UNIVERSIDAD ANDINA
“NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ”
FACULTAD DE INGENIERÍAS Y CIENCIAS PURAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
T E S I S
“
EVALUACIÓN Y DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN EN LA COMUNIDAD CAMPESINAJUAN VELASCO ALVARADO DEL DISTRITO DE NUÑOA - MELGAR - PUNO
”
PRESENTADO POR
:
BACH. HARRY LEIBNIZ TURPO MENDOZA
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO CIVIL
JULIACA – PERU
A mis padres Sabina y Felipe, por su
sacrificio constante durante mi
formación profesional.
A mis hermanos, Stalin, Julieta y Dulio
por el apoyo incondicional que me
brindaron en todo momento
AGRADECIMIENTO
A la Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez, a la Escuela Profesional de
Ingeniería Civil y a mis docentes por haberme inculcado con empeño sus
conocimientos durante mi formación profesional en las aulas universitarias.
A todos mis compañeros de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil, y en
especial a la promoción 2014-II, por haber compartido conocimientos y
experiencias durante los años de estudio.
RESUMEN
La Evaluación y Diseño de Riego por Aspersión, tiene un área de riego de 12
hectáreas, con un caudal de 6 l/s, la misma que beneficiará a 68 familias en la
Comunidad Campesina Juan Velasco Alvarado. El diseño contempla 20 años “vida útil”.
El costo total de la infraestructura es de S/. 132 240.99 Soles. Esta evaluación
se encuentra enmarcada dentro de los criterios de análisis público que pretende
medir o proyectar las expectativas de ganancia del agricultor.
El propósito de la presente evaluación, nos sirve como elemento de juicio
necesario, para tomar decisiones respecto al proyecto en mención, para lo cual
se han realizado diferentes cálculos en base a los ingresos obtenidos a la
producción agrícola.
La fuente principal de riego es el Pujio Miski Uno, que es captado por un sistema
de captación de largo 1.30m, ancho 1.30m, y con una altura de 1.20m, con un
cono de rebose de 4'' x 2'' con un caudal de 6.00 l/s, se cuenta con un canal de
transición de tipo revestido de sección transversal rectangular, con una plantilla
de 0.30m, tirante de 0.25m, de una longitud de 2m, para conectarse al
desarenador con un largo de 1.00m, altura de 1.20m, el cual cuenta con un tubo
de rebose y de salida de 3” de clase 7.5, dicha conducción cuenta con una
cámara rompe presión, una cámara partidora que nos permite repartir el agua en
el área de riego. El área bruta de proyecto y el área con aptitud de riego son de
12 hectáreas.
ABSTRACT
The Evaluation and Design of Irrigation by Aspersion, has an irrigation area of 12 hectares, with a flow of 6 l / s, which will benefit 68 families in the Farmers Community Juan Velasco Alvarado. The design contemplates 20 years to which it is called "useful life".
The total cost of the infrastructure is S /. 132 240.99 Suns. This evaluation is framed within the criteria of public analysis that intends to measure or to project the expectations of profit of the farmer.
The purpose of this evaluation serves as a necessary element of judgment to make decisions regarding the project in question, for which different calculations have been made based on income obtained from agricultural production.
The main source of irrigation is the Pujio Miski Uno, which is captured by a collection system of 1.30m long, width 1.30m, and with a height of 1.20m, with a 4 "x 2" overflow cone with A flow rate of 6.00 l / s, there is a transitional channel of type coated with rectangular cross-section, with a template of 0.30m, tie of 0.25m, of a length of 2m, to connect to the desander with a length of 1.00 M, height 1.20m, which has an overflow tube and 3 "output class 7.5, said conduction has a camera ruptures pressure, a paridora chamber that allows us to distribute the water in the irrigation area. The gross project area and the area with irrigation capacity are 12 hectares.
INTRODUCCION
El riego por aspersión en la sierra de nuestro territorio peruano, se viene
realizando como una actividad para ayudar al desarrollo de la región mediante la
cual se pretende incorporar nuevas áreas regables. La demanda creciente de los
alimentos está en función de los cambios demográficos por lo que es necesario
incrementar la productividad de la tierra para ello se requieren innovar las
técnicas de producción y adecuar a las condiciones del medio andino.
En el presente trabajo se realizó el levantamiento de la información de campo
para diagnosticar, analizar los problemas existentes, formular las propuestas con
mayor aproximación y diseñar la parte conceptual del proyecto, con alternativas
y técnicas.
El diseño del sistema de riego por aspersión, tiene por finalidad, innovar con una
nueva tecnología ya que dicha comunidad no cuenta con ninguna infraestructura
de riego, se ha observado que la actitud del beneficiario favorable a la propuesta
de la elaboración del proyecto y posterior ejecución, pues existe la conciencia de
elevar su nivel de producción y productividad agrícola y ganadera, los mismos
que serán facilitados por la oportuna disponibilidad de agua, adecuado uso de
suelo, una distribución uniforme y orden del recurso hídrico.
La vocación agrícola de los usuarios, los cultivos principales orientados al
mercado, la estabilidad de las cosechas, constante demanda de la cedula de
cultivo planteada en el proyecto permite el uso intensivo de la tierra y motivan la
realización del presente diseño.
El ámbito del diseño ofrece condiciones agro climatológicas favorables para el
desarrollo de la agricultura en forma intensiva y competitiva
ÍNDICE GENERAL
Pág. DEDICATORIA. I
AGRADECIMIENTO. II
RESUMEN. III
ABSTRACT. IV
INTRODUCCIÓN. V
CAPITULO I
PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. ... 1
1.2 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN... 2
1.3 ANTECEDENTES. ... 4
1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN. ... 6
1.5 HIPÓTESIS DE LA INVESTIGACIÓN. ... 6
CAPITULO II MARCO TEÓRICO 2.1. ESTUDIO DE SUELOS. ... 8
2.1.1. El suelo. ... 8
2.1.2. El perfil del suelo. ... 8
2.1.3. Horizonte del Suelo. ... 9
2.1.4. Características físicas del suelo ... 9
2.1.5. Propiedades físicas del suelo. ... 10
2.1.6. Lixiviación. ... 13
2.1.7. Clasificación de los suelos de acuerdo a su capacidad de uso. ... 13
2.1.8. Clasificación de los suelos según su actitud de riego. ... 15
2.2. RELACIÓN AGUA – SUELO. ... 18
2.2.1. Infiltración de agua en el suelo. ... 18
2.2.2. Redistribución del agua después de la infiltración. ... 23
2.2.3. Estados de humedad del suelo. ... 24
2.3. ESTUDIO DEL AGUA. ... 26
2.3.1. El agua... 26
2.3.2. Las fuentes de agua. ... 26
2.3.3. El agua en el suelo. ... 27
2.3.4. Calidad de agua de riego... 28
2.4. ESTUDIO HIDROLÓGICO. ... 30
2.4.1. La hidrología. ... 30
2.4.2. La evaporación. ... 31
2.4.3. La transpiración. ... 31
2.4.4. La evapotranspiración. ... 31
2.4.5. La precipitación. ... 34
2.4.6. Escorrentía. ... 35
2.4.7. Aforo... 35
2.5. ASPECTOS METEOROLÓGICOS. ... 36
2.5.1. El clima. ... 36
2.5.2. Factores que influyen el clima. ... 37
2.5.3. Elementos del clima. ... 37
2.5.4. Zonas de vida. ... 40
2.5.5. Importancia del clima en la producción. ... 40
2.6. EL RIEGO ... 41
2.6.1. Diseño. ... 41
2.6.2. Diseño de riego. ... 41
2.6.3. El riego agrícola. ... 42
2.6.4. Elección del método de riego... 42
2.6.5. Clasificación de los métodos de riego. ... 42
2.7. RIEGO POR ASPERSIÓN... 44
2.7.1. Objetivos del riego: ... 44
2.7.2. Ventajas del riego por aspersión. ... 45
2.7.3. Desventajas del riego por aspersión. ... 45
2.7.4. Componentes de un sistema de riego por aspersión. ... 46
2.8. RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA. ... 52
2.8.1. Criterios para el trazado del sistema de aspersión. ... 52
2.9. DISEÑO DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN. ... 53
2.9.1. Inventario de recursos... 53
2.9.2. Diseño agronómico. ... 54
2.9.3. Diseño hidráulico... 58
CAPITULO III MATERIALES Y MÉTODOS 3.1. DESCRIPCIÓN DEL ÁMBITO DEL PROYECTO... 68
3.2. UBICACIÓN. ... 68
3.2.1. Accesividad. ... 69
3.2.2. Área del proyecto. ... 69
3.3. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y RECURSOS NATURALES... 69
3.3.1. Climatología. ... 69
3.3.2. Suelo. ... 70
3.3.3. Hidrología. ... 71
3.4. DIAGNOSTICO SITUACIONAL DE LA COMUNIDAD. ... 71
3.4.1. Identificación del problema... 71
3.4.2. Demografía: ... 71
3.4.3. Características socioeconómicas y culturales de la comunidad. ... 71
3.4.4. Características agropecuarias. ... 72
3.4.5. Cedula de cultivo... 73
3.4.6. Inventario de infraestructura de riego existente y uso del agua. ... 73
3.4.8. Actitud de los beneficiarios hacia el proyecto. ... 74
3.5. METODOLOGÍA. ... 75
3.5.1. Estudio de suelos... 75
3.5.2. Estudio climatológico e hidrológico. ... 80
CAPITULO IV RESULTADOS Y DISCUSIONES 4.1. REQUERIMIENTO DE RIEGO... 91
4.2. MÓDULO DE RIEGO... 91
4.3. BALANCE HIDRÁULICO. ... 92
4.4. DISEÑO DEL SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN... 93
4.5. DIAGNOSTICO AGRONÓMICO. ... 94
4.6. DISEÑO HIDRÁULICO. ... 98
4.7. DISEÑO ESTRUCTURAL Y OBRAS DE ARTE... 117
4.8. MÉTODO Y PRESUPUESTO DE OBRA ... 129
CONCLUSIONES ... 131
RECOMENDACIONES ... 132
BIBLIOGRAFÍA ... 133
ÍNDICE DE CUADROS
pág.CUADRO 1: Horizonte del suelo. ... 9
CUADRO 2: Clases de suelo (Texturales) ... 11
CUADRO 3: Valores de densidad aparente (Da) ... 12
CUADRO 4: Inten. máx. de aplicación de agua en función al suelo. ... 19
CUADRO 5: Reducción de la inten de aplicación en función a la pendiente.... 20
CUADRO 6: Velocidad de infilt. básica de los suelos según su textura. ... 23
CUADRO 7: Componentes catiónicos y aniónicos del agua. ... 29
CUADRO 8: Directivas para la evaluación de la calidad de agua. ... 30
CUADRO 9: Coeficiente de cultivo recomendado para cultivos. ... 33
CUADRO 10: % de reducción del (D) efectivo en función al viento. ... 39
CUADRO 11: Profundidad de colocación de tuberías ... 58
CUADRO 12: Espaciamiento entre aspersores y laterales. ... 60
CUADRO 13: Coeficiente de uniformidad de CHRISTIANSEN. ... 67
CUADRO 14: ruta, acceso y distancia ... 69
CUADRO 15: Rendimiento de los cultivos en situación actua l. ... 72
CUADRO 16: Especies y cantidad de animales de crianza. ... 72
CUADRO 17: Descripción de un perfil tipo de la calicata ... 76
CUADRO 18: clasificación de suelos por su capacidad de uso. ... 78
CUADRO 19: Identificación de las clases según su aptitud de riego por calor 79 CUADRO 20: Fases de pendiente ... 79
CUADRO 21: Valores de Up en diferentes porcentajes de persistencia... 80
CUADRO 22: Análisis de persistencia para la precipitación. ... 81
CUADRO 23: Duración máxima diaria media de hrs de fuerte insolación ... 82
CUADRO 24: Variables climatológicas. ... 82
CUADRO 25: Registro de aforo de la fuente Miski Uno (L/S) ... 83
CUADRO 26: Coeficiente de los cultivos Kc: ... 90
CUADRO 27: Requerimiento de riego. ... 91
CUADRO 28: Modulo de riego de los cultivos (l/s/ha.)... 92
CUADRO 29: Profundidad radicular y coeficiente de tolerancia de humedad. 94 CUADRO 30: Índices técnicos de riego para barbecho o preparación. ... 98
CUADRO 31: Índices técnicos de riego para mantenimiento de cultivo. ... 98
CUADRO 32: Valores de “C” para uso en la formula: HAZEN – WILLAMS. .... 99
CUADRO 33: Cálculo de presiones, pérdidas de carga por fricción... 101
CUADRO 34: Especificaciones técnicas del aspersor 427B-AG ... 102
CUADRO 35: Cálculo de presión y pérdida en accesorios... 110
CUADRO 36: Cálculo de presiones, pérdidas de carga por fricción... 114
CUADRO 37: Angulo del vertedero para diferentes caudales. ... 126
1
CAPITULO I
PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
Descripción del problema.
La comunidad en el cual se pretende implementar el sistema de riego por
aspersión, tiene un área de 12 hectáreas y en la actualidad no cuenta con ningún
tipo de riego esperado solo las temporadas de lluvia para poder sembrar sus
cultivos como papa, cebada y trigo por lo cual no hay un adecuado desarrollo de
la agricultura y ganadería; con el proyecto de riego por aspersión se pretende
proponer una cedula de cultivo que les permita elevar y mejorar la calidad de
vida de los pobladores de la Comunidad Campesina Juan Velasco Alvarado del
Distrito de Nuñoa.
Durante el proceso de la elaboración del diagnóstico de la situación actual, se
llegó a una aproximación en la identificación y definición de los diferentes
problemas en el ámbito del proyecto de riego y a partir de allí, los posibles
problemas planteados fueron verificados en los recorridos en el proyecto
conjuntamente que los usuarios.
Otro de los problemas mayores es los bajos ingresos económicos percibidos por
la actividad agrícola, determinados por los bajos rendimientos agrícolas debido
al bajo uso de la intensidad del suelo.
Los proyectos de riego podrían generar algunos problemas si no se consideran
2
necesario dar cumplimiento a las normas vigentes y resulta imperativo realizar la
presente evaluación de impacto ambiental.
La organización comunal es importante la sensibilidad y mantenimiento del
proyecto por tal motivo se debe de fortalecer la organización de los usuarios del
riego para mejorar la capacidad de gestión del riego por aspersión.
El clima ha variado mucho en los últimos 40 años: la temperatura ha
incrementado con 0.2°C/década en todo el territorio, las lluvias
también han sufrido variaciones, inician ahora en los meses de noviembre y
diciembre, antes empezaba entre setiembre y octubre.
Problema general
La falta de cultivos e infraestructura de riego, es el problema en la Comunidad
Campesina Juan Velasco Alvarado del Distrito de Nuñoa, no habiendo un
adecuado desarrollo para la agricultura. Otro de los problemas mayores es la
escasa disponibilidad de agua en la zona.
Problemas específicos
El clima en la Región Puno, las lluvias se están concentrando en los meses
(enero y febrero) y se están reduciendo en (abril, mayo, junio, julio, agosto,
setiembre, octubre, noviembre y diciembre).
Las heladas se presentan ahora fuera de época, a veces en plena floración.
Antes solo se presentaban en los meses más fríos, ahora en diferentes meses
del año, afectando grandemente todo los sistemas productivos y el mismo
ecosistema.
1.2 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.
Actualmente, uno de los principales problemas que afronta el país y debe
solucionarse es la alimentación. La producción de un alimento ideal para el
3
esta clase de alimentos se haya condicionado, entre otros, a factores como
varietales, culturales, ecológicos y fitosanitarios.
Los principales problemas son solucionar el déficit de humedad durante la
estación lluviosa que deberá ser solucionado con el riego por aspersión
complementario, atenuándose de esta forma los problemas de sequía, utilizando
en forma racional el recurso agua con que cuenta la Comunidad Campesina Juan
Velasco Alvarado del Distrito de Nuñoa. Que cada vez es más escaso.
Tanto el agua como el suelo son recursos fundamentales del medio ambiente y
de la agricultura. La técnica del riego desarrollado en los últimos 30 años, ha
previsto criterios y procedimientos para racionalizar la práctica de reposición de
agua del suelo, mediante un adecuado manejo del agua, del suelo y empleo de
equipos e implemento que permitan lograr altas eficiencias de aplicación y
distribución del agua. Sin embargo, en nuestro país, el empleo de estas técnicas
es aún poco difundida y las eficiencias de riego continúan siendo baja debido a
que los diferentes sistemas de riego no obedecen a diseños técnicos adecuados
y en otros casos son operados sin seguir las pautas técnicas con las que fueron
concebidos. Con el proyecto se instalara un sistema de riego por aspersión que
les permita regular la demanda de los cultivos y brindar el recurso agua en las
parcelas en forma oportuna y suficiente para el desarrollo de la agricultura.
Justificación técnica, económica y social
La Comunidad Campesina Juan Velasco Alvarado, se caracteriza por ser uno
de los sectores agrícolas y ganaderos de la sierra del país.
Actualmente los principales problemas son solucionar el déficit de humedad
durante la estación lluviosa que deberá ser solucionado con el riego por
aspersión complementario, atenuándose de esta forma los problemas de sequía,
utilizando en forma racional el recurso de agua con que cuenta la comunidad
4
De ahí que surge la necesidad de implementar un sistema de riego tecnificado,
que permita que el regadío del agua sea suministrado de manera
automatizada en cantidades técnicamente adecuadas de acuerdo al tipo de
cultivo, extensión de terreno, condiciones climatológicas y necesidades
agro-técnicas.
Permitiendo que el suministro del recurso hídrico satisfaga las necesidades
de los productores, además de conseguir un manejo responsable de dicho
recurso sin causar impacto ambiental, mejorando las condiciones agrarias del
sector obteniendo una mayor y mejor producción.
La implementación de un sistema de riego en la comunidad, permitirá la
capacitación a futuro de los miembros de las comunidades destinadas a optar
por este sistema; así mismo, promoverá el uso de técnicas alternativas de riego
que permitan aprovechar los recursos naturales, fomentando al desarrollo
agro-tecnológico.
1.3 ANTECEDENTES.
El proyecto de riego por aspersión en la Comunidad Campesina Juan Velasco
Alvarado, es consecuencia de la urgente necesidad formulada y priorizada por
la comunidad, frente al escaso recurso hídrico en épocas de estiaje.
Los habitantes de esta comunidad, como ocupación primaria es la producción
agrícola (papa, quinua, cebada, forraje, etc) y la ganadería (vacuno, ovino, y
camélidos sudamericanos), siendo estas la principal fuente de ingresos
económicos de la población.
Título: Diseño Y Construcción De Un Sistema De Riego Por Aspersión En
Una Parcela Demostrativa En El Cantón Cevallos. Riobamba – Ecuador
2013. Marco Patricio Ramos Ramos y Darío Francisco Báez Rivera.
Se Diseñó y Construyó un Sistema de Riego por Aspersión, que permite
5
eficiente en el ámbito agronómico, la escases de agua dotada por la acequia
Mocha-Huachi, hace que los turnos de riego vayan disminuyendo
paulatinamente, llegando a una frecuencia de riego de un turno cada quince
días para cada usuario.
Se diseñó y construyó un sistema de riego tecnificado por aspersión
logrando cumplir los objetivos planteados, siguiendo un proceso de
seguimiento en las condiciones climatológicas de la zona, asistiendo
a jornadas de capacitación, realizando una investigación profunda de
los parámetros requeridos y disponibles del sistema y empleando
técnicas nuevas de implementación y automatización.
Mediante el análisis respectivo del suministro hídrico para uso agrícola en
el cantón Cevallos, se pudo notar la importancia de dicho recurso
para los habitantes que se dedican a realizar actividades agrícolas y
sus derivadas, por lo que se planteó a la población, se tome en cuenta
la posibilidad de emplear de técnicas alternativas para el riego, como es
el caso de los sistemas tecnificados que permitan optimizar el uso del
agua y mejorar la producción.
Título: Manual Para El Diseño Y Gestión De Pequeños Sistemas De Riego
Por Aspersión en Laderas. Cusco abril 2012. Juan francisco Soto Hoyos.
La gran mayoría de los diseños de pequeños sistemas de riego en ladera
presentan limitaciones y deficiencias, lo que trae como consecuencia que
gran parte de estos pequeños y medianos sistemas de riego no estén
funcionando adecuadamente y presenten serios problemas de abandono.
Elaborar una guía que sea el soporte técnico y metodológico que permita rediseñar los sistemas de riego desde una percepción más integral y
6
1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN.
Objetivo General.
Evaluar y diseñar un sistema de riego por aspersión con el fin de suministrar la
humedad esencial para garantizar la producción y productividad a los cultivos,
contribuyendo así al mejoramiento de la calidad de vida de los beneficiarios de
la Comunidad Campesina Juan Velasco Alvarado del Distrito de Nuñoa – Melgar – Puno.
Objetivos Específicos.
Diseñar el sistema de riego por aspersión en un área de 12 hectáreas de
la Comunidad Campesina Juan Velasco Alvarado del Distrito de Nuñoa – Melgar – Puno.
Diseñar el planteamiento hidráulico y obras de arte del sistema de riego
por aspersión.
Mejorar la producción y productividad agropecuaria con el adecuado manejo del sistema de riego, a fin de mejorar la condición de vida de los
pobladores de la comunidad.
1.5 HIPÓTESIS DE LA INVESTIGACIÓN.
Hipótesis General.
La aplicación del sistema de riego tecnificado mejora la producción de la
agricultura enormemente en una parcela demostrativa en la Comunidad
Campesina Juan Velasco Alvarado del Distrito de Nuñoa – Melgar – Puno.
Hipótesis Específico
Permitir aplicar el recurso hídrico en forma localizada, continua, eficiente
7 La aplicación del diseño en un sistema de riego tecnificado es ahorrar el recurso hídrico y tener una mejor producción inclusive llegando a
duplicarse con la producción y la aplicación del agua oportuna.
El riego tecnificado es un beneficio importante en la reducción del gasto de agua, esto debido a que el sistema dota la cantidad de agua que la
planta necesita para poder vivir y desarrollarse a la perfección, sin tener
8
CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
2.1. ESTUDIO DE SUELOS.
2.1.1. El suelo.
(WINTER J. , 2011) Es un sistema heterogéneo y polidisperso conformado por
elementos solidos (minerales y orgánicos). Líquidos y gaseoso, caracterizados
por propiedades especificas adquiridas durante su evolución, que le confiere la
capacidad de poder satisfacer en mayor o menor medida de las necesidades
vitales de crecimiento y desarrollo de la planta.
Se puede conceptuar el suelo como un medio natural poroso, que sirve para
almacenar cierta cantidad de agua, que luego será extraído por las plantas para
satisfacer sus demandas ocasionadas como consecuencia de la producción de
cosechas.
2.1.2. El perfil del suelo.
(WINTER J. , 2011) Es una vista de una sección transversal del suelo. Si realizamos
un corte en sección a través de este suelo se hallan capas horizontales
denominados horizontes. Están situados encima del material originario se
9
2.1.3. Horizonte del Suelo.
Se define horizonte como una capa de suelo, aproximadamente paralela a la
superficie, presentando propiedades que resulten de procesos pedogeneticos y
que difieren de aquellas capas vecinas.
(WINTER J. , 2011) Un horizonte del suelo, se diferencia generalmente de los
horizontes adyacentes por las características observables y medibles sobre el
terreno como el color, la estructura, la consistencia, la presencia o ausencia de
carbonatos.
CUADRO 1: Horizonte del suelo.
DESCRIPCIÓN MANUAL DE CARTOGRAFÍA
TAXONOMÍA DE SUELO
HORIZONTES ORGÁNICOS A00 O1
A0 O2
HORIZONTES ELUVIALES
A1 A1
A2 A2
A3 A3
AB HORIZONTES ILUVIALES
B1 B1
B2 B2
B3 B3
MATERIAL MADRE ALTERADO C1
C
MATERIAL MADRE ALTERADO C2
ROCA MADRE D
R Fuente: Edafología, 1980 Edavaly de la Peña, Zirena Díaz José. Pág. 29
Donde:
O₁, O₂, = Horizontes orgánicos.
A₁, A₂, A₃, AB, AC, B₁, B₂, B₃, C, R = Horizontes minerales.
2.1.4. Características físicas del suelo
(WINTER J. , 2011) El suelo como un medio poroso, es un sistema compuesto por
tres componentes básicos: fase sólida, fase liquida y fase gaseosa. Estas fases
del suelo proporcionan a los cultivos los nutrientes, además de agua para el
desarrollo de los procesos fisiológicos y el oxígeno necesario para la respiración
10
La fase sólida, está conformada por partículas minerales y una pequeña
proporción de partículas orgánicas, lo óptimo en un suelo agrícola es que
contenga un 5% de materia orgánica.
La fase Gaseosa, Está compuesta por los poros grandes que son los espacios
que se llenan de aire.
La fase liquida, está compuesta por el agua que ocupa parte del espacio poroso
conformado por los poros pequeños.
2.1.5. Propiedades físicas del suelo.
Textura del suelo.
(WINTER J. , 2011) Está determinado por la conformación granulométrica e indica
la proporción que existe entre las diferentes fracciones de arena, limo y arcilla.
%𝑨𝒓𝒆𝒏𝒂 + %𝒍𝒊𝒎𝒐 + % 𝒂𝒓𝒄𝒊𝒍𝒍𝒂 = 𝟏𝟎𝟎%
El Organismo de las Naciones Unidas para la Alimentación y Agricultura.
Clasifica por su textura en 6 tipos de suelos. Suelo Arenoso
Suelo Franco Arenoso
Suelo Franco
Suelo Franco Limoso
Suelo Franco Arcilloso
Suelo Arcilloso
La importancia de la textura está relacionada con la productividad de los suelos.
La textura influye de la siguiente manera.
La aireación del suelo
La capacidad retentiva para la humedad del suelo
Los sistemas de conservación del agua y del suelo
Adaptación de los suelos
11 El almacenamiento de elementos nutritivos
Clases de suelos (Texturales)
Las clases texturales se basan en las diferentes combinaciones de arena, limo y
arcilla. Se tienen las siguientes clases texturales básicas.
CUADRO 2: Clases de suelo (Texturales)
CLASES TEXTURA CLASE TEXTURAL
Arenoso
Gruesa Arena
Arena franca Moderadamente
gruesa
Franco arenoso Franco arenoso fino
Franco
Media
Franco arenoso muy fino Franco
Franco limoso Limo
Moderadamente fina
franco arcilloso Franco arcillo arenoso Franco arcillo limoso
Arcilloso Fina
Arcilla arenoso Arcilla Limoso Arcilla
Fuente: Riego por Aspersión en la comunidad de patapata - Lircay (1997) Delgado; C.F. Luiza M.D. Pág. 26
Estructura.
(WINTER J. , 2011) La estructura del suelo corresponde a la forma en que se agrupan las partículas elementales (Arena, Limo y Arcilla) en agregados. Es uno
de los primeros procesos que ocurre en el suelo, junto con la incorporación de
materia orgánica y que distingue a este del material geológico.
Densidad del suelo.
Dos términos se utilizan para expresar la densidad del suelo. La densidad de
partículas, mide las partículas que forman un suelo y la densidad aparente, es la
12
Densidad aparente (Da)
(VELASQUEZ, 1992) Es la relación que existe entre el peso del suelo seco (Ps) y el
volumen total (Vt) de una muestra de suelo no disturbada y se expresa en
Gr/cm3. El cálculo se efectúa mediante la relación.
𝑫𝒂 =𝑷𝒔
𝑽𝒕
CUADRO 3: Valores de densidad aparente (Da)
Según Romano y Lauiciani (1964)
TEXTURA Densidad Aparente Da (%)
Arena (Ar) 1.65
Franco arenoso (F.Ar) 1.50
Franco (F) 1.35
Franco limoso (F.Li) 1.30
Franco arcilloso (F. Ac) 1.20
Arcilloso (Ac) 1.10
Terreno humifero 0.90
Fuente: Walter Olarte, Manual Diseño y Gestión de Sistema de Riego por Aspersión en Laderas (2002) Pag. 25
La densidad aparente es de mayor importancia que la densidad real, para
comprender el comportamiento físico de los suelos. En general, los suelos con
bajas densidades (suelo orgánico) de masa tienen mejores condiciones físicas
que los suelos con densidades elevadas.
Densidad Real (Dr)
(VELASQUEZ, 1992) Representa la relación existente entre el peso de una unidad
de volumen real de suelo (Ps) y el volumen de las partículas sólidas (Vs) en
estado compacto sin considerar el volumen de los poros, y se expresa en gr/cm3
su determinación se efectúa mediante la relación
13
Porosidad del Suelo.
(VELASQUEZ, 1992) Las partículas individuales ocupan en el suelo
aproximadamente la mitad del volumen. Los espacios vacíos que quedan entre
partículas y dentro de los agregados son llamados espacios porosos, en
condiciones de campo este volumen está ocupado todo el tiempo por aire y/o
agua. El espacio poroso varía con la textura, estructura y contenido de materia
orgánica del suelo.
El espacio poroso se determina mediante la siguiente ecuación.
𝑷 = ( 𝟏 −𝑫𝒂
𝑫𝒓 ) 𝒙𝟏𝟎𝟎
2.1.6. Lixiviación.
La Lixiviación se define como el paso del agua a través de los perfiles del suelo
y que arrastra a su peso, además de partículas de suelo, toda clase de productos
y substancias solubles en agua, o que no están absorbidas a las partículas del
suelo, tales como fertilizantes, fungicidas, herbicidas, insecticidas, etc.
El efecto de lixiviación depende de muchos factores. Entre los principales
podemos señalar la textura del suelo, la cantidad de lluvia, el tipo de riego.
2.1.7. Clasificación de los suelos de acuerdo a su capacidad de uso.
DESCRIPCIÓN DE LAS CLASES.
TIERRAS APROPIADAS
CLASE I:
La tierra de la clase I es apropiada para cultivo sin necesidad de métodos
especiales, lo mismo que las tierras de las clases II y III, debe ser laborable y por
lo menos moderadamente productiva. Además debe ser casi llana, no propensa
a erosión si no en forma leve, sin considerar el tratamiento que se les imponga
debe ser exenta de inundaciones que obstaculicen la siembra, el creci miento o
14
CLASE II
Es apropiada para cultivos con métodos sencillos en forma permanente, los
métodos esenciales que probablemente se necesitan son:
Combatir la erosión, conservación de aguas, drenaje simple, regadío simple,
remoción de piedras y otros impedimentos o aumento de fertilidad por medio de
fertilizantes u otras correcciones del suelo.
CLASE III
Es apropiada para cultivos permanentes utilizando intensivos. Es tierra que
requiere la adaptación cuidadosa e intensiva de los mejores procedimientos
factibles para contrarrestar la erosión o para el aprovechamiento del suelo. Las
practicas necesarias algunas de ellas igual al de las clase II son: medidas de
contra la erosión, conservación de agua, drenaje, métodos intensivos de riego,
remoción de las piedras grandes y numerosas, aumento de la fertilidad mediante
el empleo de fertilizantes o mejoramientos de suelos.
TIERRAS APROPIADAS PARA CULTIVOS ACASIONALES O LIMITADOS.
CLASE IV.
La clase IV sirve únicamente para cultivos muy limitados. Puede ser más
escarpada o ser más susceptible a la erosión, presentan mayor dificultad para
drenarla o regarla, tener menor fertilidad o mayor soltura y porosidad, lo que hace
excesivamente permeable. No es tierra para cultivos, se utiliza mejor para
vegetación permanente.
TIERRAS IMPROPIAS PARA CULTIVAR, PERO ADECUADAS PARA
PRADERA Y ARBOLES.
CLASE V.
La clase V no es propia para cultivos, pero sirve sin limitaciones de carácter
especial para vegetación permanente, como praderas y árboles. Debe ser casi
llano y no estar expuesta a la erosión por lluvias o por vientos, aunque tuviera
15
además producir rendimientos, moderados o considerables de forraje o
productos forestales.
CLASE VI
La clase VI es adecuada para vegetación permanente, y se usara para pastoreo
o bosques con restricciones moderadas. No es adecuado para cultivo. La mayor
parte de ella tiene declive moderado, por lo cual está expuesto a la erosión por
la lluvia o por viento, aunque tuviera que eliminar la cubierta vegetal.
La tierra no está expuesta a la erosión, pudiendo además producir rendimientos
moderados o considerables de forraje o productos forestales. La tierra se
clasifica en clase V, prescindiendo del tipo, cantidad o estado de la vegetación.
CLASE VII
La clase VII no es propia para el cultivo, debiendo atenderse cuidadosamente
cuando se destina a pastos y bosques. Las practicas tales como surcos en
contorno, camellones y canalizaciones para espaciar el agua.
2.1.8. Clasificación de los suelos según su actitud de riego.
(THORNE, 2014) Según la clasificación adoptada por United Status Wather Bureau
y las normas (U.S.B.R.) “Clasificación de suelos, según sus condiciones para el riego”. Se tiene: basado en esta clasificación de suelos se determinan la clase y
subclase de la parcela donde se instalara el sistema de riego por aspersión.
Siendo aceptado las clases 1 al 4. Porque aún se puede utilizar para el riego,
requieren de un manejo muy cuidadoso en lo referente a la conservación de
suelos.
Unidades de clasificación.
(THORNE, 2014) Las unidades básicas para identificar los suelos de acuerdo con
16
Clases de tierras irrigables
Esta clase comprende un grupo de suelos que son similares respecto al grado
de limitaciones y riesgos para su uso que pueden afectar el uso agrícola de
tierras.
La clase de tierra regable no es un grado de productividad ni es un grado estricto
de riesgo de erosión, permeabilidad, capacidad de retención de agua, salinidad,
alcalinidad o cualquier otra característica del terreno. Sin embargo, hay ciertas
reglas generales que pueden seguirse.
(THORNE, 2014) A continuación se dan las definiciones de cada uno de las seis
clases:
CLASE 1.
Los suelos de esta clase son los más apropiados para riego y tiene pocas
limitaciones que restringen su uso.
Están casi a nivel, son profundos, permeables, bien drenados y con buena
capacidad de retención de humedad.
CLASE 2.
Los suelos de esta clase son moderadamente apropiados para riego y tiene
algunas limitaciones que reducen el número de cultivos o requieren de prácticas
moderadas de conservación.
CLASE 3.
Los suelos de esta clase son poco apropiados para el riego y tiene severas
limitaciones que reducen al número de cultivos o requieren de prácticas
especiales de conservación o ambos casos.
CLASE 4.
Los suelos de esta clase son los menos apropiados para riego y tienen muy
severas limitaciones que restringen el número de cultivos; requieren de un
manejo muy cuidadoso y de prácticas especiales de conservación o una
17
Los suelos de esta clase deben ser capaces de producir cosechas aunque sea
por escaso margen económico.
CLASE 5.
Esta es una clase con condiciones especiales. Los suelos de esta clase no
reúnen el mismo de requerimientos para clasificarlos dentro de las clases 1, 2, 3
y 4.
CLASE 6.
Los suelos de esta clase son impropios para riego. No reúnen el mínimo de
requerimientos para la clasificación dentro de las clases 1, 2, 3 y 4; están fuera
de alcance del agua de riego o caen fuera del área irrigable considerada.
Subclases de tierra regable.
Son agrupaciones dentro de cada clase, la subclase se identifica por medio de
letras minúsculas. Cuando los suelos tienen más de una limitación, primero se
escribe la dominante y a continuación, las demás en el siguiente orden: s t w e.
Las cuatro limitaciones de las subclases son:
La subclase (s)
Limitaciones del suelo en la zona radicular, comprende suelos cuyas limitaciones
en la zona radicular son los riesgos o limitaciones dominantes para su uso.
Estas limitaciones son el resultado de factores tales como suelos superficiales,
piedras, baja capacidad de retención del agua, baja fertilidad (difícil de corregir)
y presencia de salinidad o alcalinidad.
La subclase (t)
Limitaciones topográficas, comprende suelos donde la topografía es la limitación
o riesgo dominante para su uso. Pendientes inclinadas, onduladas o escarpadas
o una combinación de estas presentan limitaciones en el manejo del agua del
18
La subclase (w)
Exceso de agua, comprende suelos donde el exceso de aguas es la limitación o
riesgo dominante para su uso. El criterio que se sigue para determinar que suelos
a esta clase es drenaje deficiente, humedad, manto freático elevado de
inundación.
La subclase (e)
Erosión, comprende suelos donde la susceptibilidad a la erosión o al efecto de
antiguas erosiones, es el problema o riesgo dominante para su uso.
2.2. RELACIÓN AGUA – SUELO.
(VELASQUEZ, 1992) El agua es fuente de vida. Es una propiedad muy dinámica y
de cantidad y el tiempo de permanencia en el suelo puede ser benéfico o actuar
negativamente en relación al crecimiento de las plantas. Cuando hay exceso de
agua se pierden los nutrientes por lavaje, cuando la evaporación es alta y el agua
es escasa hay acumulación de sales disueltas en la capa superficial en
concentraciones de su formación y en su desarrollo.
2.2.1. Infiltración de agua en el suelo.
Se entiende como tal, el paso de agua a través de la superficie del suelo y tienen
gran importancia en el proceso de riego.
La velocidad de infiltración que normalmente se mide en mm/h, limita el ritmo de
aplicación de agua al terreno para que no haya escorrentía y depende
principalmente de:
El tiempo de infiltración
El contenido inicial de agua en el suelo
La conductividad hidráulica saturada
El estado de la superficie del suelo
La presencia de estratos de diferente textura.
19
del suelo en un tiempo determinado, y se deduce por tanto a partir de la
infiltración. La variación de ambos con el tiempo determinado.
A. Factores que intervienen en la infiltración.
a. El suelo
El suelo actúa esencialmente como un medio poroso que proporciona gran
número de canales para que el agua penetre a través de su superficie.
El aumento del contenido de materia orgánica en el suelo (textura ligera), tiende
a aumentar la capacidad de infiltración, debido a su incremento de la porosidad.
En suelos pesados (arcillosos) la velocidad de infiltración es pequeña, por eso
suelen realizarse aplicaciones ligeras y frecuentes de agua durante el riego.
El siguiente cuadro nos muestra la intensidad de aplicación en funcion al tipo de
suelo.
CUADRO 4: Inten. máx. de aplicación de agua en función al suelo.
TIPO DE SUELO INTENSIDAD MÁXIMA DE APLICACIÓN (mm.h)
Ligero 15 a 25
Medio 10 a 15
Pesado 3 a 10
Fuente: Curso Riego por Aspersión, GPER - INKA 1982 Pag. 23
b. Vegetación
En general la cubierta vegetal y las condiciones en que se encuentra la superficie
del suelo, tiene mayor importancia sobre la infiltración que el tipo y textura del
suelo.
c. Pendiente del terreno
En terreno con pendiente, determina la velocidad de infiltración de los suelos son
menores. Parámetro que se toma en cuenta para los diseños de sistema de
riego. Razón por el cual hay la necesidad de ajustar la intensidad de aplicación
20
CUADRO 5: Reducción de la inten de aplicación en función a la pendiente
PENDIENTE DEL SUELO (%)
REDUCCIÓN DE LA INTENSIDAD (%)
0 a 5 0
6 a 8 10
9 a 12 20
13 a 20 30
˃ a 20 40
Fuente: Curso Riego Andino (IV) 2000, GPER - INKA Pag. 25
Métodos para determinar la infiltración.
Existen varios métodos para medir la infiltración y así determinar la capacidad
de infiltración de un suelo, entre los que tenemos:
Método basado en el análisis de los registros de precipitación y escorrentía de
una cuenca natural.
Medida con infiltro metros
Análisis de infiltración por surcos
Método consistente en uso de radioisótopos
Tipos de infiltro metros.
Existen tres tipos:
Anillos concéntricos
Muntz
Kohnke
Infiltro metro de anillos concéntricos.
(HURD, 2012) Este instrumento está conformado por dos cilindros metálicos
concéntricos de 2 mm. De espesor. El cilindro interno tiene una altura total de 35
cm. Por un diámetro de 11.28 cm. Que hace una sección de 100 cm2. De tal
manera que 10 cm. De altura equivale a un litro de agua; a una altura de 6 cm.
De borde inferior lleva un orificio de 0.5 cm. De diámetro para conectar el tubo
21
El cilindro externo tiene una altura total de 25 cm. De diámetro, haciendo un área
de corona de 314.16 cm2. A una altura de 6 cm. Del borde inferior lleva dos
orificios de 0.5 cm. De diámetro, uno de ellos se comunica con el cilindro interno,
a través de un tubo metálico que marca la altura de la lámina de agua y el otro
que marca la carga del cilindro externo.
A un cilindro por debajo de estos orificios se encuentra el anillo “tope” cuyo radio
de corona es de 3 cm. Al costado del cilindro externo lleva una pequeña mesa
que soporta al depósito de alimentación, que es una botella de vidrio aforada. Las patitas de soporte están a nivel de anillo “tope”, a los costados superiores
del anillo externo llevan dos manubrios que sirven para introducir al suelo el
instrumento.
(HURD, 2012)Los dos cilindros están equidistantes fijamente por cuatro radios en
su parte superior y por cuatro en su parte interior.
1. Unidades de infiltración.
a. Velocidad de infiltración instantánea (I).
Llamado también velocidad de infiltración parcial, es la velocidad de infiltración
que alcanza el agua en un momento dado. Este hecho indica que, la velocidad
de infiltración de un suelo no es un dato puntual. Si no que varía con el tiempo,
siendo elevado al inicio del proceso cuando el suelo está seco y va disminuyendo
a medida que transcurre el tiempo cuando el suelo se humedece, hasta hacerse
constante en el tiempo cuando este se satura.
Muchos estudios se han efectuado alrededor de la infiltración del agua del suelo.
El más simple y que se mantiene vigente es el efectuado por Kostiakov, Lens y
Cridle, el cual manifiesta que la función que describe la velocidad de infiltración
en un momento cualquiera del proceso, describe una curva cuya ecuación es la
forma exponencial siguiente.
𝑰 = 𝒂 𝒙 𝒕𝒐ᵇ
Donde:
22
a = Es un parámetro que depende de las características intrínsecas del suelo
tales como: la carga hidráulica aplicada, la pendiente, la rugosidad, etc. Este
parámetro describe la pendiente de la curva, la misma que varía entre 0 y -1 por
que la velocidad disminuye conforme para el tiempo. Al descender la curva de
infiltración su valor es siempre negativo.
To = Tiempo de oportunidad que tiene el suelo de estar en contacto con el agua
(minutos).
b = es un parámetro que depende de las características extrínsecas del suelo
tales como: la carga hidráulica aplicada, la pendiente, la rugosidad, etc.
Parámetro que describe la pendiente de la curva que varía entre 0 y -1 por que
la velocidad disminuye conforme pasa el tiempo.
b. Infiltración acumulada o lámina infiltrada acumulada (lcum)
La cantidad de agua que penetra en el perfil del suelo es acumulada en el tiempo,
determinado una lámina de agua. Cálculo por tanto se efectuara integrando la
ecuación de la infiltración instantánea en función del tiempo.
𝑰𝒄𝒖𝒎 = 𝒂
𝟔𝟎(𝒃 + 𝟏)𝒕𝒐𝒃+𝟏
c. Velocidad de infiltración básica (Vib).
Es la velocidad de infiltración instantánea cuando la proporción de cambio entre
dos valores continuos es igual o menor al 10%. La velocidad de infiltración del
suelo se produce cuando el suelo tiende a saturarse y por tanto su valor tiende
a ser constante a la curva asintótica, pero nunca es igual a cero. Su expresión
matemática es:
𝑽𝑰𝒃 = 𝒂 𝒙 𝒕𝒐𝒃
Donde:
VIb = Velocidad instantánea básica Cm.h-1
To = Tiempo de oportunidad cuando su valor es de (-10b), que es el tiempo
teórico en el cual ocurrirá lb. Si se expresa en minutos su valor equivale a (-600
23
nos permitirá conocer la velocidad de infiltración cuando el suelo tiene a
saturarse. Es decir el valor de la velocidad de infiltración básica del suelo es:
𝑽𝑰𝒃 = (−𝟔𝟎𝟎 )𝒕𝒐𝒃
Para categorizar los valores de la velocidad de infiltración básica en forma rápida,
generalmente se manejan los siguientes rangos:
Velocidad de infiltración lenta 0.5 a 2.00 cm.hˉ¹
Velocidad de infiltración moderada 2.1 a 13.00 cm.hˉ¹
Velocidad de infiltración rápida ˃ a 13.1 cm. hˉ¹
CUADRO 6: Velocidad de infilt. básica de los suelos según su textura.
TEXTURA Vli (mm.h)
Arcilloso 3,8
Franco arcilloso 6,4
Franco limoso 7,6
Limoso 8,0
Franco 8,9
Limo arenoso 10,0
Arenoso limoso 15,0
Franco arenoso 16,0
Arenoso 19,0
Arenoso grueso 50,0
Fuente: Walter Olarte, Manuel, Diseño y Gestión de Sistema de Riego por Aspersión en Laderas (2002) - FAO. Pág. 35
2.2.2. Redistribución del agua después de la infiltración.
(GARCIA, 1997) La redistribución se inicia después de un riego o lluvia, cuando la
superficie del terreno ya no está cubierta por el agua, que ha infiltrado en su
totalidad. En estas condiciones, el potencial matricial es nulo y solo actúa en
potencial gravitatorio, cuyo gradiente, como ya sea visto la unidad, es el que
provoca del descenso vertical del agua. Con este movimiento el flujo de agua
hacia el interior del suelo hace que las capas superiores vayan quedando con
24
2.2.3. Estados de humedad del suelo.
Saturación (s).
Se dice que un suelo se encuentra en estado de saturación, cuando el agua
ocupa todos los espacios vacíos del suelo. (Macro y micro poros), es decir, el
agua ha desplazado todo el aire en el suelo. Cuando se llega a este estado se
dice que el suelo está a 100% del contenido de humedad. Este estado de
humedad se presenta en suelo agrícola inmediatamente después de un riego
pesado de preparación del suelo o una lluvia intensa. En este momento los
excesos de agua se van drenando por gravedad dando lugar a la percolación.
Prácticamente el potencial del agua en el suelo llega a cero atmosferas y no se
llama agua gravitacional, superflua o agua libre. Los instrumentos que miden
adecuadamente este tipo de humedad en condiciones de campo son los
tensiómetros.
Capacidad de campo (cc).
Llamado también capacidad normal de campo, Field capacity, tempero, etc. Se
dice que un suelo se encuentra a capacidad de campo, cuando el suelo retine la
máxima cantidad de agua que le permita sus micros poros y cuando se ha
recompuesto el aire en los macro poros.
Es decir, ha cesado el drenaje libre de agua. De esta manera, se puede afirmar
que la capacidad de campo se constituye en el estado más favorable de
humedad para el crecimiento de las plantas y adonde debe llegarse con el riego.
Este estado generalmente se presenta cuando el potencial alcanza las 0.3
atmosferas en suelos francos, 0.5 en suelos a capacidad de campo se llama
agua capilar o agua útil y se encuentra retenido por la tensión superficial de las
partículas del suelo. Los instrumentos que miden de mejor manera este tipo de
humedad en campo son los hidrómetros de bloque de yeso.
Recientemente fuentes yague en su publicación “técnicas de riego” al efectuar
regresiones lineales entre el contenido de arcilla, arena, limo y la capacidad de
25
𝑪𝑪 = 𝟎.𝟒𝟖 𝑨𝒄 + 𝟎.𝟏𝟔𝟐 𝑳𝒊 + 𝟎. 𝟎𝟐𝟑 𝑨𝒓 + 𝟐. 𝟔𝟐
Donde:
Ac = Arcilla
Li = Limo
Ar = Arena
Punto de marchitez permanente (PMP).
Llamado también coeficiente marchitez permanente o útil punto de marchitez. Se
dice que un suelo se encuentra en un punto de marchitez permanente, cuando
retiene una mínima cantidad de agua, pero que ya no puede ser aprovechada
por las raíces, lo cual ocasiona un marchitamiento irreversible de las hojas y
consecuentemente la muerte de la planta. Este estado se presenta cuando a
partir de la capacidad de campo el agua se va perdiendo por evapotranspiración
del cultivo activo y no se repone el agua al suelo.
Para la medida del punto de marchitez permanente, se procede de manera
parecida a la capacidad de campo; es decir, existen ecuaciones empíricas que
permiten su cálculo, recientemente fuentes yague, propone la siguiente relación
para el cálculo de PMP.
𝑷𝑴𝑷 = 𝟎. 𝟑𝟎𝟐 𝑨𝒄 + 𝟎.𝟏𝟎𝟐 𝑳𝒊 + 𝟎.𝟎𝟏𝟒 𝑨𝒓.
Humedad disponible del suelo (HD).
La humedad disponible para la planta es el agua que se encuentra entre la
capacidad de campo y el punto de marchitez permanente.
A partir de 1965, hay aceptación por el cálculo de la CC a partir de la HD,
habiendo surgido algunos autores que proponen las siguientes ecuaciones para
estimar la HD:
Según Albert: HD = 0.55 Ac + 10
Según Grass: HD = 0.59 Ac + 0.16 Li +5.47
Según Boeing: HD = 0.61 Ac + 0.25 Li + 0.023 Ar.
26
Donde:
Ac = Arcilla
Li = Limo
Ar = Arena
MO = Materia Orgánica
2.3. ESTUDIO DEL AGUA.
2.3.1. El agua.
(GARCIA, 1997) El agua es imprescindible para la vida, por ello desde que tenemos
regencias históricas, las grandes civilizaciones se desarrollaron principalmente a
lo largo de importantes ríos. En estos lugares la población no solo disponía de
agua, sino que también podía cultivar las plantas que necesitaban.
2.3.2. Las fuentes de agua.
Existen diferentes fuentes en el suelo las principales son las siguientes:
a. Las aguas superficiales.
En muchos aspectos el agua superficial (que proviene de avalanchas,
inundaciones, etc.) se identifica con el agua de riego, con la gran diferencia de
que no está suministrada por el hombre.
Cuando las inundaciones pasan sobre la superficie del terreno, el suelo absorbe
parte del agua y queda almacenada a disposición de las plantas. En algunas
regiones la producción agrícola depende enteramente de este tipo de agua.
b. El agua subterránea.
Es aquella que ocupa gran parte de los espacios vacíos del interior del terreno.
El movimiento de ascenso del agua subterránea por capilaridad desde la
superficie del agua hasta la zona radicular puede constituir la fuente más
importante de aprovisionamiento para el desarrollo vegetal.
c. Las precipitaciones.
Para que las lluvias produzcan los máximos beneficios deben cumplir los
27 La cantidad de lluvia debe ser suficiente para reponer el agua gastada en
la zona radicular.
Su frecuencia debe ser tal que suministre humedad al suelo antes de que las especies vegetales padezcan por su falta.
Sean lo suficientemente intensas para dar tiempo al suelo al absolverlas.
Solo en contadas localidades y ocasiones las lluvias se ajustan a estos
requerimientos. En la medida en que no se dan estos requisitos, los riegos
son necesarios.
d. El agua atmosférica no procedente de precipitaciones.
La humedad proporcionada por el agua atmosférica que no procede de lluvias
tiene gran importancia. Y es necesario que se den las siguientes condiciones
atmosféricas.
Formación de nieblas y nubes.
Formación roció abundante.
Alta humedad atmosféricas.
2.3.3. El agua en el suelo.
(AGROPECUARIA., 2000). El objetivo que se pretende con el riego es satisfacer las
necesidades hídricas de los cultivos, aplicando el agua uniformemente y de
forma eficiente, es decir, que la mayor cantidad de agua aplicada quede
almacenada en la zona radicular a disposición del cultivo. Este objetivo debe
alcanzarse sin alterar la fertilidad del suelo y con una mínima interferencia sobre
el resto de las labores de cultivo.
Clases de agua del suelo.
Agua gravitacional o agua libre.
Ocupa los poros mayores del suelo y drena bajo la influencia de la
gravedad. El límite superior de agua gravitacional es cuando el suelo se
encuentra saturado, ósea, cuando los poros estén llenos completamente
28
(AGROPECUARIA., 2000). Es aquella que momentáneamente llena los
grandes poros del suelo, pero que es arrastrada por la acción de la
gravedad en los suelos correctamente drenados.
Agua Capilar.
El agua capilar es la retenida en los poros por la tensión superficial y entre
las partículas, el suelo en este estado, se dice que está a la capacidad de
campo, y considerando normalmente como el agua disponible para las
plantas.
SERVICIO DE CONSERVACIÓN DE SUELOS. El agua capilar es el agua
retenida en los poros del suelo venciendo la acción de la gravedad. De
esta, una parte es más móvil y disponible por las plantas y otra está unida
con más fuerza a las partículas del suelo.
Agua higroscópica.
Esta agua se retiene en la forma de película delgada en torno a las
partículas de tierra, en forma tan firme que no se encuentra a disposición
de las plantas, excepto, quizá, en los casos extremos de sequía.
SERVICIO DE CONSERVACIÓN DE SUELOS. En el agua fuertemente
fijado por las partículas de suelo. No es disposición de las plantas.
2.3.4. Calidad de agua de riego.
La capacidad es un factor importante para evaluar el suministro de agua de riego
y debe practicarse un análisis previo antes de decidir el tipo de agua que debe
emplearse para el riego.
Parámetros que define la calidad de agua de rio.
a. Salinidad o concentración total de sales solubles.
Uno de los aspectos más interesantes para el riego es el contenido de sales de
agua. Este contenido puede ser peligros cuando por encima de un gramo por
litro, contabilizándose en esta cifra todos los iones existentes en el agua.
29
b. Permeabilidad o peligro de alcalinidad
Es el parámetro empleado para evaluar el riesgo de codificación o alcalinización
del suelo por acción del agua. el mismo que afecta las condiciones físicas e
hidrodinámicas de los suelos, especialmente la velocidad de infiltración; ha sido
hasta hace años el R.A.S. (Relación de Absorción del Sodio). Defina por:
𝑹𝑨𝑺 = 𝑵𝒂⁺
√𝑪𝒂⁺⁺ +𝑴𝒈⁺⁺
𝟐
c. Composición iónica especifica del agua.
Los iones que se investigan en un análisis normal de agua para riego son:
CUADRO 7: Componentes catiónicos y aniónicos del agua.
CATIONES ANIONES
Calcio (Ca⁺⁺) Cloruro (Clˉ) Magnesio (Mg⁺⁺) Sulfato (SO₄⁼) Sodio (Na⁺) Bicarbonato (CO₃Hˉ) Potasio (K⁺) Carbonato (CO₃⁼) Fuente: Núñez Valencia Francisco (2001), "Proyecto de Riego por Aspersión en la localidad de Karhua". Pág. 36
La concentración de cada uno de ellos es muy variable. En general, entre los
30
CUADRO 8: Directivas para la evaluación de la calidad de agua.
TIPO DE PROBLEMA
GUÍA DE CALIDAD DE AGUA
NO HAY PROBLEMA
HAY PROBLEMA CRECIENTE
HAY PROBLEMA
GRAVE 1. SALINIDAD ECI (mmhos/cm) <0.7 0.7 - 3.0 >3.0
2. PERMEABILIDAD (Na)
ECI (mmhos/cm) > 0.5 0.5 - 2.0 < 2.0
Montmorillonita, sinectita < 6 6-9 > 9
Illita, verniculita < 8 8-16 > 16
caolinita, sesquioxidos < 16 16-24 > 24
3. TOXICIDAD IÓNICA ESPECIFICA
. Sodio (Na)
Riego superficial (RAS aj) < 3 3 - 9 > 9
Riego por aspersión (meq/lt) < 3 > 3
Cloruros (CI)
Riego superficial (RAS aj) < 4 4 - 10 > 10
Riego por aspersión (meq/lt) < 3 > 3
Boro (B) (meq/lt) < 0.7 0.7 - 2.0 > 2.0
4. EFECTOS DIVERSOS
Nitrógeno
NO3 - N, NH4 - N (meq/lt) < 5 5 - 30 > 30
Bicarbonatos
Con aspersores (meq/lt) < 1.5 1.5 - 8.5 > 8.5
pH (Gama normal 6.5 - 8.4)
Estudio FAO riego y drenaje N° 29. la calidad de agua para la agricultura. Fuente: "Principios de irrigación" (1994). WALTER OLARTE. Pág. 15
2.4. ESTUDIO HIDROLÓGICO.
2.4.1. La hidrología.
La hidrología versa sobre el agua de la tierra su existencia y distribución, sus
propiedades físicas y químicas y su influencia sobre el medio ambiente,
incluyendo su relación con los seres vivos. El dominio de la ideología abarca la
historia completa del agua sobre la tierra.
La ingeniería hidráulica incluye aquellas partes del campo que atañen al diseño
31
2.4.2. La evaporación.
(ISRAELSEN, 2014) La evaporación es un fenómeno físico que consiste en el paso
del agua del estado líquido al estado de vapor. Depende de una serie de factores
como la radiación solar y la velocidad del viento que influyen directamente sobre
la superficie evaporante para originar la evaporación y transportarla fuera de esta
superficie.
La evaporación es el proceso por el cual el agua líquida pasa al estado de vapor
en condiciones naturales. Se expresa como:
𝑬 = 𝒅𝒎
𝒅𝒕
2.4.3. La transpiración.
La transpiración es la perdida de agua hacia la atmosfera en forma de vapor,
dependiente de las acciones físicas y fisiológicas de los vegetales (estomas).
2.4.4. La evapotranspiración.
Es la combinación de evaporación desde la superficie del suelo y la transpiración
de la vegetación. Los mismos factores que dominan la evaporación desde una
superficie de agua abierta también dominan la evapotranspiración.
Evapotranspiración de referencial (ETo).
Anteriormente se ha utilizado la denominación de ETo (Evapotranspiración de
referencial), determinada según el mismo método, y su valor se puede considerar
equivalente a la ETo.
El termino de evapotranspiración referencial ETo, que es la perdida de agua de
una cubierta vegetal abundante, sin suelo desnudo, sin limitación de suministro
hídrico, cuando los factores meteorológicos son los únicos que condicionan
32
Evapotranspiración de cultivo (ETc).
Es la cantidad de agua por el complejo suelo – planta en las condiciones
meteorológicas (en las que incluye contenido de humedad y la fuerza con que
esta humedad es mantenida), biológicas (en las que se incluye tipo de cultivo y
su fase de crecimiento y desarrollo) existentes.
𝑬𝑻𝒄 = 𝑬𝑻𝒐 𝒙 𝑲𝒄
Donde:
ETc = Evapotranspiración cultivo.
ETo = Evapotranspiración referencial.
Kc. = Coeficiente de cultivo.
Coeficiente de cultivo (Kc).
El valor de Kc representa la evapotranspiración de un cultivo en condiciones
óptimas y que produzca rendimientos óptimos
Fase I.
Llamado también fase inicial, corresponde a la germinación y crecimiento
inicial cuando existe aproximadamente un 10% de cobertura vegetal.
Fase II.
Se le denomina a la fase de desarrollo de cultivo, es el final de la fase inicial
cuando existe un 70% a 80% cobertura vegetal.
Fase III
Se le denomina a la fase de mediados del periodo (periodo de maduración),
en esta fase la cobertura es completa y se caracteriza por que existe
decoloración y caída de hojas en la planta, viene a ser el inicio de la
maduración.
Fase IV.
Es la fase final del periodo corresponde a la cosecha del cultivo y este se
33
CUADRO 9: Coeficiente de cultivo recomendado para cultivos.
CULTIVO FASE INICIAL
FASE DE DESARROLLO
FASE DE MEDIANA estación
FASE DE ULTIMA ESTACIÓN
Algodón 0.45 0.75 1.15 0.75
Avena 0.35 0.75 1.15 0.45
Berenjena 0.45 0.75 1.15 0.80
Cacahuates 0.45 0.75 1.05 0.70
Calabaza 0.45 0.70 0.90 0.75
Cebada 0.35 0.75 0.15 0.45
Cebolla verde 0.50 0.70 1.00 1.00
Cebolla seca 0.50 0.75 1.05 0.85
Col 0.45 0.75 1.05 0.90
Espinaca 0.45 0.60 1.00 0.90
Girasol 0.35 0.75 1.15 0.55
Guisante 0.45 0.80 1.15 1.05
Judia verde 0.35 0.70 1.10 0.90
Judia seca 0.35 0.70 1.10 0.30
Lechuga 0.45 0.60 1.00 0.90
Lenteja 0.45 0.75 1.10 0.50
Lino 0.45 0.75 1.15 0.75
Maíz dulce 0.40 0.80 1.15 1.00
Maíz grano 0.40 0.80 1.15 0.70
Melón 0.45 0.75 1.00 0.75
Mijo 0.35 0.70 1.10 0.65
Papa 0.45 0.75 1.15 0.85
Pepino 0.45 0.70 0.90 0.75
Pequeñas semillas 0.35 0.75 1.10 0.65
Pimiento fresco 0.35 0.70 1.05 0.90
Rábano 0.45 0.60 0.90 0.90
Remolacha azucarera 0.45 0.80 1.15 0.80
Soja 0.35 0.75 1.10 0.60
Sorgo 0.35 0.75 1.10 0.65
Tabaco 0.35 0.75 1.10 0.90
Tomate 0.45 0.75 1.15 0.80
Trigo 0.35 0.75 1.15 0.45
Zanahoria 0.45 0.75 1.05 0.90
