"DISEÑO AGRONÓMICO E HIDRÁULICO DE SISTEMAS DE RIEGO PRESURIZADO, EN TRES FINCAS MODELO PARA LA PRODUCCIÓN DE QUINUA ORGÁNICA EN EL DEPARTAMENTO DE ORURO" PDF

Preview

Summary

“DISEÑO AGRONÓMICO E HIDRÁULICO DE SISTEMAS DE RIEGO PRESURIZADO, EN TRES FINCAS MODELO PARA LA PRODUCCIÓN DE QUINUA ORGÁNICA EN EL DEPARTAMENTO DE ORURO” Martin Ever Tola Sumi* RESUMEN El agua es un elemento esencial e todo organismo vivo y de vital relevancia en zonas de clima árido, donde una got...

Description

“DISEÑO AGRONÓMICO E HIDRÁULICO DE SISTEMAS DE RIEGO PRESURIZADO, EN TRES FINCAS MODELO PARA LA PRODUCCIÓN DE QUINUA ORGÁNICA EN EL DEPARTAMENTO DE ORURO” Martin Ever Tola Sumi*

RESUMEN El agua es un elemento esencial e todo organismo vivo y de vital relevancia en zonas de clima árido, donde una gota es sinónimo de vida. A causa de ello, los asentamientos agrícolas y humanos se han ubicado y desarrollado, preferentemente, cercanos a una fuente de agua y a falta de ella van emigrando a otras zonas más favorables para su subsistencia. El informe de las Naciones Unidas sobre la Ciencia y la Tecnología para el desarrollo indica que, la transformación de la naturaleza en recursos naturales requiere ir de la mano con la transformación de seres humanos culturalmente diversos en recursos humanos calificados.El tiempo de riego asignado es de 6 hrs. de riego por hectárea disponiendo 1 hr. para el cambio de posición , mismos que dependes de la plubliometría y la velocidad de infiltración básica de la zona de estudio. Las frecuencias de riego varia de 1 a 4 riegos por mes siendo los meses mas críticos Noviembre y Diciembre en las que se debe de regar 4 veces al mes, para evitar el marchitamiento del cultivo por déficit hídrico y mejorara los rendimientos. El diámetro óptimo para transportar el caudal de diseño es de 4”, misma que nos permitirá mejorar las eficiencias en la conducción y aplicación.La potencia que requiere el motor para poder transportar el agua desde el reservorio a las áreas de riego es de 9.4 HP. INTRODUCCION Los recursos hídricos existentes en nuestro país destinados al riego, por la falta de un buen sistema de riego que optímese este elemento vital es desperdiciado, llegando a ser utilizado por la planta solo un 45% (Fuente: FAO 1994) del total de agua suministrada al cultivo y distribuida dentro los sistemas de riego tradicionales. Los sistemas de riego presurizado se caracterizan por optimizar de forma eficiente el agua de riego, muchos de estos sistemas de riego en función a sus características son fijas, semi fijas y móviles, adaptándose a terrenos con una topografía variable, además por los volúmenes reducidos de agua que utiliza, disminuye los porcentajes de erosión e incrementa los niveles de fertilidad y productividad de los suelos. La instalación de un sistema de riego presurizado esta compuesto principalmente de un diseño agronómico y de un diseño hidráulico. El diseño agronómico consiste primordialmente en determinar las necesidades hídricas del cultivo, es decir se calcula la cantidad de agua que necesita el cultivo para su normal desarrollo sin ocasionar un déficit hídrico, dependiendo primordialmente de factores edafológicos y climatológicos básicamente y otros propios del cultivo. El diseño hidráulico consiste básicamente en la sincronización de un conjunto de accesorios que permite trasladar una determinada cantidad de agua desde la fuente de la misma hasta el área destinada al riego, disminuyendo las pedidas de agua y maximizando las eficiencias de conducción, distribución y aplicación en todo el sistema de riego. *Ing. Agrónomo

Con el objeto de conocer con cabalidad las necesidades hídricas del cultivo de la quinua bajo un sistema de riego presurizado en las fincas modelo de Quillacas, Huacuyo y Pasto Grande pertenecientes al departamento de Oruro, se determinara un diseño Agronómico e Hidráulico, que nos permitirá aplicar de forma eficiente la cantidad de agua suficiente para el desarrollo normal del cultivo de la Quinua en las diferentes fincas. OBJETIVO GENERAL Proponer en base criterios técnicos un diseño agronómico e hidráulico en tres fincas modelo, donde se tiene implantado un sistema de riego presurizado, para utilizar de forma eficiente el recurso agua y obtener mayores rendimientos en la producción de quinua orgánica. OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Determinar las Necesidades Hídricas del Cultivo de La Quinua en las tres fincas  Determinar la lamina de Riego y el Tiempo de Riego a ser Aplicados  Elaborar un Diseño Hidráulico en Base a los Accesorios y Equipos existentes en cada finca ASPECTOS GENERALES Riego tecnificado, riego localizado, riego presurizado Existen diferentes alternativas para la tecnificación de un determinado método de riego, entendiéndose por ello el uso de la "técnica", para obtener el máximo beneficio del agua de riego, es decir, que gran parte de lo suministrado vaya en directo beneficio de las plantas y no se traduzca en pérdidas. Dentro de la tecnificación pueden plantearse los siguientes objetivos respecto al manejo del agua: uso de caudal adecuado; pendiente apropiada; tiempo y frecuencia de riego según demandas del cultivo; mínima pérdida de agua por escurrimiento superficial y percolación profunda; entre otros. En la actualidad el manejo del agua muestra grandes dificultades referidos a las bajas eficiencias que se obtienen con los métodos tradicionales. Al respecto, desde hace bastante tiempo (aproximadamente 30 años), la agricultura mundial ha ido incorporando tecnologías que tienden a entregar el agua a las plantas en aquellos puntos del terreno donde se desarrolla la mayor cantidad de raíces, concibiéndose de este modo la idea del Riego Localizado. Bajo este concepto de riego localizado tienen cabida todos aquellos métodos como goteo, cintas, microaspersión, microjet, etc., los cuales requieren para su funcionamiento una determinada presión, lo que obliga al uso de conductos cerrados o tuberías para la conducción, distribución y aplicación del agua; surgiendo el concepto de Riego Presurizado. Cuando se utilizan criterios de riego por goteo, se está haciendo referencia a una forma de tecnificación del riego a través de la localización del agua aplicada, la cual es conducida por tuberías que tienen una determinada presión interna.

Al analizar estos conceptos referidos a la forma de aplicar el agua (goteros, cintas, microaspersores, microjets), los componentes utilizados para la operación de estos métodos son similares pero las características que posee cada una es muy diferente. Diseño Agronómico Antes de iniciar el diseño agronómico se debe tener conocimiento de las condiciones topográficas, edafológicas, agronómicas, hidrológicas y climáticas de la zona de estudio.El diseño agronómico contempla de forma general: Calculo de las necesidades de agua de los cultivos. Determinación de los parámetros de riego: Laminas frecuencias y tiempos de riego. Necesidades hídricas de los cultivos En la elaboración de proyectos de riego la determinación de la demanda de agua, es uno de los factores de mayor importancia que está relacionada con las necesidades de riego de los cultivos bajo ciertas condiciones de precipitación y tipo de suelo. Para calcular las necesidades de riego de los cultivos, es necesario determinar la evapotranspiración de referencia para cada mes (ETo), utilizando los valores de los coeficientes de los cultivos (kc) para las diferentes etapas de desarrollo vegetativo, se calcula la evapotranspiración real o actual del cultivo (ETc) y se relacionan éstos valores con la lluvia para obtener los requerimientos netos de riego del cultivo. En Bolivia la mayor parte de la agricultura se realiza en condiciones de déficit hídrico, por lo que el uso del recurso agua para riego de los cultivos, se constituye en un aspecto fundamental para garantizar la producción. A pesar de la baja disponibilidad de recursos hídricos, se han efectuado pocos estudios orientados a mejorar el aprovechamiento del agua para riego. DISEÑO HIDRÁULICO Componentes de un sistema de riego presurizado Un equipo de riego presurizado consta de tres unidades fundamentales:  Cabezal de riego.  Red de conducción y distribución.  Emisores. EL PROYECTO DISEÑO AGRONÓMICO E HIDRÁULICO FINCA MODELO QUILLACAS DESCRIPCIÓN DE LA ZONA Localización La finca modelo Quillacas , se encuentra ubicado en el municipio de Santuario de Quillazas de la segunda sección municipal de la provincia Abaroa, se encuentra situado a 120 Km. de la ciudad de Oruro en la región occidental del altiplano central a 3713 msnm. La vía de acceso a la finca es por asfalto flexible de Oruro a Huari y de Huari a la finca Quillazas es por

Tierra mediante la carretera troncal Oruro – Quillazas . Geográficamente se encuentra entre las coordenada 19º13’31’’ latitud sud y 66º57’45’’de longitud oeste. Características climáticas El clima en el municipio de Quillacas es seco y frígido infuenciado por la inmensa planicie con poca cobertura vegetal y el lago Poopo que generan una mayor Evapotranspiración, la precipitación en la zona es estacional. Temperaturas máximas y mínimas La temperatura en el área de estudio varía de 22.5 a -9.1 ºC con un promedio de 9.1 ºC (SENAMHI Quillacas 2009), se producen heladas durante 171 días/año. Precipitación pluvial De acuerdo a la información proporcionada por SENAMHI durante la gestión de 1993 a 2008 la precipitación promedio anual acumulada fue de 327.20 mm. Humedad relativa La humedad relativa promedio anual de los díez últimos años en la zona de influencia y de acuerdo a datos proporcionados por SENAMHI Quillacas es de 48.5 % . PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO Las propiedades físicas del suelo se refiere a como se ve, se siente o se comporta un suelo en proceso que no implican modificaciones químicas. Entre las propiedades físicas del suelo mas importantes para la agricultura están la densidad aparente textura, estructura, la porosidad y el calor, y dentro los procesos de transporte que se verifica en el suelo son de gran interés para la agricultura el movimiento del agua, la renovación constante del aire, el movimiento de solutos y transmisión de calor. FUENTES DE AGUA La oferta de agua se encuentra constituida por las fuentes de agua que es posible utilizar para el riego de una determinada área agrícola, tales como ríos, vertientes, lagunas y aguas subterráneas. Las aguas subterráneas profundas se aprovechan mediante pozos, ya sea excavado con métodos manuales, o perforados con equipos mecánicos. Su explotación se realiza generalmente por bombeo. La fuente de agua con la que cuenta la Finca de Quillacas en de origen subterránea (Pozo) misma que es transportada mediante un sistema de impulsión hacia el reservorio. Las características de alimentación constante que presenta, estabilidad del nivel de agua que presenta la fuente de agua se debe a la influencia del rio que bordea a la zona y a las características de la misma cuenca. En la figura que se muestra se observa con detalle la dinámica hídrica dentro el área de influencia del pozo. DISEÑO AGRONÓMICO Necesidades hídricas del cultivo de la Quinua Como es el caso de muchos países latinoamericanos, Bolivia y por ende el departamento de Oruro presenta una creciente presión en el uso y manejo de los recursos hídricos tanto desde el punto de vista de sostenibilidad ambiental como económica.

El coeficiente de cultivo (Kc) es un dato que provoca grandes limitaciones en el diseño de sistemas de riego a nivel general. Esto se debe a que los valores publicados en diversos manuales han sido obtenidos y calibrados para condiciones ambientales especificas diferentes de las locales, al no existir valores del (Kc) de los cultivos andinos como el de la quinua, se han realizado estudios y validaciones para poder determinar los valores de (Kc) del cultivo de la quinua, el PRONAR en coordinación con instituciones dedicados a la investigación se dio la tarea de determinar los valores de los (Kc) del cultivo de la quinua, aplicando metodologías de lisimetria para tal efecto. En el cuadro siguiente muestra los valores que nos permitirán determinar las necesidades hídricas del cultivo de la quinua para los diferentes casos.

DISEÑO HIDRAULICO Características técnicas del sistema Estimación del diámetro En primer lugar, se debe estimar el diámetro para el sistema de impulsión, utilizando la siguiente expresión:

(0,236 Q) Donde: = Diámetro de la tubería (mm) Q = Caudal a transportar en (lt/hr Por lo tanto, el diámetro estimado debe ser el calculado con la expresión anterior, que es igual a 91.5 mm. Por lo que se recomienda un diámetro de 92 mm ( 4”) para aspiración y elevación.

De acuerdo a las disponibilidades de bombas comerciales, se debe seleccionar un diámetro de aspiración y elevación coherente con la oferta de equipos. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES El estudio realizado en la finca modelo Quillacas con el objeto de diseñar los parámetros agronómicos e hidráulicos que nos permitan optimizar el recurso agua para obtener mayores rendimientos nos muestra las siguientes conclusiones y recomendaciones: Diseño agronómico El tiempo de riego asignado es de 6 hrs. de riego por hectárea disponiendo 1 hr. para el cambio de posición , mismos que dependes de la plubliometría y la velocidad de infiltración básica de la zona de estudio. Las frecuencias de riego varia de 1 a 4 riegos por mes siendo los meses mas críticos Noviembre y Diciembre en las que se debe de regar 4 veces al mes, para evitar el marchitamiento del cultivo por déficit hídrico y mejorara los rendimientos. Diseño hidráulico El diámetro óptimo para transportar el caudal de diseño es de 4”, misma que nos permitirá mejorar las eficiencias en la conducción y aplicación. La potencia que requiere el motor para poder transportar el agua desde el reservorio a las áreas de riego es de 9.4 HP.

ALBUM FOTOGRÁFICO

Accesorios de bombeo sistema de riego Quillacas

Reservorio de agua sistema de riego Quillacas

Hidrantes instalados en parcelas de riego Quillacas

Parcelas de riego Quillacas

Instalación de cilindros infiltrometros Quillacas

Evaluación de la infiltración en parcela

Aforo de caudal sistema de riego Quillacas

Posición de los hidrantes en funcionamiento Quillacas

Accesorios del sistema de riego

Sistema de riego en funcionamiento...