Revista Científica de Ingeniería, Industria y Arquitectura
Vol.8, Núm.15 (ene-jun 2025) ISSN: 2737-6451
Cita sugerida: Yépez-Intriago, A., López-López, L., & Verdesoto-Tenorio,
B. (2025). Diseño hidráulico de redes principales y parcelarias del sistema de
riego por aspersión en el sector Chaupiloma II - Píllaro. Revista Científica
FINIBUS – Ingeniería, Industria y Arquitectura, 8(15), 59-68.
https://doi.org/10.56124/finibus.v8i15.006
DOI: https://doi.org/10.56124/finibus.v8i15.006
Recibido: 10-06-2024 Revisado: 07-09-2024
Aceptado: 17-12-2024 Publicado: 24-01-2025
Artículo de investigación
Diseño hidráulico de redes principales y parcelarias
del sistema de riego por aspersión en el sector
Chaupiloma II - Píllaro
Ambar Yépez-Intriago [1]
Liliana López-López [1]
Breslyn Verdesoto-Tenorio [1]
[1] Universidad Técnica de Ambato (UTA). Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Carrera de Ingeniería Civil. Ambato, Ecuador.
Autor para correspondencia: ac.yepez@uta.edu.ec
Resumen
En el presente proyecto se diseñó un sistema hidráulico de un sistema de riego por aspersión para la comunidad de Chaupilom
II, para los cual se realizó una recolección de información, como levantamiento topográfico, información de la estación
meteorológica de Pisayambo, tipos de cultivos, entre otros. Con la información recolectada se realizó el diseño de la red
principal y el diseño parcelario. Para el diseño se empleó el software IRRICAD V15. Además, simultáneamente a este proceso
se realizó el diseño de la red principal en el software AutoCad Civil 3D. Con los diseños parcelarios se determinaron los
diámetros de las tuberías que serían utilizadas, el número de aspersores y el turnado por cada parcela. Por otra parte, se pudo
determinar con el diseño de la red principal el diámetro de la tubería principal tomada desde el tanque reservorio existente en
la zona, el diseño del desarenados y los diferentes accesorios. El proyecto se diseñado con un caudal inicial de 25.78lt/s,
sabiendo que el sector se divide en tres ramales los mismo que los datos sería los siguientes: Ramal 1 (7.65lt/s), Ramal (9.46
lt/s) y Ramal 3 (8.67 lt/s).
Palabras Clave: sistema de riego, riego por aspersión, tuberías, aspersores.
Hydraulic design of main and parcel networks of the sprinkler irrigation system in the
Chaupiloma II - Píllaro sector
Abstract
In this project a hydraulic system of a sprinkler irrigation system was designed for the community of Chaupilom II, for which
information was collected, such as topographic survey, information from the Pisayambo weather station, types of crops, among
others. The information collected was used to design the main network and the plot design. The IRRICAD V15 software was
used for the design. In addition, simultaneously with this process, the design of the main network was carried out in AutoCad
Civil 3D software. With the plot designs, the diameters of the pipes to be used, the number of sprinklers and the number of
turns per plot were determined. On the other hand, it was possible to determine with the design of the main network the diameter
of the main pipe taken from the existing reservoir tank in the area, the design of the demanding and the different accessories.
The project was designed with an initial flow of 25.78 lt/s, knowing that the sector is divided into three branches, the data
would be as follows: Branch 1 (7.65lt/s), Branch (9.46 lt/s) and Branch 3 (8.67 lt/s).
Keywords: irrigation system, sprinkler irrigation, pipes, sprinklers.
60
Vol.8, Núm.15 (ene-jun 2025) ISSN: 2737-6451
Yépez-Intriago et al. (2025) https://doi.org/10.56124/finibus.v8i15.006
1. Introducción
Desde tiempos ancestrales se han utilizado técnicas de riego
en Egipto y Mesopotamia. En un inicio inundaban terrenos
planos, luego construyeron terrazas regadas por inundación;
para ello emplearon varios métodos utilizando habilidad,
ingenios inducidos por la necesidad del hombre de
economizar agua.
Los primeros sistemas de riego por aspersión se movían con
su propia fuerza, es decir en función de la presión del agua.
Este tipo de sistema barría un círculo completo alrededor de
un acoplamiento de tubería de agua giratoria. La captación
del agua debe ser por un pozo o por toma de fuentes
naturales. Es necesario contar con una estructura para su
almacenamiento como embalse, depósito o subterráneo,
tuberías, dispositivos móviles y aspersores (Xie et al., 2022).
La eficiencia de utilización del agua de riego es decisiva para
lograr el incremento de la productividad agrícola. El
problema principal detectado es precisamente la ineficiencia
en el uso del recurso que afecta principalmente a la población
indígena campesina asentada en la zona rural de la provincia
de Tungurahua (Vargas-Rodríguez. et al., 2021).
La agricultura es una actividad económica de suma
importancia. Tiene la mayor demanda de agua a nivel
mundial. Para uso agrícola se estima la utilización del 33% -
90% de los recursos hídricos totales disponibles. Sin
embargo, no existe un uso racional, por lo que resulta
necesario realizar investigaciones que permitan mejorar el
uso del agua y las instalaciones adecuadas de riego en los
diferentes cultivos, incluido los pastizales (Mogrovejo-Lazo
& Carabajo-Alvear, 2022).
El área agrícola es la que más demanda de consumo de agua
en el mundo, es por ello que debe existir una sostenibilidad
ambiental y económica. Un parámetro principal para evaluar
sistemas de riego es la uniformidad de aplicación de agua en
la superficie del área irrigada, esto se refleja en el manejo y
desempeño del cultivo, en la calidad y cantidad de los
productos, en la eficiencia del uso del agua, en el costo del
riego y por tanto de la producción (González-Quirino et al.,
2021).
El Estado ecuatoriano, reconociendo la importancia del
desarrollo del sector agropecuario, ha implementado en los
últimos años diversos programas gubernamentales de riego
en todo el territorio nacional. Para este propósito, se creó el
Instituto Nacional de Riego (INAR) como una institución
autónoma y desconcentrada, con el objetivo de aumentar la
eficiencia en el uso del agua en la agricultura a través de la
construcción de obras de almacenamiento, sistemas de
conducción, rehabilitación de infraestructuras de riego y la
tecnificación del riego parcelario (Chuncho et al., 2021).
Posteriormente, esta institución fue integrada al Ministerio
de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca (MAGAP),
transformándose en la Subsecretaría de Riego y Drenaje,
encargada de actividades de planificación y monitoreo a
nivel nacional. Actualmente, en cumplimiento de la
normativa correspondiente, se encuentra en proceso de
transición hacia la Secretaría Nacional del Agua
(SENAGUA) (Chile & Ortiz, 2021).
El principal objetivo del riego consiste en aplicar el agua
uniformemente sobre el área deseada y dejarla a disposición
del cultivo. La infraestructura para la captación, conducción
y aplicación del agua al cultivo es el componente técnico, la
organización y administración para la distribución del agua,
el registro de usuarios, el mantenimiento de la infraestructura
y la solución de conflictos, constituyen el componente social.
La producción agrícola y/o pecuaria realizada en el área con
riego, su rentabilidad y sostenibilidad son los componentes
económicos productivos (Jaramillo et al., 2023).
Se considera al riego como la aplicación uniforme y
oportuna de agua a una superficie específica de suelo para
reponer en éste el agua que ha sido consumida. El sistema de
riego es un conjunto de estructuras que consta de una serie
de componentes, estos componentes dependerán si se trata
de riego superficial, por aspersión o por goteo (González-
Quirino et al., 2021).
Los métodos de riego establecen técnicas para infiltrar el
agua al perfil del suelo donde se desarrollan las raíces, hasta
un contenido de humedad adecuado para el cultivo. La
finalidad es satisfacer las necesidades hídricas de los
cultivos, en zonas con déficit (Balbontín et al., 2022).
El sistema de riego por aspersión es uno de los métodos más
empleados, debido a sus mecanismos y automatización. En
los últimos años a nivel mundial se han ido empleando estos
sistemas en la producción agrícola ya que permite al
agricultor cuantificar la cantidad de agua que se aplica a los
cultivos (Pisco & Torres, 2021).
El riego por aspersión es un método que se aplica al suelo en
forma de lluvia utilizando un dispositivo de emisión de agua
para que la distribución sea controlada y uniforme. El equipo
utilizado son los denominados aspersores que generan un
chorro de agua pulverizada en gotas cubriendo toda el área
de la parcela y así tratamos que se moje toda la superficie del
suelo, de la forma más homogénea posible (Porlles et al.,
2023).
De manera general, este proyecto se enmarca en los
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) planteados por la
Organización de las Naciones Unidas (ONU), mismo que
aborda temas críticos como son: la reducción de la pobreza,
hambre cero, la gestión del agua, trabajo decente y
crecimiento económico, reducción de desigualdades,
61
Vol.8, Núm.15 (ene-jun 2025) ISSN: 2737-6451
Diseño hidráulico de redes principales y parcelarias del sistema de riego por aspersión en el sector
Chaupiloma II - Píllaro
producción y consumo responsables, acción por el clima y
alianzas para lograr los objetivos (Cuadras-Berrelleza et al.,
2021).
2. Metodología
El presente estudio se llevó a cabo en la comunidad
Chaupiloma II, parroquia San Andrés, localizada al norte del
cantón Pillaro. La comunidad Chaupiloma II tiene un área de
104.3 Ha, que corresponde al 2.00% del área total de la
parroquia.
El clima, al encontrarse a una altura de entre 3080 msnm
hasta 3160 msnm, comprende al piso térmico Ecuatorial
Mesotérmico Semi Húmedo con temperaturas que oscilan
entre menos de 10°C a 12°C. Presenta una precipitación
promedio entre 500 mm a 750 mm anuales.
Estudio Agronómico
Para el presente trabajo, se realizó un levantamiento
topográfico con GPS para la generación de los polígonos de
parcelas y sus elementos de riego. Además, se empleó
softwares para el diseño de las parcelas.
La comunidad pertenece a una zona rural dedicada a la
agricultura, ganadería y comercio. Debido a las condiciones
agroclimáticas la mayor parte de su superficie está cubierta
por pastos, alfalfa, ray Grass, trébol blanco y rojo, que son la
base para la alimentación de especies como el ganado
vacuno.
La información recolectada sobre la comunidad Chaupiloma
II, como la información climatológica, que fue tomada de la
Estación Meteorológica Pisayambo. La actividad agrícola,
tipos de cultivos, actividad económica, entre otras. La
información recopilada permite conocer el caudal y el tipo
de sistema de riego que se requiere.
Diseño Hidráulico
Con la información obtenida del estudio agronómico, se
determinó que el mejor sistema de riego es por aspersión
semi fijo. Para ello se emplean dos aspersores que generan
un chorro de agua pulverizada en gotas cubriendo toda el
área de la parcela y así tratamos de que se moje toda la
superficie del suelo, de la forma más homogénea posible.
El sistema de riego constará con un tanque reservorio
existente del cual se distribuirá el caudal por la red principal
que alimenta a las redes parcelarias. El diseño estructural de
obras a implementarse en el proyecto cumplirá lo establecido
en la NEC-15 (Norma Ecuatoriana de la Construcción) y la
norma ACI 318-14 (Riquelme, 2021).
A la toma del sistema de riego llega un caudal de 14.6 lts/seg,
este caudal es llevado hasta un reservorio de 700 m3, el cual
debe satisfacer la demanda hídrica de 200 lotes con un total
de 60Has.
Caudales de diseño
El caudal de diseño se obtendrá de la relación entre el
volumen de agua que atraviesa para el tiempo, para ello se
empleó la siguiente fórmula: (Riquelme, 2021).
𝑄 = 𝑉
𝑡 (1)
Para la determinación del caudal se aplicó un mecanismo de
control del sistema y distribución de los derechos de agua,
esto se realizó mediante la estrategia calendarización o
turnos de riego. El caudal de diseño disponible para el diseño
de la red es de 29.22 lt/seg.
En el diseño hidráulico se ha considerado 3 ramales: Ramal
1 con un caudal de 7.65 lt/seg para 12.94 Ha, Ramal 2 con
un caudal de 10.47 lt/seg para 26.39 Ha y el Ramal 3 con un
caudal de 11.09 lt//seg para 20.67 Ha.
Diseño de la tubería
Con el caudal y las presiones requeridas se realizó el diseño
hidráulico, considerando la ecuación de continuidad e
hidrodinámica, obteniendo los diámetros y espesores de las
tuberías de las redes principales y secundarias (Ramos-
Salgado et al., 2021).
Las velocidades máximas y mínimas estarán determinadas
por el tipo de material a utilizarse, para el presente proyecto
se utilizarán tuberías de PVC (poli cloruró de vinilo), por lo
que se conservara una velocidad mínima de 0,50 m/s y una
velocidad máxima de 4,5 m/s.
Presiones Estáticas y Dinámicas en red principal y
secundaria
La presión estática hace referencia hace referencia a la
presión generada por el fluido estático y depende del peso
específico y de la altura del fluido, cuanto mayor sea la
presión El presente estudio se llevó a cabo en la comunidad
Chaupiloma II, parroquia San Andrés, localizada al norte del
cantón Pillaro. La comunidad Chaupiloma II tiene un área de
104.3 Ha, que corresponde al 2.00% del área total de la
parroquia.
Diseño de parcelas
El sistema cuenta con hidrantes de 2” con una capacidad de
gasto de 7.25 lt/seg, que atenderán áreas de parcelas de entre
3000 a 15000 m2. Las válvulas reguladoras de presión son
62
Vol.8, Núm.15 (ene-jun 2025) ISSN: 2737-6451
Yépez-Intriago et al. (2025) https://doi.org/10.56124/finibus.v8i15.006
de 2” y su presión de salida es de 40PSI (28mca) y la
capacidad de conducción de estos dispositivos es de 100 gpm
(6.31 lt/seg).
Para las parcelas con pendientes fuertes se ha colocado 3
válvulas reguladoras de presión, para controlar las
sobrepresiones por golpe de ariete, se ha colocado válvulas
de alivio rápido al final de cada ramal, además se han
colocado válvulas manuales de purga y válvulas de aire de
2” y 1”. Para el diseño del sistema hidráulico y validación de
resultados se empleó los softwares IRRICAD V15 y
AutoCad Civil 3D.
3. Resultados
3.1. Ubicación del proyecto
El cantón Santiago de Píllaro, se encuentra al norte de la
provincia de Tungurahua. La cabecera es Píllaro. Está
localizada cerca de la ciudad de Ambato, en la zona 17M
Sur, en las coordenadas UTM 773366.70 Este y 9870117.43
Norte; Superficie total: 44543.06 ha. Población total al 2014:
39978 Habitante.
El proyecto se localiza en las afueras de la ciudad. El sector
considerado como una zona rural de la Parroquia San
Andrés.
La población se dedica a la comercialización de productos
agrícolas y ganaderos en la Parroquia “San Miguelito”, esto
provoca que el costo original de un producto se incremente
mientras mayor número de intermediarios intervengan en la
cadena de distribución, no existen infraestructuras de
comercialización en la parroquia en donde el productor
venda sus productos al consumidor final.
Para la recolección de información se realizan la toma de
datos en la comunidad, además de ello también se realizó una
socialización con los beneficiarios con la finalidad de darles
a conocer las ventajas y desventajas del sistema.
3.2. Recolección de Información
Se realizó encuestas a los propietarios del sector de
Chaupiloma II, para determinar el tipo de cultivos que
producen, de acuerdo como se indica en la Tabla 1.
Tabla 1: Cultivos existentes en la zona
TIPO DE CULTIVO
Pasto
64.44 %
Papas
15.56%
Maíz
11.11 %
Avena
4.44%
Haba
2.22 %
Alfalfa
2.22 %
Después de realizar la tabulación de los datos levantados en
la encuesta realizada a los habitantes del sector Chaupiloma
II, se puede corroborar que el cultivo predominante en la
zona es el pasto ya que el sector es ganadero productor de
leche.
3.3. Ubicación del Tanque reservorio
Para la comunidad Chaupiloma II ya existe un tanque
reservorio, el mismo que está ubicado en la parte alta. Dicho
tanque es el que alimenta a las comunidades de Chaupiloma
I y Chaupiloma Medio misma que ya cuentas con un sistema
de riego tecnificado, mientras que la comunidad Chaupiloma
II aún utiliza un sistema de riego por gravedad (Tabla 2).
Tabla 2: Ubicación de tanque reservorio
3.4. Necesidades Hídricas
Precipitación
Para la precipitación se obtuvo los datos durante un año de
la estación meteorológica de Pisayambo que se encuentra
cerca de la central de Pucara.
Temperatura
De acuerdo con los datos obtenidos de la estación de
Pisayambo y representados en la Figura 1, se puede observar
que durante todo el año debemos tomar en cuenta el mes de
Julio ya que es cuando se presenta la temperatura más baja
en la comunidad siendo de 12 °C, mientras que en el mes de
63
Vol.8, Núm.15 (ene-jun 2025) ISSN: 2737-6451
Diseño hidráulico de redes principales y parcelarias del sistema de riego por aspersión en el sector
Chaupiloma II - Píllaro
noviembre se presenta la temperatura más alta siendo de
13.9°C. Estos valores son importantes debido a que se debe
considerar las heladas y el exceso de calor que pueda recibir
el cultivo.
Figura 1: Datos regitrados de temperatura. Estación de
Pisayambo
Humedad
Al tomar la informa de la estación y representarla en Figura
2 podemos notar que el de Junio es el más húmedo con un
87%. Otro parámetro muy importante que debemos tomar en
cuenta, ya que el sector al estar húmedo este no necesitaría
de agua de riego.
Figura 2: Datos regitrados de humedad. Estación de Pisayambo
Viento
Los vientos más fuertes se presentan en el mes de enero,
mientras que en el periodo de julio a octubre tenemos unos
vientos constantes, como se observa en la Figura 3.
Figura 3: Datos regitrados de viento. Estación de Pisayambo
Insolación
En la comunidad de Chaupiloma II, después de haber
obtenido los valores notamos que la insolación que se
presenta en el sector es casi constante durante todo el año,
según podemos observar en la Figura 4.
Figura 4: Datos regitrados de insolación. Estación de Pisayambo
Radiación
Durante el año se tiene una radiación constante, tomando en
cuenta que en el mes de abril es el que disminuye, como se
puede observar en la Figura 5.
Figura 5: Datos regitrados de radiación. Estación de Pisayambo
64
Vol.8, Núm.15 (ene-jun 2025) ISSN: 2737-6451
Yépez-Intriago et al. (2025) https://doi.org/10.56124/finibus.v8i15.006
Una vez obtenidos los parámetros podemos determinar la
precipitación existente en la comunidad de Chaupiloma II,
de los datos sacaremos un valor promedio con el cual
podremos seguir calculando las necesidades hídricas para la
zona (Tabla 3). La precipitación efectiva será tomada en un
rango del 80%, valores que fueron tomados de la estación de
Pisayambo (Tabla 4).
Evapotranspiración (ETo)
Para desarrollar este tema se requiere la obtención de la
mayor cantidad de datos meteorológicos de las distintas
variables como: temperatura (máxima y mínima), humedad
relativa (promedio), horas de sol (promedio), velocidad del
viento(promedio) (Tabla 3)
Tabla 3: Datos meteorológicos. Estación de Pisayambo
Mes
Temperatura
Promedio °C
Humedad
%
Viento
Km/día
Insolación
horas
Radiación
MJ/m²/dia
ETo
mm/día
Balance Hídrico
mm/día
Enero
13.5
82
242
4.5
16
2.77
1.03
Febrero
13.4
83
216
4.5
16.5
2.85
1.41
Marzo
13.4
83
216
4.5
16.6
2.87
0.19
Abril
13.5
85
207
3.0
13.7
2.46
-0.18
Mayo
13.2
86
225
3.0
15.1
2.57
-0.66
Junio
12.5
87
225
4.5
14.5
2.42
-1.21
Julio
12.0
86
233
4.5
14.7
2.41
-0.79
Agosto
12.2
84
233
4.5
15.5
2.57
0.14
Septiembre
12.7
83
233
4.5
16.2
2.74
0.74
Octubre
13.4
84
233
4.5
16.4
2.81
1.01
Noviembre
13.9
83
225
4.5
16
2.79
0.79
Diciembre
13.8
82
225
4.5
15.8
2.74
0.89
Promedio
13.1
84
226
4.4
15.6
2.67
1.03
Tabla 4: Datos meteorológicos – precipitación. Estación
Pisayambo
Precipitación
Estación
Pisayambo
Latitud
-10.712.422 °S
Longitud
-78.393.657 °W
Método
Porcentaje fijo (80%)
Mes
Precipitación real
mm
Precipitación
efectiva (80%) mm
Enero
2.18
1.74
Febrero
1.80
1.44
Marzo
3.34
2.68
Abril
3.30
2.64
Mayo
4.04
3.23
Junio
4.54
3.63
Julio
4.00
3.20
Agosto
3.04
2.43
Septiembre
2.50
2.00
Octubre
2.25
1.80
Noviembre
2.50
2.00
Diciembre
2.31
1.85
Total
2.98
2.80
Balance Hídrico
La determinación del balance hídrico corresponde a la
comparación de la evapotranspiración con la precipitación
efectiva (Tabla 3).
De la Figura 6 podemos determinar que el mes con más
necesidad de agua en la comunidad de Chaupiloma II es el
mes de abril ya que presenta un balance hídrico de -0.18, lo
que quiere decir que los cultivos presentes deben recibir el
agua necesaria para evitar las pérdidas de los mismo por
sequía.
Figura 6: Comparación Evapotranspiración vs. Precipitación.
3.5. Sistemas Parcelarios
La distribución de la red de tuberías dentro de la parcela se
diseñó considerando la topografía, la infraestructura
existente y los linderos. Por ello, se presenta un esquema
parcelario en forma de espina de pescado, donde la tubería
distribuidora se sitúa en el centro de la parcela, con laterales
dispuestos perpendicularmente hacia los costados.
Asimismo, para terrenos más angostos, se propone un
esquema lateral en el que la tubería principal se ubica a un
costado del terreno, mientras que los laterales se disponen en
dirección horizontal.
65
Vol.8, Núm.15 (ene-jun 2025) ISSN: 2737-6451
Diseño hidráulico de redes principales y parcelarias del sistema de riego por aspersión en el sector
Chaupiloma II - Píllaro
Figura 7: Diseño de sistemas parcelarios.
En Figura 7 se aprecia el diseño a nivel parcelario, en donde
los números son los códigos de cada lote. El lote L 217 tiene
una forma rectangular, la tubería amarilla simboliza un
diámetro de 50 mm, la verde 32 mm. Cada separación de
tubería indica un bloque o un número máximo de operación
por emisores. La delimitación de los lotes está dada por la
línea negra oscura.
Presión del sistema parcelario
Los sistemas parcelarios están en función del emisor
escogido, con una presión de trabajo que oscila entre 60 y 80
metros de columna de agua. Valores que se observan en la
Figura 8.
Figura 8: Presión del Sistema parcelario.
Velocidad del sistema parcelario
La velocidad media del agua está entre 0.5 y 2.5 m/s. Dichos
valores se pueden corroborar en la Figura 9, este informe se
obtiene del software.
Figura 9: Velocidad del Sistema parcelario
Caudales Parcelarios
Los caudales promedios en parcela están entre los 4 y 6 l/s
en cada parcela, esto debido a los diámetros de los hidrantes
que son de 50 mm y 32 mm respectivamente (Figura 10).
Figura 10: Caudales parcelarios
3.6. Diseño Hidráulico
Los sistemas de riego tecnificado están diseñados para
garantizar una distribución del agua equitativa y eficiente,
además de facilitar su operación y asegurar condiciones
óptimas para su mantenimiento. Estas actividades, que
forman parte de la rutina del sistema, serán financiadas
completamente por los usuarios mediante el pago de cuotas,
tarifas de riego y/o contribuciones con mano de obra a lo
largo de su vida útil.
Captación flotante en reservorio
Se ha diseñado una estructura de captación flotante que será
instalada en el reservorio existente. Este sistema cuenta con
un mecanismo de flotación y una manguera de succión
flexible, lo que permite extraer agua desde la parte central
del reservorio, minimizando la entrada de sedimentos y
materiales flotantes. La capacidad de captación alcanza los
40 l/s, circulando a través de una manguera de succión con
un diámetro de 160 mm.
66
Vol.8, Núm.15 (ene-jun 2025) ISSN: 2737-6451
Yépez-Intriago et al. (2025) https://doi.org/10.56124/finibus.v8i15.006
Conducción entubada desde el reservorio hasta las parcelas
de riego
La tubería deberá tener diámetros de 50mmn y 32mm con
una velocidad de 0.50 - 2.50 m/s, tienen una capacidad
suficiente para responder al planteamiento hidráulico con el
proyecto de riego tecnificado.
Sistema de filtrado del agua de riego
Para prevenir la entrada de sedimentos, se implementará un
sistema de filtrado progresivo en varios niveles. El primer
nivel consistirá en una captación flotante ubicada en el
reservorio, equipada con una malla cribada de 2.75 mm.
Posteriormente, se instalará un sistema de filtros automáticos
con malla metálica de 130 micrones en el conducto de
aducción, antes de que el agua ingrese a los módulos de
riego. Este sistema contará con un mecanismo hidráulico
auto limpiante, una capacidad de filtración de 350 m³ por
hora, y operará con una presión de trabajo entre 2 y 10 bares,
siendo la presión mínima para la limpieza de 2.5 bares.
Planteamiento Hidráulico
El proyecto de tecnificación del riego se plantea distribuir en
3 sectores de riego. El riego se realizará durante 12 horas por
día (12 horas por la noche se almacena en el reservorio
nocturno) y 7 días por semana de lunes a domingo, este
aspecto se determinó, para evitar el riego nocturno (Figura
11).
Figura 11: Esquema Hidráulico
3.7. Resultados del Diseño
Mediante el programa IRRICAD se realizó el cálculo y
diseño de la red de tuberías, el criterio de diseño por
velocidad no superara los 2 m/s como máximo y 0.5 como
límite mínimo. Este programa de diseño utiliza la fórmula de
Darcy-Weisbach para una velocidad cinemática del agua de
1.13 m/s2 x 106 (Figura 12).
Figura 12: Trazado de la red para los sectores presurizados
La tubería principal comienza con un diámetro de 160 mm y
se distribuye progresivamente en diámetros de 90 mm, 75
mm y 63 mm conforme se abastecen los diferentes sectores,
hasta llegar a los hidrantes. Se han incluido tanques rompe
presión para garantizar que tanto las zonas bajas como las
altas puedan operar sin inconvenientes de presión. Además,
el sistema contempla la instalación de válvulas de aire de 2"
y 1", filtros semiautomáticos de 6", válvulas de alivio rápido,
válvulas de purga e hidrantes.
Velocidad
La velocidad del flujo se encuentra dentro de los rangos
establecidos, de 0.42 a 1.61 m/s, lo que confirma que el
diseño del sistema es adecuado. En la figura siguiente se
presentan los resultados de la velocidad del agua en la red de
tuberías correspondiente al ramal 2, durante la primera
operación o turno. El caudal transportado varía de 29.21 a 4
l/s aguas abajo del reservorio, con una velocidad mínima de
67
Vol.8, Núm.15 (ene-jun 2025) ISSN: 2737-6451
Diseño hidráulico de redes principales y parcelarias del sistema de riego por aspersión en el sector
Chaupiloma II - Píllaro
0.42 m/s y una velocidad máxima de 1.61 m/s, mostrando el
resultado del diseño de un tramo de tubería (Figura 13).
Figura 13: Velocidad en la red de tuberías
Presiones
Para controlar las presiones en la red principal, se han
instalado cámaras rompe-presión en los tramos con
desniveles que oscilan entre 40 y 80 metros, lo que asegura
que las presiones dinámicas no superen estos valores. No
obstante, para mayor seguridad y para absorber las
sobrepresiones generadas por golpes de ariete, se ha
establecido que las tuberías principales y secundarias tengan
una resistencia mínima de 0.80 MPa (Khan et al., 2021).
En las redes secundarias y terciarias dentro de los módulos,
las presiones serán controladas mediante reguladores de
presión en línea estático-dinámicos. Estos dispositivos
mantienen una presión de salida constante
independientemente de la presión de entrada y son capaces
de regular tanto la presión estática como la dinámica (Zhang
et al., 2021).
4. Conclusiones
El diseño de la red principal; la tubería que se conocería
como principal seria 160mm la misma que empezaría desde
el tanque reservorio y seguiría el camino de la vía principal
del sector mientras que para cada lote tendríamos una
distribución diferente 90mm, 75mm, y 63mm, estos
diámetros se distribuyen según la longitud de cada tramo.
Las presiones dinámicas en los hidrantes fluctúan entre 25 y
40 mca, aunque en casos excepcionales pueden alcanzar
valores más altos. Por esta razón, se ha propuesto la
instalación de reguladores de presión en la cabecera de la
parcela para garantizar un control adecuado.
Los caudales de diseño total son de 25.78 lt/seg, los mismos
que son distribuidos para los tres ramales dando como
resultado: Ramal 1 (7.65lt/s), Ramal 2 (10.47 lt/s) y Ramal 3
(11.09 lt/s).
Referencias
Balbontín C., Martínez R., Montenegro A., González F.,
Puertas C., Ríos L., García C., Otero, Á., Bavestrello C.,
& Walberg Br. (2022). Indicadores de eficiencia del uso
del agua en sitios piloto de Chile, Argentina, Colombia
y Uruguay. Recurperado de:
https://www.fontagro.org/new/uploads/productos/1795
0_-_Producto_2.pdf
Chile, B., & Ortiz, R. (2021). Dinámica de la distribución del
agua en el sistema de riego Tumbaco en Ecuador.
Siembra, 8(2), e3074.
https://doi.org/10.29166/siembra.v8i2.3074
Chuncho, L., Uriguen, P., & Apolo, N. (2021). Ecuador:
análisis económico del desarrollo del sector
agropecuario e industrial en el periodo 2000-2018.
Revista Científica y Tecnológica UPSE, 8(1), 08–17.
https://doi.org/10.26423/rctu.v8i1.547
Cuadras-Berrelleza, A. A., Peinado-Guevara, V. M.,
Peinado-Guevara, J., López-López, J., & Herrera-
Barrientos, J. (2021). Intensive agriculture and soil
quality: challenges for sustainable development in
Sinaloa. Revista Mexicana Ciencias Agrícolas, 12(8),
1401–1414.
https://doi.org/10.29312/remexca.v12i8.2704
González-Quirino, J., Fortis-Hernández, M., Preciado-
Rangel, P., Yescas-Coronado, P., Barrios-Díaz, J., &
Reyes-González, A. (2021). Deterministic equation for
hydraulic system design multiple outlet irrigation.
Revista Mexicana Ciencias Agrícolas, 12(5), 777–790.
https://doi.org/10.29312/remexca.v12i5.2986
Jaramillo, D., Panchana, W., Cumbicos, A., & Escudero, N.
(2023). Sistema de riego inteligente para el
mantenimiento de áreas verdes en una institución
educativa. Revista Científica y Tecnológica UPSE,
10(2), 50–63. https://doi.org/10.26423/rctu.v10i2.740
Khan, H. J., Spielman-Sun, E., Jew, A. D., Bargar, J.,
Kovscek, A., & Druhan, J. L. (2021). A Critical Review
of the Physicochemical Impacts of Water Chemistry on
Shale in Hydraulic Fracturing Systems. Environmental
Science and Technology, 55(3), 1377–1394.
https://doi.org/10.1021/acs.est.0c04901
68
Vol.8, Núm.15 (ene-jun 2025) ISSN: 2737-6451
Yépez-Intriago et al. (2025) https://doi.org/10.56124/finibus.v8i15.006
Mogrovejo-Lazo, A., & Carabajo-Alvear, R. (2022). La
importancia de la agricultura en la economía de la
provincia de Azuay. Sociedad & Tecnología, 6(1), 129–
146. https://doi.org/10.51247/st.v6i1.329
Pisco, J., & Torres, A. (2021). Design of an isolated hybrid
system to supply “Hacienda Quirola”. Revista
Universidad y Sociedad, 13(2), 311–317.
Porlles, J., Tomomewo, S., Alamooti, M., & Uzuegbu, E.
(2023). Comparison and Analysis of Multiple Scenarios
for Enhanced Geothermal Systems Designing Hydraulic
Fracturing. PROCEEDINGS, 48 Th Workshop on
Geothermal Reservoir Engineering Dakota, Grand
Forks, 58202(2). Recuperado de:
https://pangea.stanford.edu/ERE/db/GeoConf/papers/S
GW/2023/Porlles.pdf
Ramos-Salgado, C., Muñuzuri, J., Aparicio-Ruiz, P., &
Onieva, L. (2021). A decision support system to design
water supply and sewer pipes replacement intervention
programs. Reliability Engineering and System Safety,
216. https://doi.org/10.1016/j.ress.2021.107967
Riquelme, J. (2021). Análisis técnico-económico de un
embalse de riego con derechos eventuales en la cuenca
del Río Perquilauquén [Tesis de Grado. Universidad de
Chile]. Disponible en:
https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/182795
Vargas-Rodríguez, P., Dorta-Armaignac, A., Fernández-
Hung, K., & Méndez-Jocik, A. (2021). Consideraciones
para el diseño racional de sistemas de riego por goteo.
Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 30(4).
Recuperado a partir de
https://revistas.unah.edu.cu/index.php/rcta/article/view/
1473
Xie, D., Chen, L., Liu, L., Chen, L., & Wang, H. (2022).
Actuators and Sensors for Application in Agricultural
Robots: A Review. Machines, 10(10).
https://doi.org/10.3390/machines10100913
Zhang, X., Liu, W., Zhang, Y., & Zhao, Y. (2021).
Experimental Investigation and Optimization Design of
Multi-Support Pipeline System. Chinese Journal of
Mechanical Engineering (English Edition), 34(1).
https://doi.org/10.1186/s10033-020-00530-7
Contribución de los autores (CRediT)
Yépez-Intriago, A.: Conceptualización, Análisis formal de
datos, Investigación, Adquisición de fondos, Administración
de proyecto, Supervisión. López-López, L.:
Conceptualización, Metodología, Visualización, Redacción-
revisión y edición. Verdesoto-Tenorio, B.: Curación de
datos y contenidos, Software, Validación, Redacción-
borrador original. Todos los autores han leído y aceptado la
versión publicada del manuscrito.
Conflicto de intereses
Los autores han declarado que no existe conflicto de
intereses en esta obra.
Nota del Editor
Descargo de responsabilidad: Los datos, declaraciones,
opiniones contenidas en el documento son responsabilidad
únicamente de los autores y no de la Revista Científica
FINIBUS – Ingeniería, Industria y Arquitectura. La Revista
y sus editores renuncian a toda responsabilidad por daño a
persona o propiedad resultante de los métodos,
instrucciones, producto o idea mencionado en el contenido.
Derechos de autor 2025. Revista Científica
FINIBUS - ISSN: 2737-6451.
Esta obra está bajo una licencia:
Internacional Creative Commons
Atribución-NoComercial-CompartirIgual
.4.0
