Es el principal presentación del curso de diseño de sistemas de riego en donde se explican los conceptos básicos para el calculo del requerimiento de riego el cual es un concepto que todos debemos manejar antes de diseñar un sistema de riego.

1. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
1. Requerimiento de Riego
1

2. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
¿Que es el requerimiento de riego
(RR)?
 Es la cantidad de agua que se le debe adicionar a la planta en
forma de riego para satisfacer las necesidades hídricas de la
planta.
ETr = Evapotranspiración del cultivo.
PE = Precipitación Efectiva
Si es positivo requiere riego, si es negativo requiere drenaje.
RR ETr PE
2

3. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Es importante en:
Agricultura de temporal Agricultura de riego
3

4. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
4

5. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
5

6. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Evapotranspiración
6

7. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
El agua cumple en la vida de las plantas un papel muy importante,
ya que el agua que toman con las raíces la utilizan de la siguiente
manera:
• Una pequeña cantidad del agua pasa a formar parte de la
composición de la materia seca.
• Otra parte algo mayor, mantiene la hidratación de las células
dándole rigidez a los tejidos y en consecuencia a toda la planta.
• La mayor parte del agua que consumen las plantas es el medio
de transporte de los elementos nutritivos necesarios en su
desarrollo y crecimiento y se pierde a la atmósfera por
transpiración.
Importancia
7

8. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
• La evapotranspiración es de vital importancia en la planeación y
operación de zonas de riego, principalmente en aquellas donde los
recursos hidráulicos son escasos y, muchas veces,
inciertos.
• Alrededor de dos terceras partes del agua precipitada
sobre la superficie terrestre retornan a la atmósfera por medio de la
evapotranspiración.
Importancia
8

9. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Importancia
9

10. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
10

11. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Componentes meteorológicos relacionados con la evapotranspiración
11

12. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
La tasa evapotranspirativa depende de tres factores principales:
• La demanda evaporativa de la atmósfera
• Las características de la cubierta vegetal.
• Las condiciones edáficas (capacidad transmitiva, retención y
almacenamiento del agua, humedad actual).
ETo
Ambiente
ETc
Cultivo
ETr
Condiciones del suelo
y manejo
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13. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Se define como el consumo de agua
• Hierba corta de 8 a 15 cm de altura
• Cultivada en un campo extenso
• En crecimiento activo y sana
• Sombreando totalmente el suelo
• Bien provista de agua
ETo
Ambiente
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14. Hidráulica Fácil
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Se calcula en base a variables climáticas ETo
Ambiente
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15. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
A fin de obtener la
evapotranspiración del cultivo
(ETc) se ajusta la tasa de
referencia en función de las
características del cultivo
ETc
Cultivo
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16. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
ETc
Cultivo
16

17. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
La ETc se ajusta en función de las
condiciones locales y prácticas
agrícolas que influyen en la
estimación de la
evapotranspiración real (ETr)
como la salinidad, el déficit
hídrico, el tamaño de las
parcelas, los métodos de riego y
cultivo.
ETr
Condiciones
del suelo y
manejo
Bajo un déficit de humedad, los estomas de
las plantas se cierran y la tasa
evapotranspirativa se reduce, por lo tanto, el
valor de la evapotranspiración debe
reducirse con la introducción de un factor de
estrés (Ke) que varía entre 0 y 1.
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18. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Calculo de la ETo
18

19. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
• Aerodinámicos
• Balance energético
• Combinatorios
• Semiempíricos
• Empíricos
Hay varios métodos con diferentes requerimientos de datos y grado de
precisión.
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20. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
9. Penman
     
1
26.0)(1
0
0
2
40


























P
P
bUaeE
N
n
baebaT
N
n
baI
P
P
ET
ddKA
ET0, en mm Día-1
P0, presión atmosférica al nivel del mar, en
mb
P, presión atmosférica en función de la altitud,
en mb
∆, pendiente de “E” en función de la T, en mb
ºC-1
Α, albedo
γ, constante sicrométrica
IA o RA, valor de Angot, en mm Día-1
n, horas brillo sol, en horas
4
KT expresión de Stefan-Boltzmann, en mm
E o ea, presión de vapor de agua a saturación, en
mb
e o ed, presión de vapor de agua actual, en mb
T, temperatura media, en ºC
TK, temperatura en Kelvin
U2, velocidad del viento a 2 metros de altura, en
ms-1
25

21. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Eto(mm/d)
Meses
Comparación de los métodos para calcular evapotranspiración en UACh
Blaney y Criddle
Jensen y Haise
Hargreaves
Método de
radiación
Penman
Modificado
Penman-
Monteith
Tanque
Evaporímetro
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22. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Calculo de la ETr
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23. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Correlación turbulenta (Eddy correlation)
Relación de Bowen
La estimación de la evapotranspiración real con la técnica de la correlación
turbulenta se basa en medir tanto el movimiento ascendente y descendente de las
turbulencias como sus concentraciones de vapor.
El método de la correlación turbulenta se ha usado como el estándar en trabajos
experimentales, sin embargo, su aplicación generalizada es limitada por el alto costo
de los equipos que requiere.
Existe un método simplificado que estima la tasa evapotranspirativa real a partir del
gradiente vertical de temperatura y vapor en el aire asumiendo condiciones
estacionarias de flujo para los coeficientes de transferencia de vapor que se asumen
proporcionales a los de calor y momentum.
28

24. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Cintilómetro
El cintilómetro es el instrumento empleado en éste estudio para la medición de los parámetros
micrometeorológicos requeridos para el cálculo de la evapotranspiración real in situ.
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25. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
30

26. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Lisímetr
o• Validar métodos de cálculo de ETo
• Obtener de forma experimental los valores de Kc
Lisímetro de drenaje
Lisímetro de pesada
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27. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
32

28. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Precipitación
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29. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Lluvias convectivas
• Se producen cuando
el aire asciende por
diferencias de
temperatura a causa
de un calentamiento
local
Lluvias orográficas
• El agua al ascender
choca con las
montañas, de esta
manera se enfría, se
condensa antes de
tiempo y cae en forma
de precipitación.
Lluvias de frente
• Acompañan a un
tipo de frente, por
ejemplo: frente frío,
cálido, ventoso; y a
consecuencia generan
fuertes lluvias.
Tipos de lluvia en función de su origen 34

30. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
35

31. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
42

32. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
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33. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Precipitación
Agua
Percolada
Agua
Interceptada
Agua
Escurrida
Agua
Evaporada
Precipitación
Efectiva
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34. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Sequedad
del terreno
Velocidad de
infiltración del Terreno
Capacidad de
retención del agua
a la profundidad
radicular
Densidad de
siembra
Textura del
suelo
Compactación
del terreno
Intensidad y
duración
lluvia
Viento
Temperatura
Factores que interviene en el cálculo de la precipitación efectiva
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35. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Se consideran como lluvias no aprovechables o
inefectivas tanto aquellas que son muy pequeñas, que
se pierden rápidamente por evaporación, como
aquellas que son muy grandes, de tal manera que
rebasan la capacidad de almacenamiento de la zona de
raíces.
Precipitación
efectiva
Toda la lluvia es aprovechable?
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36. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
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37. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Precipitació
n 25 50 75 100 125 150 175 200
Diferencia
de
Precipitació
n 25 25 25 25 25 25 25 25
CA 0.95 0.9 0.82 0.65 0.45 0.25 0.05 0.05
PE 23.75 22.5 20.5 16.25 11.25 6.25 1.25 1.25
PE
Acumulada 23.75 46.25 66.75 83 94.25 100.5 101.75 103
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38. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Método de USDA servicio de
conservación de suelo
Pe = Pt (125 – 0.2 Pt )/ 125 para Pt < 250 mm
Pe = 125 + 0.1 Pt para Pt > 250 mm 0 40 80 120160200240280320360400440480520560600640680720728736744752760768776784792800
0
100
200
300
400
500
600
700
PE
PT
Pe USDA Pt<250
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39. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Método de Porcentaje Fijo
Pe = a ·Pt a = (0,7 – 0,9)
Método de Precipitación confiable (FAO)
Pe = 0.6 Pt –10 para Pt < 70 mm
Pe = 0.8 Pt – 24 para Pt > 70 mm
Pe = a Pt + b para Pt < z mm
Pe = c Pt + d para Pt > z mm
Método de Formula Empírica
50

40. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Método del número de curva
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41. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Precipit. mm
Prec. efec mm
Mes
121110987654321
120
115
110
105
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
52

42. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
53

43. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Ejemplo de Aplicación de
Requerimiento de riego
60

44. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Proyecto
Cultivo Maíz
Sistema de riego por cinta con goteo
Ubicación Gustavo Díaz Ordaz, Tamaulipas
Superficie 21.7ha
61

45. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Temperaturas
62
Temp Min °C
Temp Max °C
Mes
121110987654321
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7

46. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Precipitación
63

47. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Evapotranspiración de Referencia
64
ETo mm/día
Mes
121110987654321
6
5
4
3
2
1
0

48. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Fechas de siembra optimas
65
Periodo Fecha optima de siembra (O-I)
En los 60´s 1 de Febrero 15 de Marzo
En los 80´s 1 de Febrero 28 de Febrero
Actual 20 de Enero 15 de Febrero
Periodo Fecha optima de siembra (P-V)
Actual 20 de Abril mayo

49. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Etapas del Maíz
66
Etapa Días (O-I)
Inicial 20
Desarrollo 40
Medio 70
Fin de temporada 10
total 140
´Tamaulipas requiere de 78 días para la floración y 140 días
para alcanzar madurez a cosecha (Agrosintesis, junio 2014).
Etapa Días (P-V
inicial 30
desarrollo 40
medio 50
fin de temporada 30
total 150

50. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Evapotranspiración de cultivo (O-I)
67
ETc mm/dec
Mes
54321
70.0
65.0
60.0
55.0
50.0
45.0
40.0
35.0
30.0
25.0
20.0
15.0
10.0
5.0
0.0

51. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Evapotranspiración de cultivo (P-V)
68
ETc
Mes
987654
80.0
75.0
70.0
65.0
60.0
55.0
50.0
45.0
40.0
35.0
30.0
25.0
20.0
15.0
10.0
5.0
0.0

52. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Requerimiento de Riego (O-I)
69
Mes Decena Etapa Kc ETc ETc Prec. efec Req.Riego
coef mm/día mm/dec mm/dec mm/dec
Ene 2 Inic 0.70 1.6 1.6 1.2 1.6
Ene 3 Inic 0.70 1.8 19.3 10.7 8.6
Feb 1 Des 0.70 1.9 19.2 9.4 9.8
Feb 2 Des 0.79 2.3 23.4 8.5 14.8
Feb 3 Des 0.91 3.0 24.0 7.0 17.0
Mar 1 Des 1.02 3.7 37.4 4.3 33.2
Mar 2 Des 1.15 4.6 46.2 2.2 44.0
Mar 3 Med 1.20 5.2 57.7 4.9 52.7
Abr 1 Med 1.20 5.6 56.3 8.0 48.3
Abr 2 Med 1.20 6.0 60.3 10.1 50.2
Abr 3 Med 1.20 6.2 61.5 13.0 48.5
May 1 Med 1.20 6.3 62.8 16.3 46.5
May 2 Med 1.20 6.4 64.0 19.3 44.8
May 3 Fin 1.18 6.5 71.4 20.7 50.7
Jun 1 Fin 0.74 4.2 33.4 19.0 9.7
suma 638.5 154.6 480.4

53. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Requerimiento de Riego (P-V)
70
Mes Decada Etapa Kc ETc ETc Prec. efec Req.Riego
coef mm/día mm/dec mm/dec mm/dec
Abr 2 Inic 0.70 3.5 3.5 1.0 3.5
Abr 3 Inic 0.70 3.6 35.8 13.1 22.8
May 1 Inic 0.70 3.7 36.6 16.3 20.2
May 2 Des 0.70 3.7 37.4 19.3 18.1
May 3 Des 0.79 4.3 47.5 20.7 26.8
Jun 1 Des 0.92 5.2 51.8 23.6 28.2
Jun 2 Des 1.04 6.1 60.5 26.1 34.4
Jun 3 Med 1.16 6.9 68.8 20.7 48.1
Jul 1 Med 1.20 7.2 72.2 12.6 59.6
Jul 2 Med 1.20 7.4 73.6 7.2 66.4
Jul 3 Med 1.20 7.3 80.7 10.3 70.4
Ago 1 Med 1.20 7.3 73.1 13.7 59.4
Ago 2 Fin 1.18 7.2 72.0 15.6 56.4
Ago 3 Fin 0.99 5.7 62.7 20.1 42.6
Sep 1 Fin 0.74 4.1 40.6 27.3 13.2
Sep 2 Fin 0.55 2.9 17.2 19.7 0.8
suma 834.0 267.3 570.9

54. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Requerimiento de Riego (O-I)
71
ETc mm/dec
Req.Riego mm/dec
Mes
54321
70.0
65.0
60.0
55.0
50.0
45.0
40.0
35.0
30.0
25.0
20.0
15.0
10.0
5.0
0.0

55. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Requerimiento de Riego (P-V)
72
ETc
Req.Riego
Mes
987654
80.0
75.0
70.0
65.0
60.0
55.0
50.0
45.0
40.0
35.0
30.0
25.0
20.0
15.0
10.0
5.0
0.0

56. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
73

57. Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Hidráulica Fácil
Ing. Sergio Iván Jiménez
Fin
74