CALCULO DE UNA INSTALACIÓN DE RIEGO PARA FRUTALES(AGUACATE)

calculo de una instalación de RIEGO

DISEÑO AGRONÓMICO

ETP de julio = 7,78mm.

Dato obtenido en La Mayora  en el período 1983 -1992 por medición en un evaporímetro tipo Piché, que obtuvo como promedio para el mes de julio 242 mm.

.Se elige  un cuadro de siembra de 8 x 4  lo que implica 312 árboles por hectárea .

La bibliografía consultada y la experiencia de los asociados a la empresa Trops  Sat

( más de120 asociados) aconsejan esta práctica.. Se considera  que hasta los 10 años  se mantendrá esta población, para pasar luego a una población de 156 árboles por hectárea y un cuadro de 8 x 8.

La competencia entre plantas solo puede ser salvada mediante tratamientos hormonales que están prohibidos en la UE.

Una de las razones  es la competencia por el suelo debido a  la colonización superficial del suelo por las raíces del aguacate.

La producción esperable en estas condiciones esta en 12000 kg /ha..

Necesidades netas.

Nt= ETp . Kl  .  Kr . Ka

K1 según:

a)AljiburiKl=  1.34   .  A

b)DecroixKl = 0,1   +  A

c)Hoare Kl = A +0,5( 1-A)

d)SellerKl = A +0,15 (1-A)

A= Superficie de área sombreada/Superficie Marco de la Plantación

Con 3 m de diámetro la superficie es de 7,06 m2 y A = 22 %

K1

Aljibur          0,295

Decroix        0,320

Hoare           0,61

Selle            0,337       Se toma el promedio de los medios

Kl   = 0,4735

Kr  = 1,20

Ka = 1

Nn1 = 7,78 x.1,2 x .1 x .0,4735 =4,42 mm / árbol

Cálculo de necesidades totales de riego

Nt=                 Nm______________

( 1 – K ) CU

K  = 1- Ea                                              Se elige el  valor mas alto

K =  R l = Requerimientos

de lixiviación

Ea = 0,95         Rl       =        Ce agua

2CE del extracto de saturación

Se sacan los datos necesarios de los análisis de agua de riego y del suelo que son proporcionados por un productor, junto con la recomendación de fertirriego que luego utilizaremos.

Rl =                0,43_________ =   0,224  = K

2     .    0,96

K  = 1- Ea      =      1 – 0,95

K  = 0,05

La primera opción es la válida

 

El CU de acuerdo a la tabla de valores de CU para riego localizado, para microaspersores es de 0,90.

Nt= ____________Nn__=                   Nn_____

(1-0,224).0,90                          0,702

Nt1=   4,42       =6,32 mm / arbol. = 202,59 litros al día por árbol

0,6984

 

Usaremos este mayor requerimiento  posible para calcular la instalación de riego

 

DISEÑO HIDRÁULICO

Debido a las  las características del terreno los micros apersones seian los que  proporciona el mejor tipo de bulbo humedo  evitando perder agua y fertilizantes por lavado. Si bien la Confederación Hidrográfica considera que los “aspersores” pueden tener riesgo de erosión hídrica, estos al estar en terrazas y ser microaspersores regulados por tensiometros, es evidente que no hay riesgo de escorrentía. En caso de tener que instalar riego por goteo ante la falta de autorización de la Confederación Hidrográfica, las diferencias en la instalación son mínimas y afectan solo al emisor.

De acuerdo  a experiencias de La Mayora se aprecian cambios muy favorables para el cultivo, la cantidad de Potasio en el contenido foliar y producción a partir de un cambio de goteros por microaspersores.

Revisado las posibilidades de número de aspersores por planta nos decantamos por dos aspersores por árbol.

La inserción se colocará cada dos metros en la línea porta-aspersores, que tendrá así 18 aspersores cada 36 metros, para los 9 árboles de la línea..

Cada lateral entonces tendrá 10 líneas de porta-aspersores ubicadas a 8 metros cada una formando un cuadro de 8 x 4.

Necesidades totales.

 

6,32 mm. .32 m2/ árbol  . 312 árboles = 63208 l / ha

Como sembraremos 17000 m2 son 531 de máximo, pero dadas las características del terreno las instalaciones de riego, las naves de aperos  , playas de maniobras de herramientas y los caminos , supongo que como máximo tendremos un 80 % de esta cantidad o sea 425 árboles. Con lo que el requerimiento máximo puntual de agua en algún día del mes de julio será de 86060 litros de agua/día

Cada emisor autocompensado se define por :

3,2 m de diámetro mojado

Caudal de 29 l/h

Presión de trabajo 20  m. .c .a.

25 % de solape

C. v. = 0,04

Montados sobre varilla de 30  cm. de altura y conectados al porta-emisores por tubos provistos por el fabricante

Con estos datos veremos la adaptación del diseño a los requerimientos.

2  (PI) r2 – solapa = 16,07 – 4,017 = 12,05 m2

P = 12,05 m2.   100  = 37% lo que es aceptable

32 m2

ya que es mayor del 30% recomendado

Calcularemos ahora la Dosis Total

 

Dt= n.q t

n= numero de emisores

q= caudal del emisor

t= tiempo en horas.

Dt = Nt . I

I = Intervalo en días

N,q.t= Nt.I

T =  Nt . I      =

n.q                        t =3,5 horas por día en  el máximo requerimiento de julio

Diseño Hidráulico

 

La formula del coeficiente de descarga del emisor es:

X

Q = K . P

X = log ( Q1/ Q2)

Log ( P1/ P2)

 

Porcentaje de cambio de caudal:

Con un exponente de 0.4 para un cambio de presión de un 50% tendremos un cambio del    17.06 %

.En cambio con un exponente de 0.8, para un cambio de presión de 0.8 tendremos un cambio de caudal de 38,3 %.

Vamos a usar emisores con un coeficiente bajo de 0.4 con la siguiente ecuación de descarga:

0.4

q = 6.48 · h

Usaremos un porta-emisores por hilera de árboles y el material será  P E – 32 de diámetro exterior 16 mm y diámetro interior 13.2 mm y presión de trabajo 25 m. c. a.

Subunidades de riego.-

 

El  coeficiente de uniformidad es de un 90%. Para alcanzar dicho coeficiente de

uniformidad se propone primero un caudal mínimo de las subunidades.

C.U. = ( 1 – 1.27 * C. V.) . q. Min

√e                            q. Med

C. V. 0.4

e = numero de emisores por planta = 2

q. min = caudal mínimo del emisor

q. med = caudal medio del emisor

q. min = 27.07 litro / hora

Ecuación de descarga del emisor

0.4

27.07 litros/hora = 6.48 · hm

Esto nos permite fijar la presión mínima de las sub-unidades  de riego que será el 17.5 m.c.a.

Resumiendo

q. min = 27.07 litros/hora

h. min = 17.5 m. c. a.

Caudal requerido

d H = 0.1 .  H

x

d H = 0.1. m. c. a.

0.4

d H = 0.25 . 20 = 5 m. c. a.

Por tanto si emitimos como máximo una variación del 10 % del caudal. Será entonces 29 litros/hora 0.10 = 2.9 l/hora y la d H será de 5 m. c. a. máximo.

De acuerdo a lo convenido a las condiciones más favorable tendremos el 55 % de las perdidas en los laterales y el 45 % en los   terciarios.

Por tanto, tenemos: 2.75 m. c. a. en laterales

2.25m.c. a. en los   terciarios

 

Descripción de la instalación.

 

Cada porta-emisor  regará 9 árboles con 2 micro-aspersores por árbol.

Cada lateral tendrá 10 porta-emisores y el terciario tendrá 6 laterales.

Caudal de origen en porta-emisores

Nº de micro-aspersores  x caudal de aspersión = caudal del porta emisor

18             x           19             =    522 litros/hora

La longitud efectiva = longitud real +   20 %

+ 7.2 = 43.20 metros

La pérdida de carga en el porta emisor =  J . F . L e

J= pérdida de carga unitaria en m.c.a. / metro lineal = 0.016

F= Factor de Christiansen  = 0.392 para ‚ = 1.75

lo = 1

n = 18

Por lo tanto hr = 2.70 y tenemos que la hr (admisible) = 2.75

Por tanto es aceptable el diámetro elegido por el caudal requerido.

Ahora veremos la presión en el origen del porta-emisores

Ho = H + 0.73 . hr + ΔZ / 2

ΔZ = 0 porque seguimos las curvas de nivel. Por lo tanto:

Ho = 20 + 0.73 x 2.75 = 22

Calculo de la presión en el origen del lateral

10 porta-emisores x 522 litros/hora = 5220 litros/hora

La longitud efectiva = longitud real

72 + 20 % = 72 + 14.4 = 86.4 metros

Elegimos una cañería de 50 mm de diámetro exterior

43.8 mm de diámetro interior

40 m.c.a.

La pérdida de carga =  J . F . L e

Q = 5.22 m3 / hora

J = 0.022

F = 0.415

Le = 86.4

Resulta hr = 0.79 m. c. a.

hr admisible = 0.055/ x · H = 0.055 / 0.4 · 22 = 3.02

Por tanto puedo usar la cañería de 50 mm

Ahora calcularemos la presión en el origen del lateral

Ho = H + 0.73 · hr + ΔZ / 2ΔZ = 45 metros ya que la pendiente es de 56.7 % y el ancho del predio es de 90 metros en promedio y 189  m. de largo siendo el ángulo de 26º33´con la horizontal

Ho = 23 + 0.73 · 0.79 – 45/2 = -1.99

Ahora calcularemos las condiciones en el origen del porta-laterales o terciario 6  laterales x 5220 litros/hora por lateral = 31320. litros/hora

La longitud efectiva = longitud real +  20 %

252 + 50.4  = 302.4

Elegimos una cañería de 50 mm de diámetro exterior y 40 m. c. a.

La pérdida de carga =  J . F . L e

J = 0.2

F = 0.38

Le = 302.4

hr = 15.89 m. c. a.

Ho = – 1.99 + 0.73 · 15.89 = 9.609 m. c. a.

ΔZ = 0

DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN

Riego automático con riego  comandado por sensores remotos ( tensiometros)

 

Hemos estimado el volumen mínimo del tanque en cuatro  días de riego a máximo caudal ya que el cambio de una  bomba del pozo de sondeo (con una instalación previa adecuada) nos llevaría al menos un día y por seguridad ponemos cautro contando que ademas es muy improbable la rotura de las dos bombas a la vez

Volumen máximo necesario para cuatro  días = 425 árboles x 202,59 litros /día por árbol  x 4 dias =344.403 litros de volumen interior del tanque.

La altura técnica máxima recomendada por los constructores de la zona es de 5 metros por tanto el tanque tendrá como diámetro mínimo 9.36 metros.

Considerando el costo de 0.05 €por litro, el tanque costaría unos 18000 €(datos de Riegos“El Canario” de Vélez Málaga).

Los análisis de agua de riego no muestran partículas en suspensión pero tienen altas concentraciones de bicarbonato, lo que hace necesario prever los efectos de la decantación de los precipitados de Fe. Debido a esto se pondrá una toma de succión y se construirá una canaleta inclinada en el fondo para poder limpiar los sedimentos con las bombas. La succión normal de la bomba esstará a 50 centímetros del fondo del tanque. A los efectos del cálculo de las bombas centrifugas que servirán para vaciar éste tanque hacia los micro-aspersores, solo se tendrá en cuenta que la presión será positiva en la succión pero no la altura de líquido ya que es variable.

Considerando los elementos de los equipos de riego, la presión de bombeo en el caso más desfa-vorable será la siguiente:

perdida de carga en el contador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 1    m. c. a.

perdida de carga en los filtros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . =  4 “

presión extra para limpieza de emisores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 10 “

perdida de carga en la bomba. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 1.3 “

presión aguas abajo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 9.6 “

perdida de cargas en las válvulas de regulación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 4 “

perdida de cargas en los dosificadores de fertilizantes . . . . . . . . . . . . . = 4 “

TOTAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 33.9 m. c. a.

Sabemos que la bomba tiene que tener una capacidad de 31.320 litros a 34 m.c.a.

Datos de la bomba de riego

1) Diámetro de la cañería de admisión D = √4 · Q/ · v

En bombas centrifugas la velocidad del líquido en la aspiración debe ser de 1.5 – 2 m/s y la impulsión debe tener una velocidad de 2-3 m/s por lo tanto sustituyendo la formula queda

Q =           √4 · 31,32 /3600  = 0.092 m

3.1416 · 1.5

 

Por lo cual elegimos 4 pulgadas = 101.6 mm

Para calcular el diámetro de la impulsión sustituimos

Q = √4 · 31,32/3600  = 0.079 m

3.1416 · 2

Usaremos 3,5 pulgadas

CALCULAREMOS

POTENCIA HIDRÁULICA

Ph = Q · Hm · Ú= 36.6 x 34 x 1 =  3.39 kw = 4.6 c.v.

367                              367

Si el rendimiento es de 0.9 la potencia absorbida será

Pa · Ë = PH ………………   Pa = 3.76 kw = 5.12 c.v.

La bomba funciona a 2.900 r.p.m con 240 V.

Para encontrar el punto de funcionamiento utilizamos las formulas de comparación con unabomba de 10 m3/hora

35 m.c.a.

2.5 kw.

Con un rodete de 170 mm. de D

Las formulas que se utilizan empleando las leyes de semejanza son las siguientes.

3

Q2= (D2/D1) · Q1

2

Hm2= (D2/D1) · Hm1

5

P a2 = (D2/D1)· Pa1

La bomba que necesito tiene:

265 mm de rodete

37.7 m3/hora (pongo 10% mas por seguridad)

85 m.c.a.

23.37 kw = 31.79 c.v.

POZO DE SONDEO

El caudal esperado del pozo de sondeo según la experiencia de la zona es de 2.000 / 2500 litros/hora (promedio de varios datos obtenidos por la empresa “Perfomar” con el asesoramiento de su titular Don Francisco López).. Se necesitan al menos  3577 l/ hora en los momentos de mayor consumo teórico en los meses de julio. Por tanto se diseña la instalación con dos pozos de sondeo , uno ubicado cerca de la entrada en la parcela 157 , y el otro cerca del río Guadalemedina en la parcela 159, pensando en los dos casos en la accesibilidad de los equipos de perforación

Se analizó la posibilidad de otras fuentes de agua considerando que tenemos un río en el linde de la explotación.

El río tiene un caudal inestable y es mínimo en verano

2) Las tramitaciones para conseguir hacer uso del agua del río en las administraciones públicas son largas (mas de 18 meses) y de resultado incierto.

3) El ayuntamiento de Casabermeja  pone reparos para realizar obras con cimientos     que serian necesarias para la estación de bombeo, las tomas de agua, etc. (  sólo ha  dado permiso para la construcción de una casa de aperos a 100 m del cauce y las           dimensiones autorizadas son insuficientes para el funcionamiento del cultivo y su instalación de riego)

4) No hay obstáculos administrativos para realización de un sondeo que se tramita ante la Dirección de Minas, cuesta 780 €+ IVA la tramitación y tarda entre 30 y 60 días ( se adjunta presupuesto de “Minera Mara”)

5) No hay obstáculos del ayuntamiento para las obras que se realicen en la superficie de un pozo de sondeo, según v comunicación b verbal.

6) Se eligen los lugares  del sondeo teniendo en cuanta la facilidad de acceso del equipo de perforación  y la mayor distancia posible entre ellos para evitar la competencia  de los sondeos en el acuifero De acuerdo a la encuesta realizada en la zona y en Internet se considera adecuada la provisión de una bomba de turbina vertical de motor sumergido que tiene una capacidad para:

1800 litros hora

consumo de 1,5 C.V., necesito una cañería de impulsión (calculada en base a 1800 litros/hora) de 51,5 mm. Precio 2030 €., por tanto las dos bombas instaladas tendrían un costo de 17237 euros incluido IVA

Estos datos son suministrados por la empresa “El Canario de Vélez Málaga”. La Empresa “Perfomar” nos suministra un presupuesto para el pozo que dice lo siguiente:Perforación en 220 mm entubado en pvc de 180 mm y 80 m. c. a……………45 €por metro. Si no sale agua es a 21 €el metro y no se entuba.

Se calcula perforar 120 metros máximo por lo que el presupuesto máximo sería de 5.400 €.

RIEGO AUTOMÁTICO REGULADO POR TENSIOMETROS

Para ajustar los parámetros de tiempo de riego usaremos tensiometros fijos usando los“Fundamentos Teóricos de la Conductividad Eléctrica” de Antonio Alarcón Vera del Dpto. deProducción Agraria (Área de Edafología y Química Agrícola) Universidad Politécnica de Cartagena y los parámetros teóricos del trabajo de Evaluación de la Tensión Hídrica en Suelo de Aguacates bajo Micro-riego de la Univ. De Puerto Rico. Además de los datos de La Mayora y la experiencia de los técnicos de Trops SAT

Seguiremos usando los aspersores auto-compensados y como su rango de sensibilidad es de 35m.c.a. como en el caso del riego manual tenemos que resolver el problema de la pendiente de 49 % que corresponde a 45 m. c. a..

Usaremos válvulas automáticas de regulación de presión para los tramos de laterales que descienden esa pendiente. La automatización de esta finca usará turnos de riego  que se iniciarán por comando a distancia con  la señal de los tensiometros en los mínimos de humedad, con temporizador para dar el punto final de riego, con un caudaligrafo y con  tensiómetros portátiles controlaremos el funcionamiento del sistema.

El equipo de fertirriego se colocara junto con las bombas y las válvulas automáticas en la casa de aperos ,donde  estarán además los fertilizantes, maquinaria agrícola y los envases para cosecha y despacho a planta de envasado.. Se necesita un puente grúa para poder utilizar box de 500 kgs. en la cosecha, considerado que será una sola persona la que atenderá toda la plantación

Las dosis de riego se ajustaran a las recomendaciones de los técnicos de TROP-SAT para una plantación adulta, que se adjunta.

Estoy en todo de acuerdo con esta dosis de fertilizante de acuerdo a lo informado por la bibliografía sobre el cultivo del aguacate, los análisis de fertilidad del suelo que se acompañan y el análisis de los artículos como:

Automatización de la Fertirrigacion de Javier Brañas y lo comentado por el trabajo Manejo de la fertilización del aguacate  (primera y segunda parte) de Samuel García, donde figuran además los cálculos de remoción de cada nutrientes del suelo por parte del cultivo de aguacate.

Se utilizan algunos criterios que aparecen en la hoja nº 13 de Octubre de 2006 de S.I.A.R deCastilla la Mancha ..

Se piensa en la instalación de otra bomba centrifuga para los turnos de riego que tenga como necesidad de caudal máximo  la suma del caudal máximo  de dos laterales (10 m3/hora a 35 m.c.a.)Esto nos ahorraría el uso de una bomba de gran potencia como la anterior y serviría de reemplazo mutuo ante posibles roturas.

Se debería calcular esta  bomba y cual seria el cambio de presión requerida si consideramos que la longitud del lateral de  252 metros ..

hr = J · F · Le

J = 0.082

F = 0.475

Le = 378.8

Por lo tanto hr= 15.14 m.c.a.

De acuerdo al cálculo la bomba en cuestión tendrá:

10 m3/hora

35 m.c.a.

3.4 c.v.

175 mm de rodete

Diámetro de aspiración 48,5 mm

Diámetro de impulsión 42 mm

Consideremos entonces ahora el costo de la instalacion de riego:

Bomba de sondeo y pozos                                    €  17 237

Tanque de decantación y deposito                        €  18 000

Bombas centrifugas                                              €    1 200

Bomba inyector y fertiriego                                  €     1.800

Control de pH                                                       €     1.000

Filto                                                                       €        650

Válvulas reguladoras  (14 – 123.96€c/u)              €      1.764

Instalación de riego en el campo (1.200 €/ha,

Micro aspersores 1.50 €c/u, tubería 18mm

0.12€/m, 75 mm – 2.28 €/m , 90mm 3.28 €/m)   €        2.400

SUB-TOTAL  . . . . . . . . . . . .. . . . .   42 287 Euros

 

El costo de la siembra es el siguiente:

Plantones de la variedad Hass Duque 7 clonal  9      €   c/u

10  %  de variedad  Bacon   polinizadores         9      €   c/u

425 plantones x 9 €5.634 €

425 tutores a                                                       2.50  €c/u

425 mallas a                                                        0.50 €c/u 212 €

Mano de obra 2 personas x 4 dias                       480 €

Combustible, riego, scrab                                    775 €

SUB TOTAL…………………            6379.5 Euros

Sistematización en curvas de nivel en terrazas

de 8 metros de ancho por las dos has.                                 18.000€

Casa de aperos                                                                     24.000 €

 SUB TOTAL. . . . . . . . . . . . . . . .    42000  Euros

 

 

Total de Egresos                              90 666 Euros

INGRESOS

.

.

Rentabilidad del cultivo: analizaremos el cultivo con 10 diez años de edad y con 312 árbolespor has. De acuerdo a lo informado por la empresa TROPSAT el promedio de los costos por ha.y por año de sus asociados son los siguientes:

Riego1.081.82 €

Abonado450.76 €

Poda315.53 €

Herbicida142.74 €

Trat. Foliares120.20 €

Recoleccion901.52 €

Varios 300.51 €

Total3.313.08 € por has. y por año

Por lo cual suman 4512,9 €por las1,36 has. de los cuales el 70 %( 3159 €) corresponden a mano de obra.

La producción estimada esta en  12.000 kilos / has. para las explotaciones asociadas a TOPSAT. La producción de aguacates se paga de acuerdo a una tabla de calibres que se acompaña, donde la mas cara es la de calibre 12 (306 a 365grs./u).El calibre 12 se paga a 1.60€el kilo al productor y las bolas se pagan a 0.20€el kilo al productor. De acuerdo a este criterio de calidad el promedio es a 1.40€ el kilo por kilo entregado. Por lo tanto podemos decir que es esperable un ingreso de

22848 €por las 1,36 has. Si le restamos los 4512,9€ de costo el empresario recibe neto antes de impuestos 18.335€. Si a esto le sumamos los 3159 € de mano de obra porque consideramos que el empresario es el que aporta a su vez la mano de obra, estimamos que puede tener un ingreso de 1.791 € por mes en promedio para la economía familiar del titular de la explotación. . No se  hacer un análisis riguroso del flujo financiero de este cultivo ya que la fuente de financiación no esta determinada aun. Pero si se puede decir que Unicaza de Málaga estaría dispuesto a hipotecar el terreno en un plazo de 15 años y con una cuota mensual de 498€con un interés del  4.25% donde el productor obtendría 65.000 €una vez que conecte luz eléctrica, haga su casa de apero y presente el proyecto de regadío .La diferencia entre los requerimientos  del proyecto y esta fuente de financiación están aseguradas por ahorros propios El costo del crédito es algo mayor ya que hay que sumarle costo de seguros, escrituras, honorarios, comisiones y  demás ítems de la literatura bancaria. Es importante saber que ya a los 2 años tendrá cosecha suficiente como para que pueda pagar la cuota de la hipoteca bancaria, con lo que el productor podría iniciar la explotación teniendo asegurado que podrá pagar 498€por mes durante 36 meses, que es cuando recogería la cosecha del 2 año.

 

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