La red beneficiará a un total de 81 usuarios, abarcando una superficie de riego de 93.89 hectáreas dividas en 225 parcelas, cuya distribución en sus 3 ramales bien identificados (ver Figura 17) se presenta a continuación:
Tabla 2. Distribución de superficie de riego.
Ramal Área (ha) Usuarios Parcelas
1 5.58 6 9
2 6.34 12 17
3 81.96 63 199
TOTAL 93.89 81 225
Fuente: El autor.
Para determinar el caudal de entrega en las diferentes parcelas del sistema, se utilizaron dos parámetros, el módulo de programación del software CROPWAT 8.0 y los resultados del análisis hidráulico de la parcela tipo. Del módulo del programa se obtiene la demanda del cultivo a satisfacer en litros/segundo/hectárea durante los días de cada etapa de desarrollo de las diferentes plantaciones.
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Figura 31. Programación de riego para el cultivo caña de azúcar. Fuente: El autor.
Este análisis proporciona un valor de demanda mayor que puede presentar un cultivo en un cierto día de su desarrollo, en el caso de la caña de azúcar que se ilustra en la Figura 31 el valor máximo corresponde a 1.73 L/s/ha en un día de su etapa media. Este proceso se repite para las demás plantaciones del patrón de siembra.
Tabla 3. Demandas máximas diarias de los cultivos. Cultivo D máx.-día (L/s/ha)
Caña de azúcar 1.73 Frutales (cítricos-papaya) 1.11 Yuca 0.90 Medicinales-cedrón 1.05 Sábila 1.12 Pasto de corte 1.68 Pepino 1.37 Maíz choclo 1.24 Tomate 1.58 Fréjol 1.07 Pimiento 1.18 Fuente: El autor.
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Los valores obtenidos al multiplicarse por el área de cada parcela donde se va sembrar los cultivos del patrón, permite obtener un caudal de demanda máxima o caudal de diseño crítico para el punto de entrega, ya que este caudal es mayor al que se obtiene al realizar este producto con el caudal ficticio contínuo. Es decir se obtiene una demanda máxima en cada área individual de irrigación. Al usar este parámetro se cubrirá la frecuencia de riego ya que la misma puede coincidir con el día de máxima necesidad, o en el caso de que se cambie el cultivo de siembra, ya que al utilizar un caudal mayor, el tiempo de riego es menor y al ser menor libera más espacio dentro de cada período de aspersión.
Tabla 4. Caudales de entrega en las parcelas considerando la máxima necesidad diaria. N° de Usuario N° Parcelas A. Regadas (ha) N ° hidrantes Cultivo Caudal (L/s)
1 2 1.13 2 frutales 1.26 2 2 1.06 2 maíz 1.32 3 1 0.47 1 pastos 0.79 4 1 1.02 2 frutales 1.14 5 1 0.24 1 cedrón 0.25 Fuente: El autor.
En la Tabla 4 se muestra el proceso para determinar el caudal de entrega para un número de cinco usuarios considerando el parámetro de máxima necesidad diaria de los cultivos del patrón, para el total de 81 que conforman el sistema de riego se ilustrará en el Anexo 2. Con respecto al segundo parámetro para determinar el caudal de entrega en las parcelas, se analiza los resultados obtenidos de la parcela tipo, que incluye la técnica de riego a implementar como es el método de pluviometría mediante aspersores. Al realizar el diseño hidráulico y la distribución de estos emisores en una superficie de 1 hectárea, y al obtener caudales máximos diarios en L/s/ha, lo que permite este análisis es determinar la cantidad de ellos que ocuparán las diferentes áreas a ser regadas.
Los aspersores funcionan hidráulicamente como emisores. La simulación de la red se la realizará en el software de libre acceso EPANET 2.0, donde en su manual de usuario especifica los datos necesarios para que un nudo de consumo trabaje bajo la condición de emisor, y para ello presenta la siguiente expresión:
= � � (Ec. 10)
Donde:
� -coeficiente del emisor. -caudal del emisor (L/s).
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-presión mínima requerida en el nudo en mca.
� -exponente de la presión que para rociadores es igual a 0.5.
Los fabricantes de aspersores muestran una tabla que relaciona la presión y el caudal de trabajo, el emisor escogido en el diseño de la parcela tipo presenta los siguientes valores:
Figura 32. Características del aspersor 7025 RD – 2 –1”. Fuente: Plastigama, 2015.
En el análisis de la parcela tipo se utilizó los valores mínimos de la Figura 32 que corresponden a una presión de 35 psi (24.61 mca) con una dotación de 19.60 gpm (1.24 L/s), los mismos que al ser remplazados en la ecuación 10 nos permiten obtener el siguiente coeficiente.
� = � = .. .5= .
Que corresponde a usar un aspersor de esa marca y modelo seleccionado, tomando la distribución que se realizó en el análisis de la parcela tipo, lo siguiente es determinar el número de emisores necesarios para cubrir cada área de las parcelas ya que se tiene una referencia que nueve de ellos cubren una hectárea.
Tabla 5. Coeficientes de emisores acumulados en las parcelas. N° Usuario A. Regadas N° Hidrantes N° Asp.
Total # Asp. Parcela Presión mín. C (Emisor) Q Emisores (ha) (mca) 0.249 (L/s) 1 1.13 2 11 6 25 1.494 7.47 2 1.06 2 10 5 25 1.245 6.23 3 0.47 1 5 5 25 1.245 6.23 4 1.02 2 10 5 25 1.245 6.23 5 0.24 1 3 3 25 0.747 3.74 Fuente: El autor.
En la Tabla 5 se muestra los valores de coeficientes de emisores acumulados según el número de ellos necesarios para cubrir el área de las diferentes parcelas. Se ilustra el cálculo para un número de 5 usuarios, el total de 81 consta en el Anexo 2.
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Anteriormente se mencionó que para determinar el caudal de entrega en las parcelas se analizarán dos parámetros, la máxima necesidad diaria del cultivo y los valores de la parcela tipo. Cada uno de ellos proporciona un cierto valor, es evidente que al realizar un contraste entre la Tabla 4 y la Tabla 5, las dotaciones son mayores en el segundo. Frente a estos resultados se debe considerar que es necesario proporcionar el caudal correspondiente para que el método de riego escogido funcione correctamente.
Si la red se diseña con los valores del primer parámetro no permitirá dotar el caudal mínimo para que el grupo de aspersión trabaje adecuadamente, lo que obligará a cambiar de método o tipo de emisor, es por esta razón que el diseño se realizará con las dotaciones del segundo, ya que cubren estos caudales. Al relacionar esta consideración con los resultados agronómicos, se evidencia que se está entregando más cantidad de agua de la que el balance hídrico específica, esta diferencia se puede cubrir en el período de riego ya que si se entrega más caudal para cubrir un valor de demanda baja, el tiempo de aplicación disminuye.
Al disminuir el tiempo de riego en las parcelas, se brinda un beneficio a la red ya que si se presenta un cambio del patrón de cultivos que requiera más cantidad de caudal del que se utilizó para diseñar la red, estos períodos solo aumentarían satisfaciendo la nueva demanda.