Cálculos de riego agrícola: caudales, superficies y diseño de sistemas de riego

Cálculos y ejercicios de riego

1) ¿Qué superficie se puede regar en el campo si tiene una noria de 2,5 m de diámetro, que demora 4 horas en recuperar 3 metros? El predio pretende plantar uva de mesa, en una zona donde la evaporación de referencia (ETo) en el periodo peak es de 6 mm/día. El Kc de las vides en el periodo peak es de 1,05 y se regará por goteo.

Respuesta:

Diámetro noria = 2,5 m → radio = 1,25 m / Riego por goteo (eficiencia ≈ 90%).

Volumen recuperado:

A = π r² = 3,14 × (1,25)² = 4,91 m² → V = 4,91 × 3 = 14,73 m³

Caudal diario: 14,73 / 4 = 3,68 m³ → 3,68 × 24 = 88,3 m³/día

Demanda del cultivo: ETc = 6 × 1,05 = 6,3 mm/día → 6,3 mm = 63 m³/día —> Ajustando eficiencia: 63 / 0,9 = 70 m³/día

Superficie = 88,3 / 70 = 1,26 ha → 1,3 ha

2) Estimar el caudal 85% P.O. de marzo de un predio que riega con 12 acciones del canal Santa Rosa por el derivado Pocuro en la primera sección del río Aconcagua. (El río Aconcagua se divide en 13.146,12 acciones. El canal Santa Rosa tiene 1.616,276 acciones de río y se divide las aguas captadas en 1.616,275 acciones). Caudal con 85% P.O. en marzo en el río Aconcagua es de 7,9 m³/s, considerar una pérdida en conducción de 20%.

Respuesta:

Proporción: 1.616,276 / 13.146,12 = 0,123 → caudal del canal: 7,9 × 0,123 = 0,972 m³/s

Caudal por acción: 0,972 / 1.616,276 = 0,000601 m³/s

Caudal 12 acciones: 0,000601 × 12 = 0,00721 m³/s = 7,21 L/s

Q efectivo = 7,21 × (1 – 0,20) = 7,21 × 0,8 = 5,77 L/s → 5,8 L/s

3) Calcular el caudal 85% P.O. de un estero que en enero tiene los siguientes caudales:

Respuesta: 122 L/s

4) ¿Cuál es el caudal que ingresa al campo si en el canal de ingreso del agua al campo en un tramo de 20 m de largo un flotador demora 24 segundos en recorrerlo? El ancho del canal en la superficie del agua es de 80 cm y las alturas del agua en el canal son de 0,08 m; 0,12 m; 0,15 m; 0,12 m y 0,08 m.

Respuesta:

Velocidad superficial → Vs = 20 / 24 = 0,83 m/s

Velocidad media: V = 0,8 × 0,83 = 0,66 m/s

Profundidad promedio: h = (0,08 + 0,12 + 0,15 + 0,12 + 0,08) / 5 = 0,11 m

Área = 0,8 × 0,11 = 0,088 m²

Caudal = 0,088 × 0,66 = 0,058 m³/s = 58,7 L/s

5) ¿Cuál es el caudal que pasa por una compuerta que tiene un ancho de 35 cm y está abierta en su fondo en 18 cm? La altura de agua arriba es de 55 cm y agua abajo es de 35 cm. Utilizar un factor C = 0,6.

Respuesta:

Diferencia de carga: H = 0,55 – 0,35 = 0,20 m

Q = 0,6 × 0,35 × 0,18 × √(2 × 9,81 × 0,55)

2 × 9,81 × 0,55 = 10,791 → √10,791 = 3,28

q = 0,6 × 0,35 × 0,18 × 3,28 = 0,0378 × 3,28 = 0,124 m³/s

Hef = 0,55 / 2 = 0,275 m → √(2 × 9,81 × 0,275) = 2,32

Q = 0,6 × 0,35 × 0,18 × 2,32 = 0,? (continuación de cálculo en el enunciado)

6) ¿Cuál es el caudal que entrega una bomba de pozo profundo que entrega agua a un estanque de 4 m de radio, si al comienzo de la medición el estanque tenía una altura de agua de 35 cm y al finalizar la prueba cuando habían transcurrido 120 minutos el nivel en el estanque era de 70 cm?

Altura inicial = 0,35 m / Altura final = 0,70 m / Tiempo = 120 min = 7.200 s

Respuesta:

Área del estanque = π r² = 3,14 × 4² = 3,14 × 16 = 50,24 m²

Volumen acumulado = 50,24 × 0,35 = 17,6 m³

Caudal: Q = 17,6 / 7.200 = 0,00244 m³/s = 2,4 L/s

7) Indicar cuál de estas aseveraciones es correcta:

1. Una persona que tiene derechos no consuntivos los puede utilizar en el riego de su predio.
2. La distribución del agua en los ríos es controlada por la asociación de canalistas.
3. Una persona que dispone de derechos de agua puede venderlos separados de la tierra en la cual los utiliza.
4. La DGA entrega los derechos de aprovechamiento de agua en Chile, los cuales posteriormente se deben inscribir en conservador.

Respuesta: 3 y 4

8) Indicar cuál de estas aseveraciones es correcta:

1. Construyo un pozo en un predio para uso de bebida humana: no tengo la obligación de solicitar los derechos de aprovechamiento.
2. Un marco partidor permite medir el agua del predio.
3. En Chile la mayor parte de las plantaciones frutales se riega por surcos.
4. En la zona central de Chile las precipitaciones son superiores a la evapotranspiración de referencia (ETo).

Respuesta: Ninguna de las anteriores

9) Indicar cuál de estas aseveraciones es correcta:

1. Si tengo operativo un pozo profundo y no utilizo mis derechos de aprovechamiento debo pagar por el no uso.
2. Los canales en Chile son mantenidos por el Estado.
3. La red de canales en Chile fue construida principalmente por los privados.
4. La ETo depende principalmente del tipo de cultivo.

Respuesta: III

10) Si las siguientes cotas están cada 25 m una de otra. Indicar qué pendiente tiene el trayecto A1 – A4 y trazar curvas de nivel cada 100 cm. (DESARROLLAR)

Respuesta: 2%

11) ¿Cuál es el coeficiente de uniformidad de este sector de riego que utiliza microaspersión? Los emisores de un sector tienen el caudal que se muestra en cuadro adjunto.

Respuesta: 83,2%

12) ¿Cuál es la capacidad de un equipo que riega una plantación de cerezos que se riega a través de dos líneas de goteros de 2 L/s separados a 0,5 m uno de otro? El diámetro de mojamiento del gotero es de 0,7 m. Los cerezos están plantados a 4 × 3 m, y el equipo cuenta con 6 sectores de riego de 5 has cada uno. Considerar un tiempo de operación diario de 20 h/día y que la ETc del cultivo es de 6 mm/día.

Respuesta:

Caudal emisor = 2 L/s → Separación emisores = 0,5 m → Dos líneas de gotero → Marco de plantación = 4 × 3 m

2 / 0,5 = 4 L/hm → caudal por hilera (hay dos líneas de gotero) 4 × 2 = 8 L/m de hilera

Caudal por superficie (separación E-H) = 4 m → (8 / 4) = 2 L/h → 2 mm/h

2 mm/h × 20 h/día = 40 mm/día → ajuste: 40 × 0,15 = 6 mm/día

13) Indicar el diámetro de una aducción de 550 m de largo; que tiene una carga en la entrada de 50 cm (presión en la entrada) y un desnivel de 20 m a favor de la pendiente. El caudal por conducir es de 20 L/s.

Respuesta:

H = 0,5 + 20 = 20,5 m

Q = 20 L/s = 0,02 m³/s

Q = A × V → A = 0,02 / (velocidad recomendada 1,5) = 0,0133 m²

D = √(4A/π) = √(4 × 0,0133 / 3,14) = √0,0169 = 0,13 m → 130 mm

14) Indicar cuál es el largo máximo de surco que debe implementarse en un huerto de nogales plantado a 7 × 6 m (fracción de agotamiento «P» es de 0,5), cuyo suelo es franco (CDC 25% base volumen; PMP 12,5% base volumen; Da 1,2 g/cc, profundidad de raíces 90 cm, sin piedras) y la pendiente en el sentido del riego (longitudinal) es de 0,75% y transversal es de 1%.

Respuesta:

Suelo franco y sin piedras: textura mediana. Raíces 90 cm de profundidad. Pendiente 0,75%.

Para pendientes 0,5–1% el largo máximo de surco suele estar en el rango 80–100 m → 90 m es dentro del rango

15) ¿Cuál es el porcentaje de suelo mojado (PSM) que puede suplir un equipo de riego por microaspersión, en nogales plantados a 7 × 7, que cuenta con 8 sectores de riego y un emisor por planta de 90 L/h por planta cuyo radio de tiro es 3 m?

Respuesta:

Área mojada = π × 3² = 28,28 m² → 7 × 7 = 49 m²

PSM = 28,28 / 49 × 100 = 57,7%

16) El porcentaje de suelo a mojar en un huerto frutal regado por goteo o microaspersión debe estar a lo menos entre:

Respuesta: 30–35%

17) ¿Cuál de estas funciones puede realizar la unidad de automatismo y control?

1. Abrir los subsectores de riego en los subsectores de riego.
2. Lavar los subsectores de riego.
3. Regular las presiones.
4. Inyectar los fertilizantes.

Respuesta: I y III

18) ¿Cuál de estas funciones realiza una válvula de aire?

1. Evacuar aire de la red de riego.
2. Ingresar aire a la red de riego.
3. Evacuar agua cuando existen sobrepresiones en la red de riego.

Respuesta: I y II

19) Respecto a la capacidad del equipo de riego (lámina máxima de riego que puede aplicar) indicar cuál de estas aseveraciones es correcta:

1. Si el equipo de riego entrega una lámina superior que los requerimientos de riego del cultivo, está subdimensionado.
2. La capacidad del equipo depende del número de sectores que tiene el equipo y de su intensidad de precipitación.
3. Equipos con emisores (goteros) de mayor descarga (caudal) tienen una mayor capacidad.

Respuesta: Solo I

20) Indicar cuál de estas aseveraciones es correcta respecto al porcentaje de suelo mojado (PSM) por un equipo de riego:

1. Un 20% de suelo mojado es aceptable en frutales.
2. El PSM depende del tipo de suelo y número de líneas de riego por hilera de planta.
3. En suelos arenosos o franco-arcillosos a arcillosos es necesario utilizar porcentajes de suelo mojado más altos.

Respuesta: II y III