Redes Hidraulicas de Hiego. uso de software en nuestros diseños
La metodología y desarrollo del proyecto se basa en el uso de herramientas computacionales de gran ayuda a la hora de evaluar escenarios y buscar la mejor solución a los diseños de sistemas de riego. A continuación se nombran y se describe brevemente cada programa a utilizar:

   El diseño de riego por aspersión contempla dos etapas, el diseño agronómico y el diseño hidráulico.

     Diseño Agronómico.

   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.

Para el diseño agronómico se hace uso del siguiente software:

    CLIMWAT 2.0 for CROPWAT
   Base de datos climáticos para ser utilizado en combinación con el CROPWAT, posee datos agroclimáticos de más de 5000 estaciones distribuidas en todo el mundo (incluye datos de Calabozo).

   CROPWAT 8.0:
   Permite el cálculo de los requerimientos de agua de los cultivos y las necesidades de riego en base a datos de suelo, clima y cultivos. Además, el programa permite el desarrollo de programas de riego para diferentes condiciones de manejo y el cálculo del esquema de suministro de agua para variar los patrones de cultivo.
   También se puede utilizar para evaluar las prácticas de riego de los agricultores y para estimar el rendimiento de los cultivos, tanto en condiciones de verano y de regadío.

    SOIL WATER CHARACTERISTICS.
    Este programa calcula la tensión del agua del suelo, conductividad y capacidad de retención de agua basado en la textura del suelo, la materia orgánica, el contenido de grava, la salinidad y la compactación.

    Es necesario contar con un análisis físico del suelo, ya que con este programa se estima la infiltración básica del agua en el suelo necesaria para elegir un aspersor con pluviometría adecuada.

   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 perdidas de agua y maximizando las eficiencias de conducción, distribución y aplicación en todo el sistema de riego.
Para el diseño hidráulico se hace uso del siguiente software:

    ARCGIS
    Agrupa varias aplicaciones para la captura, edición, análisis, tratamiento, diseño, publicación e impresión de información geográfica.

    En el caso que el productor no tenga plano digital, este software se usa para georeferenciar imagenes y digitalizar el mismo, para poder proyectar la red de riego.

    AutoCAD
    Software reconocido a nivel internacional por sus amplias capacidades de edición, que hacen posible el dibujo digital de planos de edificios o la recreación de imágenes en 3D; es uno de los programas más usados por arquitectos, ingenieros, diseñadores industriales y otros.
   Usado para realizar el plano de la red de riego, como base para realizar los cálculos hidráulicos.

    Hoja de Cálculo Microsoft Excel

    Esta hoja desarrollada para facilitar el cálculo hidráulico de la red, se usa como base el plano digital autocad.

    EPANET

  El programa permite realizar análisis hidráulicos de redes de tuberías a partir de las características físicas de las tuberías y dinámicas de los nudos (consumos), para obtener la presión y los caudales en nodos y tuberías respectivamente.
   Entre los elementos que puede simular el programa se encuentran fundamentalmente tubos, nodos, depósitos y embalses (referencias de carga constante) y adicionalmente permite utilizar elementos más complejos como bombas y válvulas.
   Una vez dibujada la red y realizados los cálculos hidráulicos se exporta la red a epanet y se procede al análisis hidráulico.

GLOBAL MAPPER
Herramienta que sirve para gestión de datos espaciales, atreves de esta se obtiene modelos digitales de terreno que permiten hacer una mejor modelación hidráulica ya que se puede colocar cota a cada nodo de la red, es este caso los aspersores.

    GOOGLE EARTH
    Muestra un globo virtual que permite visualizar múltiple cartografía, con base en la fotografía satelital.
    Con el apoyo del global mapper se puede exportar la red de autocad y poder visualizarla como una capa en google earth la red de riego establecida.

    Bombas Ideal: BIPS
    Programa usado como apoyo para el estudio de bombas conjuntamente con el epanet.

    Aspectos importantes
   Hasta aquí pudiéramos considerar todo lo referente al desarrollo de la formulación del proyecto de riego. De ser necesario esto puede incluir una visita previa al lugar, todo esto en acuerdo con el productor y que se encuentre dispuesto a cubrir los gastos de dicha visita.
    La propuesta incluye como producto final una memoria descriptiva donde se detallan todos los aspectos técnicos, planos digitales de la red y cómputos (cantidades de materiales y herramientas).
     La propuesta puede incluir acompañamiento técnico, esto incluye una evaluación posterior al sistema de riego para determinar la uniformidad del riego(seguimiento del proceso una vez ya instalado).

    Para ello se usaría el software WinSIPP 2

   El programa ilustra la uniformidad, el diámetro mojado, y el patrón de aplicación de un perfil utilizando densogramas. Luego, ilustra la uniformidad de distribución de múltiples aspersores.

   Los datos provenientes de los perfiles de distribución se usan para crear densogramas basados en dimensiones de espaciamiento, diseño y altura del elevador.

   En el caso que el sistema de riego sea para cultivos de maíz y pastos como forraje, se puede desarrollar la asesoría referente al manejo rotacional de pastizales y la alimentación de los animales, esto incluye:

   * Asesoría en la división de potreros, considerando radio de mojado de los aspersores, para que la línea de riego sea la misma división de potreros.

   * El tamaño optimo de los potreros en base a la carga animal a establecer, una hectárea bajo riego puede llegar a las 10 unidades animales por hectárea. Esto implica aforo de los potreros para determinar los rendimientos del pasto y su capacidad de sustentación. Y hacer el ajuste respectivo de la carga.

  * Formulación de fertilización de potreros en base a datos de extracción de nutrientes del pasto, con la corrección en base al seguimiento de los aforos de potreros y análisis de suelo.

   * Toma de muestra del follaje para el análisis bromatológico de los pastos y c silaje, con esto se ajusta los suplementos con el uso de formulación de raciones.

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La utilización de los potreros y las especies de pastos en ellos con vacas lecheras , se basa en el manejo correcto de la relación planta / animal. En esta relación, la disponibilidad de forraje, la composición botánica, la carga animal y el sistema de pastoreo requieren el desarrollo de metodologías cuantitativas que permitan su manejo, con el propósito de optimizar el recurso forrajero en función de la producción animal. La introducción de animales a un potrero exige el conocimiento previo de su potencial, si se quiere hacer un uso racional de la misma, disminuyendo el riesgo de deterioro (degradación) y de la misma manera evitar una posible subalimentaciones de las vacas lecheras. Desafortunadamente, la cuantificación del recurso forrajero en un potrero es una práctica poco utilizada y la regulación de la carga animal es arbitraria, por lo general ésta se determina con base en la experiencia del productor, lo cual, la mayoría de las veces, conduce al subpastoreo o sobrepastoreo de los potreros con la consecuente disminución de su vida productiva. La evaluación de los potreros es una herramienta esencial que permite calcular la disponibilidad de forraje y el número de animales que es posible sostener durante un tiempo determinado. Metodología, para la evaluación de especies de crecimiento postrado 1.      Conocer los aspectos relevantes de la especie de pasto predomínate en el potrero a evaluar y tener el conocimiento de las dimensiones del potrero. 2.      Recorrer el área para establecer el grado de variación en la disponibilidad de forraje, y determinar al menos tres niveles de crecimientos (Alto, Mediano, Bajo). Estimar visualmente la predominancia en porcentaje relativo de cada uno de estos estados de crecimiento con respectos al área del potrero que sirva de apoyo a obtener un promedio ponderado más representativo. Para determinar la diferencia entre estados de crecimiento se utilizo un metro para medir en diferentes puntos del potrero las alturas del pasto. Y para determinar tres rangos de altura para delimitar los niveles de crecimiento.( 0-25cm,25-45cm,>45cm, siendo estos rangos bajo, mediano y alto respectivamente. 3.      Se procede a cortar por lo mínimo tres muestras por nivel de crecimiento dentro del área de estudio, lanzando un marco de 1 m2 , el corte se realizo lo mas aproximado a la superficie del suelo (aprox.5cm), el material cortado se peso y se coloca en una bolsa para luego determinar la composición botánica de la muestra. En cada punto muestreado se enterró una estaca como referencia para las posteriores muestreos visuales, esta referencia co 4.      Las muestras colectadas en campo se separan en pasto, leguminosas, otras especies de gramíneas, malezas, material muerto y suelo desnudo. 5.      Cálculos. Resultados de Evaluación de los Potreros Nª 10 y 11 del Modulo de Ordeño de 5,69 ha compuesto por 34 Potreros el día 8 de junio de 2011 Nivel bajo                          Nivel Medio            Nivel Alto        Muestra 1: 1,35 kg            Muestra 1: 1,4 kg     Muestra 1: 2 kg Muestra 2: 0,95kg             Muestra 2: 1,7kg     Muestra 2: 1,5kg Muestra 3: 0,5kg             Muestra 3: 1 kg         Muestra 3: 1,9kg Promedio: 0,93kg/m2      Promedio: 1,36kg/m2  Promedio: 1,8 kg/m2 Figura 1. Línea de tendencia de las muestras colectadas según orden en los niveles de crecimiento seleccionados.

Se puede observar que la variabilidad existente entre los pesos tomados en los potrero Nª 10 y 11 dentro de cada nivel de crecimiento arroja un R² = 0,4173 para la línea de tendencia que mejor se ajusta a la dispersión de los pesos de las muestra, siendo este demasiado bajo para usar dicha ecuación para futuras predicciones. Por lo tanto estos puntos pueden ser tomados como valores parciales de una serie de evaluaciones de los potreros destinados al modulo de ordeño.

Sin embargo ordenando los valores de menor a mayor se obtienen una línea de tendencia con mayor precisión como se muestra en la figura 2.

Figura 2. Línea de tendencia de las muestras colectadas ordenadas de manera ascendente 

 

Ordenando los valores de forma ascendente se observa como R² = 0,9469 mejora sustancialmente, estos nos indica que debemos mejorar el criterio de selección de los puntos a muestrear para reducir la variación existente ya que el tema de la densidad del pastizal en los puntos de muestra nos puede estar afectando.

Continuando con los cálculos, los valores relativos apreciados por los observadores

Con respecto a la predominancia de cada nivel de crecimiento en área del potero pueden observarse en el cuadro 1. Los promedios obtenidos fueron utilizados para calcular la muestra ponderada dentro de las muestras colectadas.

(0,93kg/m² x 33,57% ) + (1,36kg/m² x 55,7% ) +  (1,8kg/m² x10,07% )

Kg/m² =                                                                   = 1, 45

100%

 

Cuadro  1: Valores de Observación Porcentual según evaluadores de               predominancia de niveles de crecimiento des pasto Humidicola en los potreros Nª 10 y 11

0bservador	ALTO	MEDIO	BAJO
1	60	35	5
2	30	60	10
3	25	65	10
4	20	70	10
5	25	60	15
6	15	70	15
Promedio	33,57	55,71	10,07

Los potreros evaluados en esta primera actividad fueron los N° 10 y 11 los cuales arrojaron una disponibilidad promedio de 1,45kg de materia verde por metro cuadrado.

Para la determinación de la composición botánica se tomaron 4 muestras de las colectadas en campo y se procedió a separar el material  verde y material seco del humidicola. Los resultados promedios de las muestra arrojo cerca de un 16% de material muerto y cerca de un 5% de otra especies.

La importancia de la estimación de la composición botánica radica en que es un indicativo de la intensidad de utilización del pastizal. En el recorrido de los potreros se observo la abundancia de material seco en el estrato  inferior del pasto formando una especie de colchón, una vez realizados los cálculos se observo un subpastoreo ya que la capacidad de sustentación de cada potrero con ese rendimiento promedio por metro cuadrado era suficiente para alimentar alrededor de 23 vacas o unidades animales donde solo pastoreaban 17 vacas –

Luego del análisis de los resultados se llego a la conclusión que debido a que el corte de las muestras se realizo cerca de 5 cm de altura respecto al suelo se sobre estimo la cantidad de material realmente disponible para las vacas, ya que la gran acumulación de material seco corresponde a varias rotaciones antes realizadas en los potreros y no necesariamente al nuevo rebrote comprendido en el lapso de los días de descanso.

A  raíz de lo antes descrito se tomo la decisión de colocar 5 vacas como seguidoras detrás del lote de ordeño con la finalidad de reducir el excedente de pasto y estimular un mejor rebrote del pasto.

Trascurridas una rotación se obtuvo que al cortar muestras de los potreros 10 y 11 se obtuvo un valor de 840 gr/m²      ver cálculos en la figura 4, siendo este un valor más acorde ya que se logro reducir considerablemente el material seco-

1. Cuadro 2.Lista de Potreros que conforman  el modulo de ordeño en la finca          valle de  la Pastora 

Siguiendo con las evaluaciones el día 21 de junio se evaluaron dos potreros mas de los módulos de ordeño siguiendo el mismo procedimiento antes descrito, los datos de los pesos de las muestras cortadas se muestran a continuación. 

Evaluación de los potreros 21 y 22 del modulo   de ordeño el día martes 21 de junio de 2011

Nivel Bajo	Nivel Medio	Nivel Alto
0,525	1,45	1,825
0,51	0,875	0,9
0,9	0,775	1,875

Una vez realizados los cálculos se obtuvo un rendimiento promedio ponderado por metro cuadrado de 1,25Kg /m^2. La recta se ajustada es mucho mas acertada con un coeficiente R²= 0.89