego ya está definido con el cultivo actual de la caña de azúcar; en el plano general se indica la dirección del riego. La selección del gasto unitario de riego, teóricamente debe realizarse para cada una de las parcelas, sin embargo, en la práctica del diseño del riego por gravedad, debido a que éste se recomienda para terrenos relativamente planos, se hace el cálculo únicamente para una parcela representativa del área del proyecto. En este caso seleccionamos la parcela número 102 del plano general, de dimensiones 100 x 253 m. En el cuadro 4.9 (diseño simplificado del riego por gravedad), para la textura franco arcillosa y una lámina de riego neta de 8 cm se obtiene un gasto óptimo de aplicación de 0.004 l/s/m2, para la longitud de 253 m, el gasto unitario es de 1.0 litro por segundo por metro de ancho. El gasto de riego modular, en este caso, se trata de un pozo profundo con un gasto de 40 l/s; por costumbre solamente riega un usuario a la vez. Se propuso al grupo de ejidatarios regar dos al mismo tiempo con un gasto de 20 l/s, con la finalidad de plantear una red de conducción y de distribución de menor diámetro y, en consecuencia, más económica. Esta propuesta no fue aceptada por los usuarios, con el argumento de que el cultivo es caña de azúcar y requiere de grandes gastos para tener tendidas grandes de riego. El ancho por tendida de riego se obtuvo con la ecuación 4.14. Se define el ancho de la puesta de riego considerando el gasto de riego modular de 40 l/s y el gasto unitario de 1.0 l/s/m, obteniendo un ancho de 40 m. Para una separación de surcos de 1.0 m, se tienen puestas de riego con cuarenta surcos (igual número de compuertas abiertas). El tiempo de riego obtenido del cuadro 4.9 por tendida es de 370.4 minutos = 6.17 horas = 6 horas 10 minutos. 3. DISEÑO HIDRÁULICO La ubicación y número de hidrantes se determinó utilizando el plano de curvas de nivel, se colocó un hidrante por parcela, localizado en el punto más alto de la misma. En total 55 hidrantes de 200 mm (8 pulgadas) de diámetro nominal. El trazo de la red contempla dos circuitos de tuberías en red cerrada, la razón de esto es que la distribución resultante del trazo se facilita para condicionar una red cerrada, logrando de esta manera reducir dentro de estos circuitos el diámetro de la tubería. El funcionamiento hidráulico dentro de estos circuitos significa que los hidrantes o tomas de riego que están dentro de éstos, pueden recibir el agua de riego desde dos puntos de la red de tubería, haciendo con esto que el gasto se divida en cada punto y, por lo tanto, las

pérdidas de energía por fricción sean menores. La longitud de tubería se incrementa en a1-11 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas una cantidad pequeña para poder cerrar el circuito; sin embargo, el diámetro se reduce. Esta propuesta se presentó en una reunión con los usuarios beneficiados, la cual fue aceptada por los mismos. Para determinar la presión requerida en el hidrante se utilizó la ecuación (5.22); el procedimiento es el siguiente: • Longitud de la puesta de riego Con la ecuación (5.31) se determina la longitud de la puesta de riego (Lc), con Qm = 40 l/s, Qu = 1 l/s/m; se obtiene Lc = 40 metros • Número de salidas por puesta de riego Con la ecuación (5.32) se obtiene el número de salidas (N), con Lc = 40 m, y la separación entre compuertas (dc) de 1.0 m; se obtiene N = 40. • Se propone un diámetro de tubería con compuertas de 8 pulgadas • Factor de salidas múltiples Para N de 40, se obtiene el factor de salidas múltiples (Fsm), mediante la ecuación 5.20. 358.0)66(*6852.066*21852.212=++=smF • Pérdida en tubería de salidas múltiples (hfsm) Se presenta el cálculo para la parcela 102. Con la ecuación (5.20) se obtiene la pérdida de carga en tubería de compuertas, calculado como tubería lisa o de conducción, para Lc

= 40 m, Q = 0.040 m3/s, C = 145, y D = 193 mm, se obtiene hf = 0.328 metros. Ahora con la ecuación (5.15), hfsm = 0.358 * 0.328 m = 0.117 metros. • Pérdida de carga por fricción del tramo de tubería de conducción La longitud total de la cabecera de la parcela es de 100 m, pero Lc = 40 m, entonces la longitud correspondiente a tubería lisa L2 = 100 m - 40 m = 60 metros. Para Q = 0.040 m3/s, C = 145, y D = 193 mm, L2 = 60 m., se obtiene una pérdida de carga por fricción de hf2 = 0.492 metros. Finalmente: • Presión requerida en el hidrante Sustituyendo valores en la ecuación (5.36) se obtiene: a1-12 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas 0)2/5.1(492.0)117.0(4310.02193.0*=−+++=eh * Situación cuando el desnivel es a favor. Como he ≤ D + 0.10, entonces he = 0.193 + 0.10 = 0.29 metros. De igual forma, se realiza el cálculo para la parcela 77. La longitud total de la cabecera de la parcela es de 127 m, pero Lc = 40 m, entonces la longitud correspondiente a tubería lisa L2 = 127 m - 40 m = 87 metros. Para Q = 0.040 m3/s, C = 145, y D = 193 mm, L2 = 87 m., se obtiene una pérdida de carga por fricción de hf2 = 0.714 metros Sustituyendo valores en la ecuación (5.36) se obtiene: 0.1071.0)117.0(4310.02193.0=−+++=eh metros. De manera estricta se debe calcular la presión requerida (he), mediante el procedimiento anterior, para cada uno de los hidrantes de cada parcela; sin embargo, con fines de diseño hidráulico se puede considerar una presión requerida en cada hidrante, para este proyecto, de 1.0 metros. 4. RED DE CONDUCCIÓN Y DISTRIBUCIÓN 4.1 Información básica

Del plano general del sitio del proyecto se tiene la ubicación de los hidrantes y el trazo de la red siguiendo los linderos de las parcelas. Se tiene un trazo mixto. Una red abierta y dos circuitos cerrados. La información topográfica muestra las curvas de nivel a cada 0.50 m, la lotificación, los puntos de entrega (hidrantes) y la ubicación de la fuente de abastecimiento, etc. La red que se presenta en el plano 1 tiene la numeración de los nodos, los tramos están definidos por los nodos inicial y final. La capacidad de conducción de cada tramo es de 40 l/s, en este caso es la misma para todos, puesto que se trata de un pozo profundo. 4.2 Diseño hidráulico de la red de conducción Por tratarse de una red mixta, se plantea resolver con el software EPANET, mencionado en el subcapítulo 6.2. En la lámina a1.4.1 se presenta el esquema y la numeración de nodos de la red para resolverse mediante el EPANET. Se plantea que el equipo de bombeo dispone en la descarga de una presión de al menos 4.0 m, se requiere una presión mínima en el hidrante de 1.0 m, se utiliza un coeficiente de a1-13 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Hazen Williams de 145, se propone una tubería clase 5 (5 kg/cm2) de diámetro interno para la red abierta de 193 mm, y para los dos circuitos de 154 mm. Los resultados se presentan en los cuadros a1.4.1, a1.4.2 y a1.4.3. Cuadro a1.4.1 Características hidráulicas de los tramos de la red de tubería, para un gasto de 40 litros por segundo, con una cota piezométrica inicial de 1247 m.s.n.m., para el caso de operar el nodo 26. Cota del terreno (msnm) Tramo Longitud (m) Inicial Final Diámetro (mm) Gasto (l/s) Velocidad (m/s) hf (m) Línea piezométrica final 0-0 6 1242.96 1243.14 192.70 40.00 1.4 0.05 1246.95 0-1 132 1242.96 1243.14 192.70 0.00 0.00 0

1246.95 1-2 204 1243.14 1242.84 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 1-3 62 1243.14 1241.85 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 0-4 76 1242.96 1242.67 192.70 40.00 1.40 0.63 1246.32 4-5 180 12.42.67 1240.00 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 5-6 210 1239.80 1238.14 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 6-7 81 1238.14 1238.69 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 6-8 30 1238.14 1237.54 192.70 0.00 0.00

0 1246.95 5-9 220 1239.80 1236.95 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 9-10 187 1236.95 1235.00 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 10-11 281 1235.00 1231.50 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 11-12 188 1231.50 1233.80 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 12-13 120 1233.80 1235.14 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 13-14 102 1235.14 1234.00 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 13-9 105 1235.14 1236.95 154.30 0.00

0.00 0 1246.95 11-15 30 1231.50 1231.84 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 4-16 396 1242.67 1242.50 192.70 40.00 1.40 1.4 1243.03 16-17 73 1242.50 1241.50 192.70 0.00 0.00 0 1243.03 16-18 357 1242.50 1236.50 192.70 40.00 1.40 2.97 1240.06 18-19 186 1236.50 1233.71 192.70 0.00 0.00 0 1240.06 19-20 306 1233.71 1231.50 192.70 0.00 0.00 0 1240.06 19-21 168 1233.71 1232.00 192.70

0.00 0.00 0 1240.06 18-22 340 1236.50 1233.60 192.70 40.00 1.40 2.83 1237.24 22-23 166 1233.60 1231.50 192.70 31.26 1.07 0.87 1236.36 23-24 228 1231.50 1229.70 154.30 8.74 0.47 0.34 1236.7 24-25 168 1229.70 1231.30 154.30 8.74 0.47 0.24 1236.94 25-22 200 1231.30 1233.60 154.30 8.74 0.47 0.29 1237.24 23-26 160 1231.50 1229.00 192.70 40.00 1.40 1.33 1235.03 a1-14 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Lámina a1.4.1 Esquema de la red de conducción de la unidad de riego El Jagüey y el Guaje del ejido Calderón, municipio de Cuautla, Morelos

Cuadro a1.4.2 Características hidráulicas de los tramos de la red de tubería, con una línea piezométrica inicial de 1247 msnm., para el caso de operar el nodo 15. Cota del terreno (msnm) Tramo Longitud (m) Inicial Final Diámetro (mm) Gasto (l/s) Velocidad (m/s) hf (m) Línea piezométrica final 0-0 6 1242.96 1243.14 192.70 40.00 1.4 0.05 1246.95 0-1 132 1242.96 1243.14 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 1-2 204 1243.14 1242.84 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 1-3 62 1243.14 1241.85 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 0-4 76 1242.96 1242.67 192.70 40.00 1.40

0.63 1246.32 4-5 180 12.42.67 1240.00 192.70 40.00 1.40 1.5 1244.82 5-6 210 1239.80 1238.14 192.70 0.00 0.00 0 1244.82 6-7 81 1238.14 1238.69 192.70 0.00 0.00 0 1244.82 6-8 30 1238.14 1237.54 192.70 0.00 0.00 0 1244.82 5-9 220 1239.80 1236.95 192.70 40.00 1.40 1.83 1242.99 9-10 187 1236.95 1235.00 154.30 19.33 1.03 1.19 1241.8 10-11 281 1235.00 1231.50 154.30 19.33

1.03 1.79 1240 11-12 188 1231.50 1233.80 154.30 20.67 1.10 1.37 1240 12-13 120 1233.80 1235.14 154.30 20.67 1.10 0.87 1241.37 13-14 102 1235.14 1234.00 192.70 0.00 0.00 0 1242.24 13-9 105 1235.14 1236.95 154.30 20.67 1.10 0.75 1242.24 11-15 30 1231.50 1231.84 192.70 40.00 1.40 0.25 1239.75 4-16 396 1242.67 1242.50 192.70 0.00 0.00 0 1246.32 16-17 73 1242.50 1241.50 192.70

0.00 0.00 0 1246.32 a1-15 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Cota del terreno (msnm) Tramo Longitud (m) Inicial Final Diámetro (mm) Gasto (l/s) Velocidad (m/s) hf (m) Línea piezométrica final 16-18 357 1242.50 1236.50 192.70 40.00 0.00 0 1246.32 18-19 186 1236.50 1233.71 192.70 0.00 0.00 0 1246.32 19-20 306 1233.71 1231.50 192.70 0.00 0.00 0 1246.32 19-21 168 1233.71 1232.00 192.70 0.00 0.00 0 1246.32 18-22 340 1236.50 1233.60

192.70 40.00 0.00 0 1246.32 22-23 166 1233.60 1231.50 192.70 31.26 0.00 0 1246.32 23-24 228 1231.50 1229.70 154.30 8.74 0.00 0 1246.32 24-25 168 1229.70 1231.30 154.30 8.74 0.00 0 1246.32 25-22 200 1231.30 1233.60 154.30 8.74 0.00 0 1246.32 23-26 160 1231.50 1229.00 192.70 40.00 0.00 0 1246.32 Cuadro a1.4.3 Características hidráulicas de los tramos de la red de tubería, con una cota piezométrica inicial de 1247 msnm., para el caso de operar el nodo 2. Cota del terreno (msnm) Tramo Longitud (m) Inicial Final Diámetro (mm) Gasto

(l/s) Velocidad (m/s) hf (m) Línea piezométrica final 0-0 6 1242.96 1243.14 192.70 40.00 1.4 0.05 1246.95 0-1 132 1242.96 1243.14 192.70 40.00 1.40 1.1 1245.85 1-2 204 1243.14 1242.84 192.70 40.00 1.40 1.69 1244.16 1-3 62 1243.14 1241.85 192.70 0.00 0.00 0 1245.85 0-4 76 1242.96 1242.67 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 4-5 180 12.42.67 1240.00 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 5-6 210

1239.80 1238.14 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 6-7 81 1238.14 1238.69 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 6-8 30 1238.14 1237.54 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 5-9 220 1239.80 1236.95 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 9-10 187 1236.95 1235.00 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 10-11 281 1235.00 1231.50 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 11-12 188 1231.50 1233.80 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 12-13

120 1233.80 1235.14 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 13-14 102 1235.14 1234.00 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 13-9 105 1235.14 1236.95 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 11-15 30 1231.50 1231.84 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 4-16 396 1242.67 1242.50 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 16-17 73 1242.50 1241.50 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 16-18 357 1242.50 1236.50 192.70 0.00 0.00 0 1246.95

18-19 186 1236.50 1233.71 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 19-20 306 1233.71 1231.50 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 19-21 168 1233.71 1232.00 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 18-22 340 1236.50 1233.60 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 22-23 166 1233.60 1231.50 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 23-24 228 1231.50 1229.70 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 a1-16 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Cota del terreno (msnm) Tramo Longitud (m) Inicial Final

Diámetro (mm) Gasto (l/s) Velocidad (m/s) hf (m) Línea piezométrica final 24-25 168 1229.70 1231.30 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 25-22 200 1231.30 1233.60 154.30 0.00 0.00 0 1246.95 23-26 160 1231.50 1229.00 192.70 0.00 0.00 0 1246.95 Se definió la línea crítica, obteniéndose que el nodo (hidrante) 2 es la que presenta la situación más desfavorable para el diseño hidráulico de la red. En el cuadro a1.4.4 se presentan los valores de pérdida de carga por tramo desde la fuente de abastecimiento hasta el nodo 2. Cuadro a1.4.4 Ruta de conducción crítica y pérdidas de carga por, tubería de diámetro interno de 193 mm y un coeficiente de Hazen Williams de 145 Tramo Longitud (m) Gasto (l/s) Velocidad (m/s) Pérdida de carga, hf

(m) Línea piezométrica final (msnm) 0-0 6 40 1.4

0.05 1246.95 0-1 132 40 1.4 1.1 1245.85 1-2 204 40 1.4 1.69 1244.16 2.84 Para obtener la carga total se considera el turno de operación más desfavorable; en este caso corresponde al hidrante número 2, ya que la cota topográfica para este punto es la misma que la del pozo. Cuadro a1.4.5 Resumen de las pérdidas de carga en la red de conducción y de distribución del sistema de riego y presión requerida en el pozo Concepto de pérdida de carga (m) Carga de operación en el último hidrante 1.00 Pérdida de carga por fricción en la tubería de conducción y distribución 2.84 Pérdida de carga localizada (0.10 hf) 0.28 Altura de la descarga del pozo (a favor) 1.0 Desnivel topográfico (a favor) 0 Presión necesaria en el equipo de bombeo para la operación del sistema 3.12 Como puede observarse en el cuadro a1.4.5, se requiere una presión o carga hidráulica de operación en el equipo de bombeo de 3.12 m. De la curva carga gasto por pozo se puede apreciar que el gasto correspondiente para una carga de 3.0 m es de 38 litros por segundo. 4.3 Material y dispositivos especiales Tubería de 8 pulgadas: 3, 485 m Tubería de 6 pulgadas: 1, 477 m a1-17 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas En el cuadro a1.4.6 se presenta la relación de material y piezas especiales requeridas para el sistema de riego. Cuadro a1.4.6 Dispositivos y piezas de seguridad del sistema de riego de la unidad de riego del ejido Calderón, municipio de Cuautla, Morelos Dispositivo Cantidad Lugar de ubicación Función Válvula de alivio de presión 11/2”.

Válvulas de seccionamiento de (mariposa) de 8" en fofo. Válvulas de alivio de presión en la conducción de 2”. Válvulas de admisión y expulsión de aire de 2” Medidores de caudal con totalizador, en 8 pulgadas Manómetro Válvulas hidrante de 8” Codo de arranque de 8” Tubería de compuertas en juegos de 200 m Válvula check de 8 pulgadas, de no retorno 1 2 3 15 1 1 55 2 2 1 Salida del pozo En la red En tramos finales de la red Puntos intermedios y finales de la red En salida del pozo En salida del pozo Tomas parcelarias Tomas parcelarias Tomas parcelarias Salida del pozo Alivio de presión En caso de mantenimiento, pueda funcionar otra parte de la red Alivio de presión en caso de sobrepresión en la red Auxilio en el llenado de la red Medidores de caudal con totalizador Monitoreo de la presión Entrega del volumen de agua Conector con tubería de compuertas Conducción superficial del agua en la cabecera de la parcela Para evitar el retorno del agua al pozo Estos dispositivos son indispensables para una adecuada operación del sistema de riego. 5. DISEÑO ELECTROMECÁNICO El equipo de bombeo está integrado por un pozo en operación. Con base en la muy baja eficiencia electromecánica obtenida del 24 al 30 % para el equipo de bombeo, producto de las mediciones de campo descritas en la sección 1.2, lámina 1.1, se revisó la información electromecánica de la unidad de bombeo que abastece a la red de conducción, obteniéndose que es necesario la corrección del factor de potencia de la bomba de 60 H.P. Se propone el suministro e instalación de un capacitor (trifásico, 440 volts, 10 kvar), incluye material, equipo y todo lo necesario para su correcta instalación. En el cuadro a1.5.1 se presenta la lista del material electromecánico. a1-18 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Cuadro a1.5.1 Catálogo de material y presupuesto para corregir el facto de potencia de la bomba del pozo de riego del ejido de Calderón, municipio de Cuautla, Morelos Material

Cantidad Unidad Capacitor de 10 kvar a 440v 1 Pieza Interruptor de seguridad 3 x 100 ampers 600 volts 1 Pieza Tubo conduit 1½” φ pared gruesa 4 Pieza 1 ½” φ contras-monitor 4 Pieza Codos conduit 1½” φ pared gruesa 4 Pieza Cable calibre # 2 30 Metros Cinta aislante para 600v 2 Pieza 6. DISEÑO DE LA OBRA CIVIL El volumen de excavación y relleno se determinó con base en la longitud de cada tramo, el diámetro de la tubería y la profundidad mínima a que debe quedar enterrada la tubería (90 cm) dentro de la zanja. Se calcularon las dimensiones de las zanjas de acuerdo con las especificaciones de instalación de las tuberías. En el cuadro a1.6.1 se presenta el volumen de excavación y de relleno para la instalación de la tubería. Cuadro a1.6.1 Volúmenes de excavación y de relleno para la instalación de la tubería de PVC, en diámetro de 8 y 6 pulgadas Volumen de relleno (m3) Diámetro (mm) Longitud (m) Excavación (m3) Plantilla Apizonado Volteo 193 3485 1877.9 171.8 315.5 1288.6 154 1477 706.8 67.1 109.3

502.9 2584.7 238.9 424.8 1791.5 El volumen de concreto para los atraques se presentan en el cuadro a1.6.2, el cual se determinó con el cuadro 8.14. Se consideró para tubería de clase 5, con una capacidad de resistencia que opone el terreno de 0.4 kg/cm2. Se utilizó una altura (ℓ) del atraque de 1.5 veces el diámetro exterior del tubo. Cuadro a1.6.2 Volumen de atraques en tees, codos y tapones finales Pieza Dimensiones (cm) Volumen m3

Cantidad Tipo Diámetro (pulgadas) ℓ h B Unitario Total 6 Codo de 45º 6 22.5 30 60 0.0405 0.243 5 Codo de 90º 6 22.5 41 81 0.074 0.373 2 Tees 6 22.5 34 68 0.052 0.104 10 Tapón final 8 30 43 86 0.110 1.109 6

Codo de 22º 30" 8 30 27 53 0.043 0.258 10 Codo de 90º 8 30 51 102 0.156 1.560 11 Tees 8 30 43 50 0.064 0.709 Total m3

4.356 a1-19 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas 7. PLANOS DEL PROYECTO Lámina a1.7.1 croquis de localización Lámina a1.7.2 Plano general de la zona de riego a1-20 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Lámina a1.7.3 Detalle de la sección de riego A a1-21 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Lámina a1.7.4 Detalle de la sección de riego B a1-22 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas Cuadro a1.7.1 Simbología Tubería 200 mm Tubería 160 mm Válvula de aire Válvula de alivio de presión Hidrante Válvula de seccionamiento Dirección del riego Curva de nivel (a cada 0.5 m) Cuadro a1.7.2 Tramos de la lámina a1.4.1 y su nodos correspondientes en los planos de las láminas a1.7.3 y a1.7.4 Tramo Nodos Longitud (m) Tramo Nodos

Longitud (m) 0-0 0,62,63 6 13-9 86,85 105 0-1 63,,65,66 132 11-15 92,93 30 1-2 66,68,69,70,72 204 4-16 59,58,57,55,54,53,52,51,49,48,46 396 1-3 66,67 62 16-17 46,47 73 0-4 63,59 76 16-18 46,45,44,43,7,8 357 4-5 59,73,74,75 180 18-19 8,4 186 5-6 75,76,77,78 210 19-20 4,3,2,1 306 6-7 78,80 81 19-21 4,5,6,42 168 6-8 78,79 30 18-22 8,9,10,11,12,13,14,15,16,17 340 5-9 75,83,84,85 220 22-23 17,19,21,24,25 166

9-10 85,102,101,109 187 23-24 25,30,31,32,33,34 228 10-11 98,98,97,96,95,94,92 281 24-25 35,36,37 168 11-12 92,100,91,90 188 25-22 37,38,39,40,41,82,18,17 200 12-13 90,86 120 23-26 25,26,27,28,29 160 13-14 86,87,88,89 102 a1-23 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas 8. CATÁLOGO DE CONCEPTOS Y COSTOS En el cuadro a1.8.1 se muestra el catálogo de conceptos y costos del proyecto de la red de tubería y de la planta de bombeo, respectivamente. La inversión se ha estimado a partir de precios de agosto de 2002, de los proveedores más importantes del mercado a nivel nacional, los cuales, en general, se pueden ajustar a la baja, en función del monto global. Cuadro a1.8.1 Catálogo de conceptos y presupuesto de la red de conducción y de distribución del sistema de riego de baja presión con tubería de compuertas de la unidad de riego El Jagüey y el Guaje, ejido Calderón, Municipio de Cuautla, Morelos C o n c e p t o Unidad Cantidad Precio Unitario ($) Importe ($) Excavación, relleno y atraques 1. Excavación en cualquier material excepto roca, para alojar la tubería de PVC. m3

2584.7 24.00 62,032.8 2. Relleno para compactar plantilla y apizonado con material, excepto roca, proveniente de excavaciones previas, para cubrir completamente el tubo. m3

663.67 15.00 9955.05 3. Relleno total de la zanja a volteo con material, excepto roca, proveniente de excavaciones previas para cubrir completamente el tubo. m3

1791.5 8.00

14332.0 4. Fabricación y colocación de concreto simple de fć=100 kg/cm2para los atraques. m3

4.356 1636.00 7,126.40 Tubería 5. Suministro de tubería de PVC hidráulica sistema métrico con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5), incluye anillo de empaque, en diámetro nominal en mm, de: 5.1 200 (8 pulgadas) 3,485 163.38 569,379.3 5.2 160 (6 pulgadas) m 1,477 103.84 153,371.7 6. Suministro de tubería de PVC con compuertas @ 0.80 m, sistema métrico en clase 3.5, en diámetro nominal de 200 mm, de 6.18 m, dos juegos de 200 m. m 400.00 129.78 51,912.00 Piezas y accesorios 7. Tee de PVC para crucero, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5): 7.1 200 x 200 mm Pieza 8 871.64 6,973.12 7.2 200 x 160 mm Pieza 3 871.64 2,614.92 7.3 160 x 200 mm Pieza 2 871.64 1,743.28 8. Codo de PVC, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5) 8.1 22° 30´ de 200 mm Pieza 6 584.71 3,508.26 8.2 90° 00´ de 200 mm Pieza 10 584.71 5,847.10 8.3 90° 00´ de 160 mm Pieza 5 428.61 2,143.05 8.4 45° 00´ de 160 mm Pieza 6 428.61 2,571.66 9. Reducción de PVC, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5) de 200 mm a 160 mm Pieza 1 584.71 584.71 10. Tee con elevador de 1m y adaptador macho de PVC para válvula de aire, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5): 10.1 200 mm x 38 mm

Pieza 13 1,006.80 13,088.40 10.2 160 mm x 38 mm Pieza 2 580.72 1,161.44 11. Tee con elevador de 1m y adaptador macho de PVC para válvuladealivioenseriemétricaconunapresióndetrabajode5 Pieza 4 1,006.80 4,027.20 a1-24 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas C o n c e p t o Unidad Cantidad Precio Unitario ($) Importe ($) válvula de alivio, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5) de 200 x 38 mm 12. Válvula de admisión y expulsión de aire y de rompe vacío de 38 mm, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2

Pieza 15 231.30 3,469.50 13. Válvula de alivio de presión de 38 mm, con rango de operación de 2 a 5 kg/cm2

Pieza 4 670.15 2,680.60 Piezas de PVC para hidrantes, hidrantes y codos de arranque 14. Tee hidrante con elevador de 1 metro con adaptador macho, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2

(clase 5): 14.1 200 mm x 200 mm (8" x 8") Pieza 34 1,047.23 35,605.82 14.2 160 mm x 200 mm (6" x 8") Pieza 21 1,047.23 21,991.83 15. Válvula hidrante de aluminio, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5) de 200 mm x 200 mm (8" x 8") Pieza 55 571.15 31,413.25 16. Codo de arranque, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5) de 8¨x 8¨ (200 mm x 200 mm) Pieza 2 1,332.70 2,665.40 17. Tapón campana, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5), de 200 mm. Pieza 10 850.00 8,500.00 Piezas especiales 18. Medidor de propela, en 200 mm (8 ") con totalizador volumétrico integrado Pieza 1 15,340.00 15,340.00 19. Válvula mariposa, de Fofo, de 200 mm (8") de diámetro en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5)

Pieza 2 2,961.50 5,923.00 20. Brida o extremidad de PVC de 200 mm (8") de diámetro, en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2(clase 5) para válvula de mariposa juego 2 556.40 1,112.80 21 Registro con tapa para alojar la válvula de mariposa Pieza 2 1,000.00 2,000.00 22. Válvula check de 200 mm (8") , en serie métrica, con una presión de trabajo de 5 kg/cm2 (clase 5), para evitar el retorno del agua al pozo Pieza 1 3,000.00 3,000.00 23. Manómetro de 4.2 kg/cm2 (60 PSI) de glicerina Pieza 1 338.30 338.30 Total ($) 1´046,412.9 A partir de la cantidad de tubería, piezas especiales, volúmenes de excavación y relleno de la red de conducción y de distribución del sistema de riego, se presenta en el cuadro a1.8.2 el resumen del costo total. Cuadro a1.8.2 Resumen del costo del sistema de baja presión con tubería de compuertas para el Ejido de Calderón, municipio de Cuautla, Morelos Concepto Importe ($) Tubería de PVC principal y secundaria 722,751.00 Tubería con compuertas 51,912.00 Piezas, válvulas y accesorios 178,303.66 Excavación y atraques 93,246.25 Instalación y puesta en marcha del sistema de baja presión con compuertas 52320.65 Suministro e instalación de un capacitor para corregir factor de potencia 12,212.46 Total ($) 1´110,946.00 Costo unitario ($/ha) 16,753.82 a1-25 Anexo 1. Ejemplo de riego de baja presión con tubería de compuertas a1-26

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MANUAL PARA LA ELABORACIÓN Y REVISIÓN DE PROYECTOS EJECUTIVOS DE SISTEMAS DE RIEGO ... · 2019-04-02 · hidráulico del sistema de riego. Se inicia con una caracterización del