TESIS DISEÑO AGRONOMICO

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(1)DEDICATORIA. MATHEUS F. 2011. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PARA EL CULTIVO DE PAPA (Solanum tuberosum) EN UN SECTOR DE LA FINCA "ESTAPAPE", SECTOR ESTAPAPE, PARROQUIA LA QUEBRADA, MUNICIPIO URDANETA, ESTADO TRUJILLO.. Por: Freddy Matheus. Trabajo de Grado presentada ante la ilustre Universidad de Los Andes, Núcleo Universitario “Rafael Rangel” en el cumplimiento parcial de los requisitos para optar al título de Ingeniero Agrícola.. UNIVERSIDAD DE LOS ANDES NÚCLEO UNIVERSITARIO “RAFAEL RANGEL” DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA TRUJILLO ESTADO TRUJILLO Trujillo, Octubre 2011 [iii].

(2) DEDICATORIA. MATHEUS F. 2011. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PARA EL CULTIVO DE PAPA (Solanum tuberosum) EN UN SECTOR DE LA FINCA "ESTAPAPE", SECTOR ESTAPAPE, PARROQUIA LA QUEBRADA, MUNICIPIO URDANETA, ESTADO TRUJILLO.. Por: Freddy Matheus Trabajo de Grado presentada ante la ilustre Universidad de Los Andes, Núcleo Universitario “Rafael Rangel” en el cumplimiento parcial de los requisitos para optar al título de Ingeniero Agrícola.. _______________. ________________. Msc. Jesús Mejías. PhD. Ricardo Trezza. Tutor Académico. Asesor Académico _________________ Prof. Aixa Núñez Asesor Académico UNIVERSIDAD DE LOS ANDES. NÚCLEO UNIVERSITARIO “RAFAEL RANGEL” DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA TRUJILLO ESTADO TRUJILLO Trujillo, Octubre 2011 [iii].

(3) DEDICATORIA. MATHEUS F. 2011. DEDICATORIA La constancia, sacrificio y perseverancia que antepuse para la realización de una de mis metas trazadas, obtener el título de Ingeniero Agrícola Mención Riego y Drenaje, finalmente se ha hecho realidad, se lo debo a quienes de una u otra manera estuvieron a mi lado en este largo trajinar y se lo dedico muy especialmente a: Dios, Todopoderoso y la Santísima Virgen, por estar siempre en mí, derramando sus dones: sabiduría, inteligencia, discernimiento y ciencia, permitiéndome continuar siempre con más optimismo y no decaer para llegar a alcanzar el éxito. A mis Padres: Fredy y Magdalena, fuente inagotable de lucha, perseverancia, honradez y amor, ejemplo infinito de vida y humildad, pilares fundamentales en mi vida, que dando lo mejor de sí, sin importar las circunstancias, me brindaron su apoyo, confianza, consejos y orientación, que día a día ayudaron a fortalecer mi fe y esperanza, para el logro de mi meta. A ustedes les debo lo que soy Que Dios Los Bendiga… Los Amo!! A mis hermanos Fernando y Nathaly por estar siempre a mi lado en los momentos difíciles, conté siempre con su apoyo incondicional, cariño y perseverancia… Los Quiero!! A mis abuelos: Nolberto(+), María De La Trinidad (+), Hipólito (+) y Ana Teresa, quienes me brindaron su amor y sabiduría, guiándome por el mejor camino… Gracias por sus bendiciones… A mis Tíos y Primos, por su apoyo en todo momento, siempre colmando mi vida de amor. Emprender un camino no es fácil, pero tampoco imposible, espero que este triunfo les sirva de estimulo y dedicación para continuar… Los Quiero. [iii].

(4) AGRADECIMIENTOS. MATHEUS F. 2011. AGRADECIMIENTOS Al ver culminado los estudios de pregrado, quiero expresar mi sincero agradecimiento primeramente a Dios Todopoderoso por ser la fuente de mi vocación y a todas aquellas personas que contribuyeron al logro de esta meta. A la ilustre Universidad de Los Andes (ULA-NURR), por haberme brindado la formación académica para obtener el título de Ingeniero Agrícola. A mi tutor y amigo MSC. Jesús Mejías por compartir conmigo sus conocimientos y ayuda incondicional en la elaboración de este proyecto. A mi asesor PHD. Ricardo Trezza por sus orientaciones y conocimientos aportados. Al Sr. Manuel Barroeta por su colaboración prestada para culminar con éxito este trabajo. Al Sr. Francisco Vetencourt por darme la oportunidad de aplicar el diseño de este proyecto en su finca. A mis profesoras Aixa Núñez e Igle Umbría por su apoyo incondicional, trasmitirme sus conocimientos y brindarme su amistad. A mis profesores que en su mayoría supieron cultivar sus conocimientos en mi y de quienes aprendí que la inteligencia no es una utopía. A la Sra. Claret Márquez personal administrativo del departamento de Ingeniería por todo su apoyo, paciencia y amistad. A mis amigos y compañeros de estudio por su apoyo brindado.. [iv].

(5) INDICE GENERAL. MATHEUS F. 2011. ÍNDICE GENERAL Capítulo. I. II. Contenido. Página. DEDICATORIA. iii. AGRADECIMIENTOS. iv. ÍNDICE GENERAL. v. ÍNDICE DE FIGURAS. ix. ÍNDICE DE TABLAS. x. ÍNDICE DE APÉNDICES. xii. ÍNDICE DE ANEXOS. xiii. LISTA DE SIMBOLOS. xiv. RESUMEN. xvi. INTRODUCCIÓN. 1. Objetivos. 3. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA. 4. 2.1 Conceptos básicos. 4. 2.2. Riego por aspersión. 6. 2.3. Criterios de selección de un método de riego. 8. 2.4 Ventajas y desventajas del riego por aspersión. 11. 2.4.1 Ventajas. 11. 2.4.2 Desventajas. 12. 2.5 Planeación del sistema de riego por aspersión. 13. 2.6 Componentes que integran un equipo de riego por aspersión. 14. [v].

(6) INDICE GENERAL. MATHEUS F. 2011. 2.7 Aspectos financieros III. 17. CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO 3.1 Generalidades. 19. 3.2 Ubicación. 19. 3.2.1 Político administrativa. 19. 3.2.2 Geográfica. 21. 3.2.3 Hidrográfica. 21. 3.2.4 Práctica. 21. 3.3 Topografía y superficie. 21. 3.3.1 Topografía. 21. 3.3.2 Relieve. 22. 3.3.3 Geología. 22. 3.3.4 Litología. 23. 3.4 Climatología. IV. 19. 23. 3.4.1 Precipitación. 24. 3.4.2 Temperatura. 25. 3.4.3 Vegetación. 27. 3.4.4. Suelos. 27. ESTIMACIÓN DE LA OFERTA Y DEMANDA DEL RECURSO HÍDRICO. 36. 4.1 Oferta del recurso hídrico. 36. 4.1.1 Cantidad de agua. 36 [vi].

(7) INDICE GENERAL. MATHEUS F. 2011. 4.1.2 Calidad del agua. V. 37. 4.2 Demanda del recurso hídrico. 39. 4.2.1 Cálculo de la evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo).. 39. 4.2.2. Cálculo de la evapotranspiración del cultivo (Etv). 41. 4.2.3 Precipitación efectiva. 44. 4.2.4. Balance hídrico. 46. DISEÑO DEL SISTEMA DE RIEGO. 49. 5.1 Diseño agronómico. 49. 5.1.1 Lámina almacenable del suelo (dt). 49. 5.1.2 umbral de riego (UR). 50. 5.1.3 Lámina neta (dn). 50. 5.1.4 Frecuencia de riego máxima (Fr max). 51. 5.1.5 Frecuencia de riego (FR). 52. 5.1.6 Lámina neta de riego. 52. 5.1.7 Lámina bruta de riego. 53. 5.2 Características de operación del sistema de riego. 54. 5.2.1 Trazado y características del sistema. 54. 5.2.2 Selección del aspersor. 54. 5.2.3 Separación entre aspersores y laterales. 55. 5.2.4 Intensidad de aplicación. 56. 5.2.5 Tiempo de riego. 57 [vii].

(8) INDICE GENERAL. 5.2.6 Número de posiciones de laterales por día. 57. 5.2.7 Número de posiciones en los días de riego. 58. 5.2.8 Número de posiciones totales. 59. 5.3 Diseño hidráulico. VI. MATHEUS F. 2011. 60. 5.3.1 Diseño hidráulico del sector 01. 60. Diseño de las tuberías laterales. 60. Diseño de la tubería secundaria. 64. 5.3.2 Diseño hidráulico del sector 02. 66. 5.4 Calculo de la Inversión Inicial. 67. 5.5 Costos de producción para el cultivo. 69. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 74. 6.1 CONCLUSIONES. 74. 6.2 RECOMENDACIONES. 75. BIBLIOGRAFÍA. 76. APÉNDICES. 78. ANEXOS. [viii].

(9) INDICE DE FIGURAS. MATHEUS F. 2011. INDICE DE FIGURAS. Figura. Contenido. Página. 3.1. Ubicación de la zona de estudio. 20. 3.2. Precipitación promedio mensual. 25. 3.3. Temperatura media mensual. 26. 3.4. Infiltración básica. 35. 4.1. Curva de coeficiente de cultivo para la papa. 43. 4.2. Balance hídrico de la papa (Solanum tuberosum). 47. [ix].

(10) INDICE DE TABLAS. MATHEUS F. 2011. INDICE DE TABLAS Tabla. Contenido. Página. 3.1. Precipitación promedio mensual periodo 2000-2010. 24. 3.2. Temperatura media mensual (°C) periodo 2000-2010. 26. 3.3. Resultado del análisis de suelos. 28. 3.4. Escala de ph para suelos agrícolas. 29. 3.5. Escala de salinidad. 30. 4.1. Aforos en la tubería que surte la unidad de producción. 37. 4.2. Resultados de los análisis de calidad del agua. 38. 4.3. Valores de temperatura,Rn,G,u2, esat, eact,Δ,γy Eto. 43. 4.4. Valores de Kc para la papa (Solanum tuberosum). 43. 4.5. Resultados de la evapotranspiración. 44. 4.6. Valores de precipitación efectiva. 46. 4.7. Balance Hídrico para el cultivo de papa (Solanum tuberosum). 47. 5.1. Resultados del diseño agronómico. 53. 5.2. Características del aspersor. 54. 5.3. Espaciamiento de laterales. 55. 5.4. Características de operación del sistema. 59. 5.5. Resumen del diseño del lateral más crítico del sector 01. 64. 5.6. Resumen del diseño de la tubería secundaria. 66. 5.7. Resumen del diseño del lateral más crítico del sector 02. 67. 5.8. Resumen del diseño de la tubería secundaria del sector 02. 67. [x].

(11) INDICE DE TABLAS. MATHEUS F. 2011. 5.9. Costos de las tuberías de (PEAD).. 68. 5.10. Costos para los accesorios principales.. 68. 5.11. Costo de los accesorios del diseño del sistema de riego.. 69. 5.12. Resumen de los costos de materiales y precios. 69. 5.13. Costos de producción de la papa(Solanum tuberosum). 70. 5.14. Costos totales del proyecto.. 73. [xi].

(12) INDICE DE APENDICES. MATHEUS F. 2011. INDICE DE APÉNDICES Apéndice. Contenido. Página. A. Zona de muestreo. 79. B. Resultado análisis de suelo. 81. C. Pruebas de infiltración 02-03. 87. D. Registro de precipitación. 92. E. Resultados calidad del agua. 95. F. Modelo del aspersor. 98. G. Método simplificado de KC. 100. [xii].

(13) INDICE DE ANEXOS. MATHEUS F. 2011. INDICE DE ANEXOS Anexo. Contenido. I. Plano general de la finca. II. Plano del área destinada para el diseño del sistema de riego. III. Plano con el diseño del sistema de riego. [xiii].

(14) LISTA DE SIMBOLOS. LISTA DE SIMBOLOS SIMBOLO. DEFINICION. cm. Centímetros. cm/h. Centímetros por hora. Γ. Constante psicrométrica. Eto. Evapotranspiración potencial. Etc. Evapotranspiración real. G. Flujo de calor en el suelo. °C. Grados centígrados. gr/cm3. Gramos por centímetro cubico. ha. hectáreas. h. Horas. kPa. Kilo pascales. km. Kilómetros. km/h. Kilómetros por hora. PSI. Libras por pulgada cuadrada. l/s. Litros por segundo. m. Metro. m.c.a. Metros de columna de agua. m.s.n.m. Metros sobre el nivel del mar. mm. Milímetros. [xiv]. MATHEUS F. 2011.

(15) mm/dia. Milímetros por día. mm/h. Milímetros por hora. min. minutos. Δ. Pendiente de la curva de presión de vapor del aire. Pe. Precipitación efectiva. eact. Presión actual del vapor del aire. esat. Presión de vapor a saturación. Rn. Radiación neta. T. Temperatura. U2. Velocidad del viento. [xv].

(16) RESUMEN. MATHEUS F. 2011. RESUMEN El método de riego por aspersión es el que más se adapta a la zona de los Andes, ya que esta se caracteriza por poseer suelos con topografías ligeramente accidentadas y suelos con alta velocidad de infiltración y erodabilidad. El consumo de agua es moderado y la eficiencia de uso bastante aceptable. En el caso específico de la Finca "Estapape" ubicada en el sector Estapape, parroquia La Quebrada, municipio Urdaneta del estado Trujillo se pretende incorporar una nueva superficie para riego. El área de estudio comprenden 5,003 ha, que por medio del levantamiento topográfico se determino que el área a utilizar para el diseño del sistema de riego es de 2,36 ha. La fuente de abastecimiento que surte la finca es la quebrada “Estapape”, se realizaron aforos a la tubería de 6” que surte al tanque de almacenamiento estimando un caudal promedio de 35,8 l/s, el agua es de muy buena calidad, de baja mineralización óptimas para el consumo humano, los suelos son de textura Franco Arenoso con un rango de pH de 4,0 – 5,8 (ácidos), con una infiltración básica de 3,50 cm/h. el balance hídrico realizado para la zona de estudio muestra dos picos de precipitación que corresponden a los meses de abril–mayo y septiembre–octubre, también muestra dos periodos secos que corresponde a los meses de junio-julio y diciembre. Para la realización del diseño se tomó en consideración el rubro papa (Solanum tuberosum), ya que este es el cultivo que prefiere el productor. Se realizó el diseño agronómico e hidráulico para el riego de la parcela; el diseño hidráulico se efectuó en dos sectores debido a la longitud de la parcela y al criterio de laterales no mayores a 100 m de longitud. La inversión inicial para la instalación del sistema es de BsF. 125.892,7 que según el cambio oficial equivalen a $29.269,33., al día 04/10/2011. Es de mencionar que se utilizaron varios software como lo son CROPWAT para determinar los requerimientos de riego y AUTOCAD para la elaboración de los planos.. Palabras claves: diseño, aspersión, rubro, infiltración básica, laterales.. [xvi].

(17) CAPITULO I: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011. CAPITULO I INTRODUCCION En Latinoamérica la agricultura se manifiesta como el más importante consumidor de agua, el promedio es similar al mundial con variaciones entre países y regiones. La disponibilidad de agua para el ser humano siempre ha sido vital porque además del sustento que obtiene en el cultivo de la tierra, creaba riquezas y con ella conseguía poder. El dominio del agua ha originado en la historia de la humanidad disputas y confrontaciones. Con el dominio de las técnicas de riego se inicia la agricultura de regadío al mismo tiempo que aparecen los primeros poblados con casas de adobe. El dominio de las técnicas de riego impulso una nueva forma de vida más segura y con menos riesgo que la vida errante del cazador, ya que desde ahora podría disponer de alimentos sin tener que desplazarse de un sitio a otro, ya no era necesario el continuo traslado para buscar sustento. Existen tres métodos de riego para cultivos, los cuales son el riego por aspersión, el de superficie y el goteo. El riego por aspersión es un método mediante el cual el agua se aplica sobre la totalidad de la superficie del suelo en forma de lluvia. Utilizando para ello una red de riego que permite conducir el agua con la presión adecuada hasta los elementos encargados de aplicarla, los aspersores. Para conseguir un buen riego por aspersión son necesarios: presión en el agua, una estudiada red de tuberías adecuadas a la presión del agua, aspersores adecuados capaces de esparcir el agua a la presión que les llega por la red de distribución y un depósito de agua que conecte a la red de tuberías. [1].

(18) CAPITULO I: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011. En los sistemas de riego por aspersión la red de distribución del agua está formada por conducciones cerradas que llevan el agua a presión hasta los aspersores, el agua sale a través de ellos a gran velocidad y caen en forma de lluvia sobre el terreno donde se infiltra pasando desde la superficie del suelo hasta capas cada vez más profundas, quedando así a disposición del cultivo. La cantidad de agua que se infiltra será más o menos homogénea según sean las características físicas del suelo y las propias características de funcionamiento de los aspersores. En un sistema de riego por aspersión bien diseñado no se debe producir escorrentía, es decir que cada gota de agua debe infiltrarse en el mismo punto donde cae. Además el tamaño de las gotas producidas por los aspersores debe ser tal que no provoque erosión al caer al suelo. Sin embargo, la aplicación del agua en forma de lluvia está bastante condicionada a las condiciones climáticas que se produzcan, en particular al viento y a la aridez del clima (las gotas podrían desaparecer antes de tocar el suelo por la evaporación). Estos sistemas son especialmente útiles para aplicar riegos relativamente ligeros con los que se pretende aportar algo de humedad al suelo en el período de nascencia o para aplicar riego de socorro. Los sistemas de riego por aspersión son el método que más se adapta a la zona de los Andes, ya que esta se caracteriza por poseer suelos con topografías ligeramente accidentadas y suelos con alta velocidad de infiltración y erodabilidad, tanto con las tradicionales redes de tuberías como con las maquinas de riego. El consumo de agua es moderado y la eficiencia de uso bastante aceptable. En el caso específico de la Finca "Estapape" ubicada en el sector Estapape, parroquia La Quebrada, municipio Urdaneta del estado Trujillo se pretende incorporar una nueva superficie para riego. El problema objeto de estudio se deriva de la posibilidad de obtener agua suficiente para garantizar el riego por [2].

(19) CAPITULO I: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011. aspersión, para ello se debe confrontar la demanda de agua de los rubros potenciales a desarrollar contra la disponibilidad en el almacenamiento y en la fuente o quebrada que alimenta la unidad de producción. La superficie estimada que se agregaría para riego es de 2,4 ha. El cultivo a sembrar es Papa (Solanum tuberosum), la cual es una planta tuberífera originaria de América. En Venezuela, el Estado Trujillo se caracteriza por sus tres pisos altitudinales, y la papa es uno de los rubros que se cosechan sobre todo en los pisos medios y altos de la región. En cada piso altitudinal se utilizan los tres métodos de riego mencionados anteriormente. En la Finca “Estapape” se usa el riego por aspersión y goteo, sin embargo, las cotas que presentan algunas áreas de la hacienda no permiten la aplicación de este último u otro método debido a sus altas pendientes.. Objetivo General Diseñar un sistema de riego por aspersión para el cultivo de Papa (Solanum tuberosum) en la Finca " Estapape ", sector Estapape, parroquia La Quebrada, municipio Urdaneta, estado Trujillo.. Objetivos Específicos . Elaborar el diagnostico físico natural del área objeto de estudio.. . Realizar el estudio de caracterización de las variables edafológica e hídrica.. . Determinar la demanda de agua para el rubro papa (Solanum tuberosum) en la zona de estudio.. . Realizar el diseño agronómico e hidráulico del sistema de riego.. . Calcular la inversión inicial.. [3].

(20) CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA. MATHEUS F. 2011. CAPITULO II REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA. 2.1. CONCEPTOS BASICOS El riego según Israelsen y Hansen (1962) definen el riego como “la aplicación artificial de agua a la tierra, con el fin de suministrar a las especies vegetales la humedad necesaria para su desarrollo”. De igual forma, asignan al riego los siguientes objetivos:  Proporcionar la humedad necesaria para que los cultivos puedan desarrollarse.  Asegurar las cosechas contra sequías de corta duración.  Enfriar el suelo y la atmósfera para, de esta forma, mejorar las condiciones ambientales en bien del desarrollo vegetal.  Llevar o diluir sales contenidas en el suelo.  Reducir el peligro de erosión por la formación de cauces naturales de drenaje.  Ablandar los terrones de tierra. Nugteren (1970) amplia dicha definición al considerar que el riego comprende “las provisiones, medidas o actividades, de naturaleza temporaria o permanente, con el propósito de suministrar agua, en algunos casos conjuntamente con otras materias, al suelo y por consiguiente a la planta, con el fin de mantener o promover su crecimiento”. En base a las definiciones que anteceden, los objetivos del riego se agrupan siguiendo a Nugteren (1970) en las siguientes tres categorías: (a) compensar [4].

(21) CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA. MATHEUS F. 2011. deficiencias de humedad en el suelo; (b) mejorar las condiciones ambientales del suelo y del cultivo; (c) aplicar nutrientes y medios protectores.. Gurovich (1985) define el riego agrícola como una práctica o practica de producción con la aplicación oportuna y uniforme de agua a un perfil del suelo para reponer en este el agua consumida por los cultivos. Castañón (2000) plantea que existen diferentes métodos de riego entre los más empleados se tienen: riego por gravedad, aspersión y localizado. Según Israelsen (1962) los métodos de riego pueden clasificarse en:.  Métodos superficiales.  Métodos subsuperficiales.  Métodos por aspersión. En el método de riego por superficie y riego por aspersión el agua penetra desde la superficie y se repone a intervalos de tiempo, generalmente de varios días, toda vez que la lámina de agua consumida alcanza un espesor adecuado para su manejo eficiente. En el método por sub-irrigación el agua asciende por capilaridad desde un plano freático controlado, que se ubica próxima a la base del sistema radical a medida que es consumida por los cultivos. La diferencia entre los métodos de riego por superficie y aspersión radica en que, en el primer caso, el agua penetra en el suelo a medida que escurre sobre el terreno, mientras que en el segundo caso el agua se aplica asperjada, o sea fraccionando el caudal en innumerables cantidades de pequeñas gotas de agua, que penetran en el suelo al tiempo que se aplica.. [5].

(22) CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA. MATHEUS F. 2011. El Manual para Educación Agropecuaria Riego y Drenaje (2006) plantea que a diferencia de los sistemas de riego por inundación y por surcos el riego por aspersión no incluye un acondicionamiento del terreno. El suministro del agua no depende de la gravedad, pues su aplicación se realiza en forma de lluvia por presión hidráulica. La instalación consta de una bomba, una o más líneas principales y laterales con aspersores. 2.2. RIEGO POR ASPERSION El sistema de irrigación por aspersión no requiere más que la eliminación de las irregularidades del terreno, solo en el caso de una pendiente fuerte, se deben establecer cultivos en terrazas. La máxima pendiente tolerable para aplicar el riego por aspersión será hasta el 20%. Los sistemas de aspersión suelen clasificarse según el grado de movilidad de los diversos componentes que integran el sistema. De esta manera se facilita la comprensión de su funcionamiento y además se ofrece una mejor idea acerca de los costos necesarios e inversiones a realizar. De esta forma general los costes de inversión se incrementan y los requerimientos de mano de obra disminuyen a medida que aumenta el número de elementos fijos del sistema. Los sistemas de aspersión se clasifican en dos grupos: sistemas estacionarios y sistemas de desplazamiento continuo. Los sistemas estacionarios son aquellos que permanecen fijos mientras riegan y a su vez pueden clasificarse en móviles, semifijos y fijos. Según el Manual de Riego Agrícola (2006) el riego por aspersión consiste en la distribución del agua o los cultivos en forma de lluvia, mediante la presión. [6].

(23) CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA. MATHEUS F. 2011. hidráulica de una bomba, una o más líneas de tuberías y un conjunto de boquillas o aspersores que la rocían. Según Grassi (1996) mediante el riego por aspersión, el agua se aplica al suelo asperjada, o sea, fraccionando el caudal en innumerable cantidad de gotas que se infiltran en el terreno al tiempo que alcanza la superficie del mismo. Se trata de un sistema de riego mecanizado, que asegura un preciso control de la lámina de agua aplicada y ajuste a las condiciones edafoclimaticas y de cultivo y además permite una adecuada tecnificación de la práctica del riego. Condiciones que favorecen la instalación del método: El riego por aspersión se emplea en una gran diversidad de cultivos y condiciones naturales; y en determinados casos compite incluso con ventaja con el riego por superficie, en las condiciones que hacen aconsejable este método. Sin embargo, es insustituible en las siguientes condiciones: a) Terrenos de topografía irregular, ondulados y de pendientes fuerte, en cuyo caso la conducción del agua por tuberías resuelve los inconvenientes del trazado de acequias en terrenos irregulares. b) Suelos poco profundos en las cuales no pueden realizarse trabajos de nivelación y deben aplicarse reducidas láminas de agua en cada riego. También en los de alta velocidad de infiltración con grandes pérdidas por percolación de agua en la cabecera. c) Suelos de alta erodabilidad, donde el escurrimiento de agua en superficie puede acarrear efectos perjudiciales para su conservación.. [7].

(24) CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA. MATHEUS F. 2011. d) Disponibilidad de agua en causales pequeños y largos horarios de riego, ya que un diseño económico se logra con un equipo que permanezca en actividad durante un elevado número de horas al año. Se puede instalar en buenas condiciones, cuando la fuente de provisión de agua subterráneas ó manantiales propios, o de los predios donde resulta factible regularizar el caudal recibido mediante embalses. Dado que este sistema cubre íntegramente el área imaginada, se presta especialmente para cultivos sembrados “al voleo” tales como forrajeras y cereales, y para cultivos hortícolas, su empleo en cultivos permanente, tales como caña de azúcar y frutales es menos factible por el patrón de humedecimiento del suelo en algunos casos; y por la altura y características del cultivo que dificultan notablemente los trabajos de movimiento de las tuberías en otras.. 2.3. CRITERIOS DE SELECCIÓN DE UN METODO DE RIEGO Criterios de selección de un método de riego: La selección del método de riego se basa en criterios que tienen relación con el cultivo, el suelo, la topografía, la economía, el clima, la disponibilidad de mano de obra así, como las labores vinculadas al desarrollo físico, manejo del riego y administración de la finca en general. Seleccionar el método de riego, implica al mismo tiempo tomar decisiones con respecto al planteamiento integral del predio y grado de sistematización del terreno. A continuación se mencionan varios de los criterios de selección de métodos de riego:. [8].

(25) CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA. MATHEUS F. 2011. Cultivos: Sin duda este es un criterio importante, ya que en algunos casos el cultivo prácticamente determina el método de riego. Por ejemplo el arroz se riega en la casi generalidad de los casos por melgas en contorno o por grandes secciones de inundación. La papa (Solanum tuberosum) es una planta perteneciente a la familia de las solanáceas, originaria de América del Sur y cultivada en todo el mundo por sus tubérculos comestibles. Domesticada en el altiplano andino por sus habitantes hace unos 7.000 años fue llevada a Europa por los conquistadores españoles más como una curiosidad botánica que como una planta alimenticia. Con el tiempo su consumo fue creciendo y su cultivo se expandió a todo el mundo hasta posicionarse como uno de los principales alimentos para el ser humano. Topografía: Si tenemos en cuenta la gran subdivisión al tratar los métodos de riego, diríamos que el riego por superficie puede realizarse con relieve plano a ondulado; el riego sub-superficial solo en terrenos muy planos; y la aspersión en terrenos desde llanos hasta fuertemente ondulados. El riego por aspersión se adapta a una amplia gama de condiciones topográficas. Si bien pueden emplearse exitosamente en terrenos llanos, constituyen generalmente la única posibilidad de riego eficiente en terrenos fuertemente ondulados, en cuyo caso no hay alternativas. La aspersión posibilita el riego de tierras clasificadas incluso como no aptas para la agricultura por sus condiciones topográficas. Entre los métodos por superficie, la topografía y el valor de la pendiente, permite una mayor especificación del método de riego. Así una topografía llana, con pendiente de 0,2% en la dirección del riego y pendiente nula en dirección normal a la del riego, es ideal a la del riego por melgas rectangulares.. [9].

(26) CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA. MATHEUS F. 2011. Sin duda el criterio topográfico está íntimamente unido a las posibilidades de nivelación. Aunque es este un factor que puede modificarse. Suelo: Comprende las características internas del perfil del suelo: profundidad, textura, drenabilidad, contenido de fragmentos gruesos y en particular los aspectos de relación agua – suelo, vinculados al riego, tales como la capacidad de almacenamiento de agua e igual que en el caso de una topografía muy irregular, este criterio puede determinar que el riego por aspersión constituye la única posibilidad en tales condiciones. Recursos de agua: El recurso agua a disposición del predio en cuanto a caudal, tiempo e intervalo de entregas, es sin duda un criterio de peso tal, que puede prácticamente determinar el Método de Riego a utilizar, la disponibilidad en el predio de un gran caudal en tiempo reducido y con grandes intervalos entre entregas sucesivas, señala la convivencia de un método que se ajusta a tales condiciones, como ocurre con todas las variantes de riego por inundación; salvo que económicamente sea posible la construcción de un reservorio regulador en cuyo caso se pueden considerar otras alternativas. Costos: Con respecto a los costos, debemos subdividir su incidencia en: (i) costos de construcción y operación de las obras generales del sistema; (ii) costos de desarrollo y de operación del riego en el predio. El costo de construcción y operación se atiende mediante un canon de amortización de obras y un canon de operación y conservación de las mismas. Ya sea que estos servicios la administración de riego los perciba por volumen de agua entregado al predio, por unidad de superficie servida, o por sistema mixto, el costo de los mismos debe incidir en los criterios de selección del método de riego y en los trabajos a realizar para acondicionar las tierras.. [10].

(27) CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA. MATHEUS F. 2011. Los costos de desarrollo y operación del riego a nivel predial afectan también en forma directa la escogencia del método de riego. En general una inversión mayor en el desarrollo físico de las tierras, se traduce posteriormente en menores costos de operación y conservación. Otros criterios: En determinados casos, un solo factor adicional puede tener una importancia decisiva en la selección del método de riego. Un clima con vientos predominantes de alta velocidad puede ser suficiente para proscribir el riego por aspersión. Las labores mecanizadas y el empleo de determinado equipo agrícola resulta un factor tan importante, como para cambiar ideas preconcebidas con respecto a un determinado método. (Métodos de riego, 1984).. 2.4 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL RIEGO POR ASPERSION 2.4.1 Ventajas Las ventajas del riego por aspersión se fundamentan principalmente en dos aspectos: uno el control del riego solo está limitado por las condiciones climáticas; y dos, la uniformidad de aplicación del agua es independiente de las características del suelo. Permite regar terrenos ondulados ó poco uniformes sin necesidad de una nivelación o preparación previa del mismo, al contrario de lo que ocurre en riego por superficie. Se aprovecha más la superficie de cultivo, ya que no hay que destinar parte del suelo a canales y acequias. Además el riego por aspersión puede ser utilizado en una gran variedad de suelos, incluso aquellos muy ligeros o de textura arenosa que exigen riegos cortos y frecuentes. [11].

(28) CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA. MATHEUS F. 2011. Es un método de riego que se adapta muy bien a las primeras fases de desarrollo de los cultivos, sobre todo durante la germinación de las semillas, donde son necesarios riegos ligeros pero frecuentes. Esto ocurre en algunos cultivos tales como zanahoria, remolacha, etc. También es un método muy útil para dar riegos de socorro y especialmente eficaz en la lucha contra heladas. Es el método de riego ideal para realizar lavado de sales, ya que tiende a desplazarse junto con el agua hasta capas más profundas del suelo quedando fuera del alcance de las raíces. Hay una mayor posibilidad de mecanización de los cultivos, ya que se eliminan los obstáculos propios del riego por superficie. Únicamente en el caso de sistemas con tuberías en superficie durante la campaña de riegos dificultaría esta mecanización. Posibilita la aplicación junto con el agua de riego de sustancias fertilizantes y algunos tratamientos químicos y permite cierto grado de automatización. Se adapta a la rotación de cultivos, siempre y cuando el diseño de la red de distribución se realice para el cultivo que tenga mayores necesidades de agua. 2.4.2 Desventajas El principal inconveniente del riego por aspersión es de carácter económico. Dependiendo del tipo de sistema que se implante podrá hacer falta una gran inversión inicial y/o de mantenimiento. A esto hay que añadirle el alto costo energético que supone el funcionamiento de la instalación, al necesitar importantes sistemas de bombeo para dotar a la red de la presión adecuada.. [12].

(29) CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA. MATHEUS F. 2011. El aporte de agua en forma de lluvia puede tener efectos negativos sobre algunos cultivos, ya que al humedecerse la parte aérea del cultivo aumenta el riesgo de desarrollo de enfermedades. El viento dificulta el reparto uniforme del agua haciendo disminuir la uniformidad de aplicación y la eficiencia del sistema de riego. Algunos cultivos pueden sufrir quemaduras en las hojas en mayor o menor grado dependiendo de la sensibilidad del cultivo y de la calidad del agua de riego, puesto que al evaporarse las sales pueden quedar concentradas en exceso (CIDIAT, 2005).. 2.5 PLANEACIÓN DEL SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN Un sistema de riego por aspersión requiere de una planeación cuidadosa y profesional hecha con base en un estudio para determinar qué sistema es el más apropiado de acuerdo con sus capacidades y las características de las bombas, tuberías, accesorios y boquillas. Esta planeación debe tomar en cuenta la relación de hasta 60% del costo – beneficio entre el rendimiento de los cultivos y los gastos de instalación del sistema, la disponibilidad de mano de obra capacitada para manejar los equipos y su costo, así como el método apropiado para impulsar las bombas, ya sea que se disponga de energía eléctrica o no. Sin embargo, el énfasis de la planeación debe estar en armonía y equilibrio en la elección de la bomba y su potencia, en el diseño de las tuberías principales y sus ramales y en la selección de las boquillas.. [13].

(30) CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA. MATHEUS F. 2011. La elección errónea del equipo, las velocidades inadecuadas de aplicación de las cargas a los aspersores y la equivocada selección de las boquillas, de su presión de trabajo a su velocidad, traen como consecuencias un riego deficiente y una mala inversión (Manual del Riego Agrícola 2006).. 2.6 COMPONENTES QUE. INTEGRAN UN EQUIPO. DE. RIEGO. POR. ASPERSIÓN Según la Sprinkler Irrigation Asociation (1969) un sistema de riego por aspersión es una red de tuberías con aspersores unidos al mismo y cuyo objetivo es aplicar agua pulverizada sobre el terreno. Un sistema de riego por aspersión puede abarcar todo un proyecto con tuberías fijas de alta presión que conducen y distribuyen agua a cada predio ó secciones del proyecto, de donde el agua a equipos individuales ó comunitarios, o también equipos individuales con la fuente de agua en el mismo predio y que cubre la totalidad a una parte del mismo. Un equipo de riego por aspersión está integrado por: 1. El equipo motobomba. 2. Las tuberías. 3. Los aspersores o rociadores. 4. Los accesorios. Equipo motobomba: El equipo motobomba tiene por fin aspirar el agua desde la fuente de provisión e impulsarla a través del sistema. Dado que para el funcionamiento de los aspersores se requieren carga la bomba crea la presión. [14].

(31) CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA. MATHEUS F. 2011. necesaria para ello, como así también para compensar las pérdidas de energía en las tuberías. Se emplean para riego por aspersión bombas centrifugas de eje horizontal y bombas turbinas. El motor puede ser eléctrico o a combustión interna; conjuntamente con la bomba, el motor integra el equipo motobomba que puede ser fijo o móvil. La motobomba fija se emplea cuando se eleva agua del subsuelo o de una estación de bombeo de un cauce superficial. En tal caso al calcular la potencia necesaria, se debe tener en cuenta no solo el desnivel geométrico sino también la presión de ejercicio de los aspersores y las pérdidas de carga en el sistema. La motobomba móvil cambia de ubicación en cada posición de riego, esta se monta sobre ruedas de hierro o neumáticas, pudiendo ser traccionada a sangre o con tractor, se monta también sobre un trineo o acoplando la bomba a la toma de fuerza de un tractor. Tuberías: Las tuberías de un sistema de riego por aspersión, la integran los conductos circulares que conducen el agua desde la bomba a los aspersores. Dichas tuberías pueden ser todas fijas, en cuyo caso el equipo es fijo y van enterradas; pueden ser semifijas, equipos semifijo, con parte de tubería fija y parte móvil, y pueden ser móviles equipo móvil, con todas las tuberías transportables. Las tuberías fijas son comúnmente metálicas, de plástico, de asbesto, cemento o de concreto reforzado con junta especial. Las tuberías móviles en cambio, son de aluminio o de acero zincado a fuego. Se caracterizan por reducido peso a fin de que se puedan trasladar con facilidad y con el mínimo esfuerzo y se integran por tramos de 6 -9 ó 12 m de largo y diámetro variable entre 2¨y 8¨.. [15].

(32) CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA. MATHEUS F. 2011. Cada tramo se une por medio de un sistema especial de rápido acoplamiento. El acoplamiento al ser angulable, 30º en algunos tipos y 12º en otros, permite adaptar la tubería a las irregularidades del terreno. Se emplean diferentes sistemas de acoplamiento: unos a palanca (Sistema Europeo) y otro hidráulico automático (Sistema Americano). Aspersores o regadores: Los aspersores se contribuyen de tipo estacionario y de tipo rotario. La mayor parte de los aspersores existente en la actualidad en el comercio para uso en la agricultura son giratorios; produciéndose dicha rotación, ya sea por efecto del impacto, por acción del chorro de agua sobre una rueda o por reacción. El giro puede ser total o puede ser regulable para cubrir un sector circular y los aspersores pueden asimismo tener una o dos tuberías o boquillas. Las casas fabricantes publican especificaciones de diferentes marcas y tipos de aspersores, donde se detallan las condiciones de trabajo de los mismos. Ello permite elegir el aspersor más adecuado para la intensidad de precipitación propuesta e intervalo en el cual debe cubrirse un área determinada de terreno. El Manual de AMES (1962) clasifica los aspersores en los tipos siguientes: 1. Aspersores de baja presión entre 1 y 2 atm. Especialmente diseñados para riego de los árboles frutales debajo de la copa; o para cultivos anuales o permanentes, en los casos en que se cuenta con reducida presión. Estos aspersores tienen un limitado radio de influencia. 2. Aspersores de presión intermedia entre 2 y 4 atm. Comúnmente se diseñan con una o dos toberas y se adaptan a todos los tipos de suelo y cultivos. Diámetro del círculo humedecido entre 21 m y 39 m.. [16].

(33) CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA. MATHEUS F. 2011. 3. Aspersores de alta presión, entre 4 y 7 atm. Aspersores “gigantes” especialmente adaptados para cultivos de elevado tamaño, tales como maíz y caña de azúcar. El diámetro del círculo humedecido varía entre 60 y 150 m. Según la altura del cultivo, los regadores pueden estar aplicados directamente en la tubería, caso de los cultivos forrajeros y algunas hortalizas; o sobre tubo portaregador en frutales, caña de azúcar, algunas hortícolas e industriales. Para frutales se construyen aspersores con reducido ángulo de salida de las toberas, que permiten regar debajo de la copa de los mismos. Una variante del sistema clásico de riego por aspersión lo constituye la tubería perforada. En tal caso no se instalan aspersores; sino que la tubería tiene una sucesión de perforaciones a través de las cuales fluye el agua.. 2.7 ASPECTOS FINANCIEROS Withers y Vipond (1978) un proyecto debe atender a liquidarse por sí mismo, pero hay pocos proyectos que podrían considerarse como viables si esta regla es inflexible. Los autores apuntan que es preciso responder en lo que se refiere a financiamiento de un proyecto, si los beneficios, financieros y sociales lo pueden justificar o no. Gittinger, P. (1973) plantea que para el proceso de toma de decisiones con respecto a las asignaciones de inversión sobre la pertinencia de llenar adelante el proyecto se hace necesario evaluarlo a la luz de algunos criterios que permita decidir lo mas racionalmente posible sobre la convivencia de aceptar el proyecto. [17].

(34) CAPITULO II: REVISION BIBLIOGRAFICA. MATHEUS F. 2011. Dentro de estos criterios podemos mencionar el uso de algunas equivalencias financieras como lo son: VAN, TIR, RELACION BENEFICIO-COSTO (B/C). Costos en un sistema de riego: los costos significan un importante criterio en términos de rehabilitación de un sistema de riego. Entre estos costos se pueden considerar:  Costos anuales de operación: personal e insumos, energía.  Costos anuales de mantenimiento  Costos anuales de reposición (Chile-riego) 2004. [18].

(35) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011. CAPITULO III CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. 3.1 GENERALIDADES En la ejecución de cualquier plan para el desarrollo de un determinado sector es de vital importancia estudiar las variables físico naturales que nos permitan conocer las dificultades de la zona o región, así como también la viabilidad de los recursos naturales que ahí se encuentren. Estas variables nos suministran los instrumentos indispensables para el establecimiento de normas destinadas a lograr un aprovechamiento justo de los recursos del área.. 3.2. UBICACIÓN. 3.2.1 Político administrativa El área de estudio se localiza en la República Bolivariana de Venezuela, formando parte de los andes venezolanos, dentro del estado Trujillo, municipio Urdaneta, parroquia La Quebrada, sector Estapapes. (Ver Figura 3.1). [19].

(36) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. Figura 3.1. Ubicación de la zona de estudio. [20]. MATHEUS F. 2011.

(37) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011. 3.2.2 Geográfica El sector Estapapes se encuentra localizado en la coordenada de referencia UTM: CL21 UTM: CL21, Coordenadas geográficas en grados decimales (WGS84) Latitud: 9.145 Longitud: 70.574 Coordenadas. geográficas. en. grados,. minutos. y. segundos. (WGS84). Latitud: 9 08 '43'' Longitud: 70 34 '28''. 3.2.3 Hidrográfica Hidrológicamente se encuentra ubicada en la Hoya Hidrográfica del Lago de Maracaibo, en la margen derecha de la parte alta de la cuenca del rio Motatan, siendo su principal afluente la quebrada “Estapapes”.. 3.2.4 Practica El área objeto de estudio se sitúa a 1,50 km de la población de La Quebrada.. 3.3 TOPOGRAFIA Y SUPERFICIE 3.3.1 Topografía El área objeto de estudio comprende aproximadamente 5 ha, para la realización del levantamiento topográfico se utilizo un teodolito, dos miras y dos niveles trazando poligonales cerradas.. [21].

(38) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011. 3.3.2 Relieve Los andes venezolanos conforman una cadena montañosa caracterizada por laderas escarpadas, gran masividad y altitud. El relieve es irregular con fuertes pendientes y donde se encuentran pocas áreas que presentan una topografía plana. Desde el punto de vista fisiográfico, el área está conformada por un sistema de relieve montañoso muy abrupto, prolongación de la Sierra de La Culata y La Serranía de Trujillo, caracterizado por laderas pronunciadas con fuertes problemas de erosión y muy intervenidas; alternándose con un complejo sistema deposicional de valles intramontanos, conformados por terrazas y conos de deyección muy disectados. Las pendientes son muy fuertes y aumentan considerablemente de Quebrada de Cuevas hasta la población de La Quebrada, donde caen casi verticalmente hasta el fondo del valle, oscilando entre el 40 y 70%. (M.A.R.N.R. ZONA 7, Estado Trujillo).. 3.3.3 Geología Geológicamente la zona de estudio presenta gran homogeneidad, debido a que en la misma existe una sola unidad litoestratigrafica, la cual corresponde al Grupo Iglesias del Precámbrico por las formaciones geológicas de Sierra Nevada. Estratigráficamente los relieves más elevados están constituidos por rocas que van desde las más antiguas en los andes venezolanos pertenecientes al precámbrico, hasta los sedimentos más recientes depositados durante el cuaternario reciente. En sectores donde no se presentan afloramientos, están cubiertos por mantos de depósitos Cuaternarios del Pleistoceno o por mantos de materiales del Cuaternario reciente. (M.A.R.N.R. Zona 7, Trujillo).. [22].

(39) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011. 3.3.4 Litología Litológicamente las rocas del Grupo Iglesias que se encuentran están metamorfisadas y la componen fundamentalmente los granitos y los gneis, pocos y muy meteorizados. Estos materiales bajo la influencia de los agentes climáticos y antropicos, han alterado su condición general, dando origen a un paisaje de mayor estabilidad como terrazas y pequeños valles. El tipo de granitos y gneis pocos meteorizados corresponden a rocas duras coherentes, expuestos débilmente a la meteorización y ocupan la parte superior de las vertientes por sobre los 3.400 msnm. Granitos y Gneis muy meteorizados se localizan a partir del contacto de las vertientes con el valle. Está representado por rocas sometidas a meteorización química y se caracteriza por la profundidad de los mantos de alteración que en algunos casos alcanzan los 10 y 20 m, estos afloramientos son muy friables y propensos a la erosión, especialmente cuando la pendiente es fuerte y están provistos de poca vegetación.. 3.4 CLIMATOLOGIA Según Pabon (1970) el clima constituye un factor primordial en el uso de la tierra. Los elementos climáticos más importantes a considerar son las temperaturas y las precipitaciones. Dentro del estudio climatológico se hace referencia a tres variables que influyen en las actividades propias del área siendo estas la precipitación, temperatura y la evaporación, así como el balance hídrico que se elabora conociendo las variables antes mencionadas.. [23].

(40) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011. 3.4.1 Precipitación La precipitación representa casi todo el aporte hídrico natural al sistema sueloplanta. La cantidad de agua retenida en la capa radical con relación al total de la lluvia depende de las características del suelo para recibir agua: condiciones físicas y contenido de humedad, cobertura, pendiente, y de las características de la lluvia: espesor, intensidad, duración y frecuencia. De los elementos climáticos la precipitación constituye uno de los de mayor importancia los registros obtenidos son de la estación de La Quebrada entre el periodo 2000 – 2010. Por ser esta la estación más próxima a la zona de estudio; estos registros pluviométricos indican que la zona tiene un régimen de lluviosidad bimodal: uno principal durante los meses de marzo a mayo y otro de agosto a octubre (Ver Tabla 3.1 y Figura 3.2).. Tabla 3.1. Precipitación promedio mensual (mm). Estación: La Quebrada. Periodo: 2000 - 2010. MESES Ene. Feb.. 23.9 18.0. Mar. Abr.. May. Jun.. 51.3 81.3 89.3. Jul.. Ago. Sep. Oct.. 45.1 47.4 88.8. Fuente: M.A.R.N.R Zona 7. Estado Trujillo.. [24]. 88.0. Total anual 20.6 724.3. Nov. Dic.. 102.3 68.3.

(41) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011. PRECIPITACION PROMEDIO MENSUAL. PRECIPITACION. 120 100 80 60 40 20 0 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. MESES. Figura 3.2 Precipitación promedio mensual. 3.4.2 Temperatura Para obtener los datos de temperatura, estos se extrapolaron de los datos de la estación Valera a través del gradiente altotermico, según la Ecuación 4.2. Ver en la Tabla 3.2 los valores de temperatura extrapolados para el sector Estapapes. T= Tconocida - (0.65/100) x (Altura ZONA – Altura. VALERA). Donde: Altura. ZONA:. 1.677 msnm. Altura VALERA: 628 msnm Tconocida: Temperatura máxima y mínima de Valera mensual.. [25]. (4.2).

(42) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011. Tabla 3.2. Valores de temperatura extrapolados para la zona de estudio. Finca “Estapapes”, Parroquia La Quebrada, Municipio Urdaneta. ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGO. SEP. OCT. NOV. DIC. Tmedia 17.18 17.32 17.78 17.88 18.48 18.38 18.68 18.88 18.28 17.98 17.58 17.48 Fuente: Datos obtenidos a través del gradiente altotermico. Temperatura °C. Temperatura media mensual. 19. 18 17 16 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Meses. Figura 3.3 Temperatura media mensual (°C). Donde se aprecia que los meses más fríos son enero y diciembre donde se alcanzan temperaturas de 17,2°C y 17,5 °C, respectivamente y siendo los meses más cálidos julio y agosto donde las temperaturas alcanzan 18,7°C y 18,9°C.. [26].

(43) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011. 3.4.3 Vegetación La vegetación existente va desde bosque seco montano bajo a bosque húmedo montano y vegetación de páramo en las zonas más altas. Presenta un alto grado de intervención por sustitución de especies por otras de aprovechamiento agrícola. Las superficies con pendientes más suaves en su mayoría son destinadas a la producción hortícola y las zonas con mayor pendiente al cultivo de hortalizas en terrazas y pastos para ganadería. De acuerdo a los sistemas Ambientales Venezolanos (M.A.R.N.R., 1984) la vegetación de la zona se caracteriza principalmente por páramo moderadamente intervenido, pequeñas extensiones de bosques siempre verde, matorral semideciduo fuertemente intervenido y matorral de páramo.. 3.4.4. Suelos El análisis físico químico de las muestras de suelo tomadas en la finca “Estapapes” se realizó en el Laboratorio de Servicio de Análisis de Suelos de La Universidad de Los Andes Núcleo Trujillo (ULA – NURR). Para la toma de las muestras se tomo en cuenta las distintas pendientes con que cuenta la zona. Las muestras fueron tomadas por medio del método del Barreno, que consiste en tomar muestras de suelo con profundidad de 0-30 cm, tomando un kilogramo de cada muestra. Las distintas zonas de muestreo se pueden observar en el Apéndice A. En el laboratorio de suelos se hicieron los análisis de textura, pH y conductividad eléctrica, materia orgánica, fosforo, potasio, calcio y magnesio, utilizando los métodos de Bouyoucos, Potenciometrico; conductimetrico, Walkey and Black, Bray – Olsen, Bray – 1, Complexometrico (Acetato de Amonio), respectivamente, los resultados obtenidos se muestran resumidos en la Tabla 3.3 y completos en el Apéndice B. [27].

(44) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011. Tabla 3.3 Resultados del Laboratorio. Finca “Estapapes”. Parroquia La Quebrada, Municipio Urdaneta. IDENT. DE LA. PROF. DE LA MUESTRA. CLASE. p. C.E. Da. MUESTRA. (cm).. TEXTURAL. H. LOTE: N°. 1. 0 – 30. F.a. 4.8. 0.28. 1.40. LOTE N°. 2. 0 – 30. F.a. 4.0. 0.27. 1.40. LOTE N°. 3. 0 – 30. F.a. 5.0. 0.23. 1.40. LOTE N°. 4. 0 – 30. F.a. 5.8. 0.21. 1.40.  Textura La textura del suelo es un medio de describir el tamaño de las partículas presentes en el mismo, tiene mucho que ver con el tránsito del aíre, agua y raíces a través del suelo. La textura obtenida y como se observa en la Tabla 3.3 es liviana franco arenoso, por tener este tipo de textura son suelos donde su capacidad de retención de humedad es de media a baja y baja capacidad de almacenamiento de nutrientes, muy permeables al aíre, al agua, y a las raíces, son suelos bastantes sueltos los que los hace susceptibles a problemas de erosión. La textura, es un buen indicativo para la interpretación del valor, uso y manejo de un suelo. Los suelos francos (los más importantes desde el punto de vista agrícola) y franco arenoso se caracterizan por ser: 1. Usualmente fértiles 2. Fáciles de preparar 3. Buena aireación y capacidad de drenaje.. [28].

(45) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011.  pH La escala de pH se utiliza como un indicador de la concentración de los iones de hidrógeno en el suelo, sirve para medir la acidez y la alcalinidad de un suelo. El pH del suelo influye en la tasa de liberación de nutrientes por meteorización, en la solubilidad de todos los materiales del suelo y en la cantidad de iones nutritivos almacenados en los sitios de intercambio cationico. La solución del suelo puede ser neutra a un pH de 7, donde la concentración de iones ( H+) es igual a la concentración de iones (OH-); puede ser ácida cuando la concentración de (H+) es mayor que la concentración de (OH-) y alcalina cuando (OH-) > (H+). El pH es uno de los mejores indicadores del nivel de saturación de bases que posee el suelo y por lo tanto su índice de fertilidad. La interpretación de los valores de pH se muestra en la Tabla 3.4 Tabla 3.4. Escala de pH para suelos agrícolas Reacción. Ph. Fuertemente Acido. Menor de 5. Moderadamente ácido. 5.1 – 6.5. Neutro. 6.6 – 7.3. Moderadamente Alcalino. 7.4 – 8.5. Fuertemente Alcalino (suelos sódicos). Mayor de 8.5. En los resultados obtenidos en la Tabla 3.3 se puede apreciar que predomina el pH fuertemente ácido lo cual impide la mineralización, con la constante disminución del nitrógeno en el suelo trayendo como consecuencia un descenso en la fertilidad y un medio poco adecuado para el crecimiento de las plantas produciendo alteraciones morfológicas tales como raíces raquíticas, las hojas con un aspecto purpureo y rígido, no se desarrolla el tallo, entre otras características, los suelos ácidos favorecen el desarrollo de las malas hierbas que pueden tolerarlo, en cambio, no pueden soportar la competencia que brinda un cultivo bien [29].

(46) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011. nutrido; también se puede apreciar la Deficiencia de: Ca, K, N, Mg, Mo, N. Suelos sin carbonato cálcico. Actividad bacteriana escasa..  Conductividad Eléctrica (CE) La medida de la conductividad eléctrica (CE) del los suelos y de las aguas de riego permite apreciar de una forma cuantitativa la cantidad de sales que contiene el suelo. El análisis de conductividad eléctrica se realiza en los suelos para determinar si las sales solubles se encuentran en cantidades suficientes que puedan afectar la germinación normal de las semillas, el crecimiento normal de las plantas o la absorción de agua por parte de las mismas. Tabla 3.5 Escala de salinidad CE en dS/m a 25 �C 0 – 2 No salino 2 – 4 Ligeramente salino 4 – 8 Moderadamente salinos. 8 – 16 Fuertemente salinos > 16. Muy fuertemente salinos. Efectos Despreciable en su mayoría Se restringen los rendimientos de cultivos muy sensibles Disminuyen los rendimientos de la mayoría de los cultivos. Entre los que toleran están: alfalfa, remolacha, cereales y los sorgos para grano. Sólo dan rendimientos satisfactorios los cultivos tolerantes. Sólo dan rendimientos satisfactorios algunos cultivos muy tolerantes.. Fuente: http://mct.dgf.uchile.cl/AREAS/medio_mod1.1.htm. Los valores de Conductividad Eléctrica (CE) obtenidos en las diferentes muestras tomadas en los suelos de la finca en estudio (Tabla 3.3) muestran que no se corre ningún riesgo de salinidad en los suelos que pueda ser perjudicial para los cultivos arrojando como resultado que la (CE) en dicho suelo es normal.. [30].

(47) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011.  Capacidad de Campo La capacidad de campo (CC) establece el límite entre el agua capilar y gravitacional, esta se define como la cantidad de agua que un suelo bien drenado puede retener contra las fuerzas de la gravedad, y representa el límite superior de agua que puede estar disponible para las plantas. Para los fines de diseño de riego se permite como valor de equilibrio el que se alcanza entre las 24 y 48 horas después del riego. En los suelos arenosos estas condiciones ocurren a las 24 horas después del riego y en los suelos arcillosos ocurre varios días después de aplicado el riego..  Punto de marchitez permanente Cantidad de agua en el suelo con una retención de 15 atm y en el cual las hojas de las plantas muestran síntomas de marchitamiento esto debido a que las raíces de las plantas no pueden absorber el agua que esta retenida en el suelo..  Densidad aparente La densidad aparente se define como la relación que hay entre el peso seco de una muestra de suelo y el volumen que ocupó dicha muestra en el campo. Los factores que afectan la densidad aparente son: la textura, la estructura y la presencia de materia orgánica, el resultado de la relación (peso/volumen) se obtiene en gramos por centímetros cúbicos (gr/cm3). Los suelos con textura arenosa presentan una mayor densidad aparente que los suelos con texturas finas, al igual que los suelos bien estructurados los valores de densidad aparente son menores, la densidad aparente es un buen indicador de las características del suelo tales como la porosidad, el grado de aireación que posee el suelo y la capacidad de infiltración. [31].

(48) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011.  Infiltración Según Grassi (1998) la infiltración del agua en el suelo constituye un proceso de directo interés en la ingeniería de riego y drenaje. En drenaje porque sustenta los procedimientos para calcular la escorrentía y en riego porque constituye un parámetro esencial en planificación, diseño y operación de los sistemas en la parcela. La infiltración es el proceso mediante el cual el agua penetra desde la superficie del terreno hacia el suelo. De similar modo señala que el método más común para determinar la infiltración en el suelo es el infiltrometro estandarizado por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, el cual fue empleado en el presente estudio, los equipos utilizados para la prueba fueron los siguientes:  Tres cilindros infiltrometros de metal, de 22 a 30 cm. De diámetro (Ø) y de 30 cm de altura.  Tres cilindros amortiguadores de metal, de 50 cm de diámetro (Ø) y 20 cm de altura.  Gancho calibrador.  Escalimetro.  Papel periódico.  Nivel de carpintero.  Listón de madera.  Mandarria.  Cronometro.  Un recipiente de 120 l de capacidad (pipa). El método se aplico de la siguiente manera: con la ayuda del plano topográfico del área en estudio se procedió a seleccionar las zonas donde las características geomorfológicas fuesen semejantes, con el propósito de aplicar en dichas zonas. [32].

(49) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011. las pruebas de infiltración, ya seleccionadas las zonas, se determinó el lugar exacto para colocar los cilindros eliminando toda la maleza presente en el sitio de instalación de los cilindros los cuales se ubicaron de forma triangular en el área de estudio. Luego, se procedió a enterrar los cilindros con la ayuda de la mandarria y el listón de madera a una profundidad aproximadamente de 15 cm. Con el nivel de carpintero se verifico su verticalidad, alrededor de estos se colocaron los cilindros amortiguadores enterrándolos a una profundidad de 10 cm. Ya colocados y nivelados se procedió a añadir agua al cilindro amortiguador y al infiltrometro hasta la altura marcada, la cual representó la lectura inicial, de esta manera procedió a infiltrarse el agua en el terreno, al principio con una velocidad mayor y un tiempo corto, luego los intervalos de medición fueron más largos y las velocidades de infiltración más lentas, este procedimiento se realizó varias veces, añadiendo en cada medida agua al cilindro para reponer la lectura inicial, para la realización de las lecturas se utilizó el gancho y el Escalimetro. Para garantizar que la infiltración sea vertical y no se escape agua horizontalmente se mantuvo un nivel de agua constante en el cilindro amortiguador durante toda la prueba. En la Figura 3.4 se publican los valores de la prueba de infiltración 01, destacando que la misma proviene de la hoja de cálculo Excel, la cual facilitó el procesamiento de los datos y la obtención de resultados. En el Apéndice C se muestran los resultados obtenidos en las pruebas 02 y 03. Para efectos del diseño se tomó la mayor infiltración básica que corresponde a la prueba 01 de una magnitud igual 3,5 cm ∕ h.. [33].

(50) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO Determinación de. MATHEUS F. 2011. Icum = A t B. Hora. Tiempo acum (min). Icum(mm). Log T. Log Icum. 11:44. 0. 0. ---------. -----------. 11:45. 1. 21. 0.00. 1.32. 11:46. 2. 27. 0.30. 1.43. 11:47. 3. 34. 0.48. 1.53. 11:48. 4. 38. 0.60. 1.58. I=atb. 11:49. 5. 42. 0.70. 1.62. a. 11:50. 6. 46. 0.78. 1.66. b. 11:51. 7. 48. 0.85. 1.68. 11:52. 8. 52. 0.90. 1.72. 11:53. 9. 56. 0.95. 1.75. 11:54. 10. 60. 1.00. 1.78. 11:59. 15. 72. 1.18. 1.86. 12:04. 20. 86. 1.30. 1.93. 12:09. 25. 96. 1.40. 1.98. 12:14. 30. 105. 1.48. 2.02. 12:19. 35. 112. 1.54. 2.05. 12:24. 40. 126. 1.60. 2.10. 12:29. 45. 140. 1.65. 2.15. 12:34. 50. 151. 1.70. 2.18. 12:39. 55. 161. 1.740362689. 2.206825876. 12:44. 60. 168. 1.77815125. 2.225309282. 12:54. 70. 178. 1.84509804. 2.250420002. 01:04. 80. 186. 1.903089987. 2.269512944. 01:14. 90. 192. 1.954242509. 2.283301229. 01:24. 100. 194. 2. 2.28780173. 01:34. 110. 198. 2.041392685. 2.29666519. 01:49. 125. 207. 2.096910013. 2.315970345. 02:04. 140. 218. 2.146128036. 2.338456494. 02:19. 155. 220. 2.190331698. 2.342422681. 02:34. 170. 226. 2.243038049. 2.354108439. 02:49. 185. 232. 2.255272505. 2.365487985. [34]. Icum = A t A B. B. 18.97 8 0.507. 9.624 0.493. Infiltración Básica 295.7 Tb (min) 4 Ib (mm/min). 0.58. Ib(cm/h). 3.50.

(51) CAPITULO III: CARACTERIZACION DEL AREA DE ESTUDIO. MATHEUS F. 2011. 1000. Icum (mm). 100. 10. 1 1. 10 Tiempo (min). 100. 160 y = 18,978x 0,5071 R² = 0,9939. 140 120. Icum (mm). 100 80 60 40. 20 0 0. 10. 20. 30 Tiempo (min). Figura 3.4. Resultados de la prueba de infiltración 01 [35]. 40. 50. 60.

(52) CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO. MATHEUS F. 2011. CAPITULO IV ESTIMACION DE LA OFERTA Y DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO. 4.1 OFERTA DEL RECURSO HIDRICO. 4.1.1 Cantidad de agua La fuente de agua que surte a la finca es la quebrada Estapape. En conocimiento de que en dicha fuente no se llevan registros de caudales diarios se decidió realizar un aforo puntual en época de estiaje, en la cota donde se localiza la captación a objeto de adquirir un valor de referencia del caudal que por dicha fuente circula en la época crítica del año. No se realizó el aforo de la quebrada Estapape porque en reiteradas ocasiones el propietario hizo la solicitud al Ministerio del Ambiente y no se pudo concretar el aforo, en vista de eso se decidió hacer aforos uno (01) por semana por tres (03) semanas consecutivas durante la finalización del periodo de estiaje del año 2010, el cual finalizó en el mes de Febrero para la zona en estudio; esto se puede ver en los registros de precipitación para la estación de La Quebrada que se muestra en el Apéndice D. Los aforos se realizaron en la tubería de 06” pulgadas que alimenta el tanque de almacenamiento que surte a la finca por el método de la trayectoria los días viernes 05, 12 y 19 del mencionado mes en horas de la mañana. Los resultados se muestran en las Tablas 5.1.. [36].

(53) CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO. MATHEUS F. 2011. Tabla 4.1 Aforos en la tubería que surte al tanque de almacenamiento Fuente Tubería Promedio. Caudal (l/s) 32 39.5 35.9 35.8. Fecha del aforo 05/02/2010 12/02/2010 19/02/2010. 4.1.2 Calidad del agua La calidad de agua para el riego está establecida en gran parte a la concentración y composición de sales disueltas. Las consecuencias nocivas de las sales sobre los cultivos principalmente se den a la presión osmótica que provoca, la cual está estrechamente relacionada con la concentración total de las sales. Usualmente la concentración de las sales disueltas se determina mediante la conductividad eléctrica (CE). El agua pura es mal conductora de electricidad, mientras que cuando contiene sales, la conduce en proporción a la cantidad de las mismas en solución. El análisis de la calidad del agua de la quebrada Estapape se llevó a cabo en el Laboratorio de Química Ambiental de la Universidad de Los Andes Núcleo Universitario Rafael Rangel. Esta se realizó en dos etapas, la primera siguiendo las instrucciones suministradas por el personal técnico del laboratorio. Toma de la muestra de agua La toma de la muestra de agua se debe realizar con el mayor cuidado y bajo condiciones de higiene ya que un mal manejo en la toma de la muestra condiciona los resultados del análisis y la interpretación de los resultados.. [37].

(54) CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO. MATHEUS F. 2011. Para la toma de la muestra se utilizó una botella de agua mineral con capacidad de almacenamiento de 1litro debidamente esterilizada, esta se lleno con el agua de la quebrada y se cerró herméticamente con tirro, unido a la toma de la muestra también se realizó la medición de la temperatura del agua la cual arrojo 17.5°C a las 08:15am del día 29/11/10. Los resultados se pueden observar en la Tabla 4.2 y en el Apéndice E copia del resultado emanado por el Laboratorio. Tabla 4.2. Resultados del análisis de calidad del agua Parámetros Ph. Método. Muestra. Unidades. Potenciometrico. 7.96. U/pH. Valores Máximos (M.A) 6–9. Conductimetrico. 60.00. S/cm. 2000. Termométrico. 20.00. °C. -. Titulación. 25.00. mg/L. 500. Titulación. 18.00. mg/L. 200. Titulación. 6.00. mg/L. 70. Colorímetro. 0.05. mg/L. 10. Kjeldahl. 0.10. mg/L. 20. Colorímetro. 0.50. mg/L. 20. Titulación. 1.00. mg/L. 300. Colorimétrico. 10.00. mg/L. 500. Titulación. 14.00. mg/L. 500. Secado – Evaporación. 60.00. mg/L. 1500. Filtración – Secado. 15.00. mg/L. 60. Filtración – Secado. 8.00. mg/L. 60. Conductividad eléctrica (C.E). Temperatura (°C) Dureza total Calcio total Magnesio total Fósforo total Nitrógeno total Potasio total Cloruros Sulfatos Alcalinidad total Sólidos totales Sólidos suspendidos Sólidos disueltos. [38].

(55) CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO. MATHEUS F. 2011. De los análisis fisicoquímicos realizados en muestra de agua de la quebrada Estapape, ubicada en el municipio Urdaneta, parroquia La Quebrada, sector Estapape se puede deducir lo siguiente: Todos los valores obtenidos en los parámetros fisicoquímicos se encuentran por debajo de los valores permitidos por el Ministerio del Ambiente, en la Gaceta Oficial N° 37.563, para aguas del tipo 1. Es decir, que estas aguas pueden utilizarse para consumo humano con un mínimo tratamiento. Son aguas de baja mineralización y tienen un contenido bajo en los nutrientes Fosforo (P), Nitrógeno (N) y Potasio (K), lo que la hacen poco recomendable para riego, sin la fertilización correspondiente.. 4.2 DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO 4.2.1 Calculo de la evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo). Allen (2006) expresa que la evapotranspiración de los cultivos de referencia puede definirse como la tasa de evapotranspiración de una superficie extensa de gramíneas de 12 cm de altura, con un valor fijo de resistencia de la superficie de 70 sm-1 y un albedo de 0,23. El cultivo es asumido como uniforme, en crecimiento activo y sin limitaciones de agua. Para calcular la ETo se utilizo el método de Hargreaves y el de Penmman-Monteit. Se utilizaron los datos obtenidos por Penman-Monteith y tomar en consideración la alta humedad que hay en la zona esto debido a las lluvias. De igual forma se necesitan de los datos de temperatura media, máxima y mínima del aíre y valores de precipitación. Y se fundamenta en la ecuación 5.1. [39].

(56) CAPITULO IV: DEMANDA DEL RECURSO HIDRICO. MATHEUS F. 2011. Donde: Eto: es la evapotranspiración del cultivo de referencia en (mm/día) Rn: Es la radiación neta en la superficie del cultivo en (MJ/m2 *día) G: es el flujo de calor en el suelo en (MJ/m2 *día) T: temperatura media del aíre, medida a 2 m de altura (m/s) esat: presión de vapor a saturación (kPa), correspondiente a la temperatura del aire (T) eact: presión actual del vapor del aíre (kPa) Δ: pendiente de la curva de presión de vapor Del aíre (kPa/°C) γ: constante psicrometrica (kPa/°C).. Para calcular las variables presentes en la Ecuación 4.1 se realizó mediante una hoja de cálculo del programa Excel elaborado por Trezza (2007). En la Tabla 4.3 se pueden apreciar los resultados obtenidos, en los cuales destaca la Eto diaria para la zona en estudio. El mayor valor de Eto se presenta en el mes de Agosto con un valor de 3.11mm/día y el menor valor para el mes de Diciembre con 2.33 mm/día. 4.2.2 Calculo de la Evapotranspiración del cultivo (Etv) Allen (2006) define que las diferencias entre Eto y la evapotranspiración de un cultivo en particular (Etc) están relacionadas con las diferencias fisiológicas entre el cultivo de referencia y el cultivo a estudiar, así como diferencias en resistencia aerodinámicas del cultivo a la evapotranspiración. Entre las principales características que diferencian a un cultivo dado del cultivo de referencia están: 1. Altura del cultivo: este parámetro afecta la resistencia aerodinámica del cultivo a la transferencia de vapor de agua a la atmosfera.. [40].