INTRODUCCIÓN:
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Consiste en la APLICACIÓN DE LOS ABONOS DISUELTOS EN EL AGUA DE RIEGO. En general el RIEGO LOCALIZADO POR GOTEO LIMITA EL SUELO explorado por las raíces, lo que obliga a aportar también de forma localizada y frecuente los ELEMENTOS FERTILIZANTES.
VENTAJAS:
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. Ahorro de fertilizantes ya que localiza el abono,existiendo menores pérdidas por lavado.
.Mejor asimilación de los elementos por el cultivo, debido al elevado grado de humedad en el que se mantiene el suelo.
.Mejor distribución de los fertilizantes en el suelo, no sólo a nivel superficial,sino también en profundidad.
.Adecuación del abonado a las necesidades de los cultivos en cada periodo de su desarrollo.Se puede establecer el mejor equilibrio para cada momento.
.Rápidez de actuación ante problemas de DEFICIENCIA DE NUTRIENTES.
.Economía en la distribución de los abonos.
.Posibilidad de utilizar las instalaciones para aplicar otros productos, por ejemplo, contra plagas o enfermedades del suelo.
INCONVENIENTES:
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. Los más destacados son debidos a las OBTURACIONES y a su vez SON DEBIDAS A PRECIPITADOS QUÍMICOS POR EL MAL USO DE FERTILIZANTES.
SISTEMAS DE FERTILIZACIÓN:
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Son todos aquellos sISTEMAS O DISPOSITIVOS cuya misión es la incorporación de los fertilizantes en DISOLUCIÓN AL AGUA DE RIEGO. EL ESQUEMA DE UN EQUIPO SIMPLE DE FERTILIZACIÓN RESPONDE A:
SOLUCIÓN NUTRITIVA......> INYECTOR-----RED DE RIEGO.
Dentro de éstos SISTEMAS se puede distinguir:
A) FERTILIZACIÓN NO PROPORCIONAL-INYECTOR NO CONSTANTE.
B) FERTILIZACIÓN PROPORCIONAL MANUAL-INYECTOR CONSTANTE.
C) FERTILIZACIÓN PROPORCIONAL AUTOMATIZADA-CONCENTRACIÓN CONSTANTE.
A) FERTILIZACIÓN NO PROPORCIONAL-INYECCIÓN NO CONSTANTE:
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Incluye todos aquellos SISTEMAS DE FERTILIZACIÓN que incorporan los fertilizantes de forma no proporcional al agua que pasa por la RED, de forma que la concentración de abono en el agua ES VARIABLE a lo LARGO DEL TIEMPO DE RIEGO, durante un determinado período de tiempo tendrá una concentración de elementos fertilizantes distinta de otro.Dentro de ESTOS SISTEMAS SE ENCUENTRA:
A1. TANQUES DE DERIVACIÓN ( ABONADORA CONVENCIONAL):
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Son depósitos cerrados herméticamente que se conectan paralelalmente a la red de RIEGO y por los que se hace circular una fracción del agua de riego, que a su paso arrastra en disolución los elementos nutritivos.
La concentración en abono del agua de riego NO ES CONSTANTE A LO LARGO de cada riego.
Hay que reponer el abono del tanque en cada riego disminuye la automatización.
Tienen bajo coste y no precisan energía, el abono se incorpora haciendo pasar una parte del agua de riego por el tanque.
Materiales en los que se presentan son acero inoxidable, poliester-fibra de vidrio.
Las capacidades varían entre 20 a 350 litros, los más comunes y populares son de 60 a 150 litros.
A2. FERILIZACIÓN PROPORCIONAL MANUAL-INYECCIÓN CONSTANTE:
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Son todos aquellos SISTEMAS DE INCORPORACIÓN DEL ABONO AL AGUA DE RIEGO de forma que ésta tenga la MISMA CONCENTRACIÓN DE FERTILIZANTES a lo largo de todo el tiempo de riego, pero QUE REQUIEREN SER REGULADOS DE FORMA MANUAL Y EN CADA RIEGO, son los siguientes:
A2.1 INYECCIÓN CON VENTURI:
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Consiste en un tubo por el que circula agua y que está provisto de un estrechamiento en el que por EL EFECTO VENTURI se produce una depresión que provoca la succión de líquido.Esta succión se produce en el estrechamiento, donde llevan conectado una tubería introducida en su otro extremo al depósito de la solución nutritiva.
No precisan energía, no sufren ningún tipo de desgaste por lo que son MUY DURADEROS.
Se coloca en paralelo a la tubería de riego.
Para evitar que se inyecte aire a la instalación, si el depósito de abono se queda sin solución nutritiva, se debe instalar una vávula de boya.
La inyección de disolución de abono que realiza el venturi es constante a lo largo del riego, de manera que si el volumen de agua de riego no varía a lo largo del riego, ésta siempre llevará la misma cantidad de nutrientes, que será fijada previamente mediante la regulación de un CAUDALÍMETRO.
A2.2. DOSIFICADORES ELÉCTRICOS E HIDRÁULICOS:
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Son mecanismos que toman la solución nutritiva de un depósito sin presión y lo inyectan en la red a una presión superior a la del agua de riego.Se caracterizan porque inyecta una cantidad de fertilizante constante a lo largo del riego, si no varían las condiciones y que éstas se fijan previamente. Dentro de estos nos podemos encontrar:
A2.2.1 DOSIFICADORES ELÉCTRICOS:
Son accionados eléctricamente. Inyectan caudales variables entre 20 a 600 litros/hora.
Cada modelo tiene un rango de DOSIFICACIÓN, por ejemplo de 50 a 250 litros/hora y por tanto se puede regular el caudal de dosificación.
A2.2.2 DOSIFICADORES HIDRÁULICOS:
Son dispositivos accionados por LA PRESIÓN DE LA RED DE RIEGO.
Poseen una cámara que alternativamente se llena y vacía, cuando se llena se produce una succión del depósito y cuando se vacía se inyecta a la RED.
Se puede regular el CAUDAL, normalmente entre 20 a 300 litros/hora.
Necesitan una presión mínima de 2 atmósferas.
Tiene un elevado precio.
A2.2.3 INYECCIÓN EN LA ASPIRACIÓN:
Consiste en incorporar la solución fertilizante contenida en un depósito sin presión en un punto de la aspiración de la bomba,La cantidad de solución incorporada al agua de riego es controlada mediante CAUDALÍMETROS.
A2.2.4 BALSA AUXILIAR:
Consiste en preparar el agua de riego con las a las fertilizantes disueltas en el agua de riego en una balsa auxiliar de capacidad variable, según la superficie de cultivo, tomando el agua de riego directamente de ésta.Normalmente tiene un volumen de 80 a 100 metros cúbicos/ Hectárea. Se recuerda que 1 Ha = 10000 metros cuadrados.
A3 FERTILIZACIÓN PROPORCIONAL AUTOMATIZADA-CONCENTRACIÓN CONSTANTE:
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Encontramos los siguientes:
A3.1 INYECTORES DOSIFICADORES PORCENTUALES:
En general se instalan en serie a la Red, son accionados gracias al agua que pasa a través de ellos, lo que provoca el movimiento alternativo de un pistón,realizando el llenado y vaciado de una cámara que se conecta a través de una válvula con el depósito de la solución nutritiva.La inyección de esta solución siempre es proporcional al agua que pasa por la Red, aunque varíen las condiciones y sólo es necesario fijar el porcentaje del agua de riego en solución nutritiva,EJEMPLO: si se fija la inyección al 2 % por cada 100 litros de agua que pasen , este dispositivo inyectará 2 litros de la disolución nutritiva.
No presisan de energía interna.
Tienen un gran número de piezas mecánicas móviles que sufren desgastes considerables y por tanto pierden precisión.
Tienen un elevado precio.
A3.2 EMISOR DE IMPULSOS PROPORCIONALES:
El sistema de emisión de impulsos proporcionales, consiste básicamente en un contador que cada vez que pasa a través de él un volumen fijado emite un impulso eléctrico, dando la orden de incorporar una determinada cantidad de solución nutritiva a un inyector.De esta manera cualquier variación en las condiciones de riego, como el aumento de caudal, no modifica la proporción de solución nutritiva en el agua.Son sistemas de instalación compleja, pero tienen la ventaja de que se pueden AUTOMATIZAR CON GRAN FACILIDAD.
MEDICIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD:
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Estos sistemas "deciden" la cantidad de solución nutritiva a incorporar en función de la CONDUCTIVIDAD FINAL DEL AGUA DE RIEGO que se fije en el inicio.Básicamente consiste en una sonda que mide la CONDUCTIVIDAD, en todos los casos acompañada de otra de control del pH, las sondas realizan medidas a intervalos de tiempo muy pequeños,estas medidas son recogidas por un ordenador que en función de suvalor, decide la incorporación o no de la solución nutritiva y la proporción de cada uno de los fertilizantes.Normalmente los depósitos con cada fertilizante se conectan a un mezclador o depósito, mediante electroválvulas y una bomba de inyección eléctrica realiza la incorporación de la mezcla a la Red de RIEGO. Son sistemas totalmente AUTOMATIZADOS DE FERTILIZACIÓN.
AUTOMATIZACIÓN DEL RIEGO POR GOTEO:
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LA AUTOMATIZACIÓN de los sistemas de RIEGO LOCALIZADO POR GOTEO lleva consigo una serie de ventajas como son:
Con ellos se consigue un mejor control de la frecuencia y dosis de riego.
Ahorro de trabajo y mayor flexibilidad a la hora de programar otras operaciones en el cultivo.
Junto a la programación de la cantidad de agua a aplicar, se puede programar otras operaciones como la fertilización, la limpieza de filtros,etc.
Puede controlar situaciones desfavorables en la instalación como averías en la instalación,bombas trabajando en vacío,etc.
Puede suponer ahorros considerables, ya que al sectorizar la superficie en varias unidades parcelarias de riego, permite reducir sensiblemente los diámetros de las tuberías.También permite el riego durante las horas de menor coste de la energía eléctrica.
Permite programar el riego teniendo en cuenta la demanda del cultivo implantado en función de la temperatura del aire,humedad del suelo,evaporación,etc.
LA AUTOMATIZACIÓN DE UNA INSTALACIÓN DE RIEGO SE PUEDE REALIZAR POR VARIOS MÉTODOS:
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AUTOMATIZACIÓN POR TIEMPOS.
AUTOMATIZACIÓN POR VOLÚMENES.
AUTOMATIZACIÓN POR OTROS PARÁMETROS.
1. AUTOMATIZACIÓN POR TIEMPOS:
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Previamente a ésta automatización es necesario la división de la superficie en lo que se denomina " unidades parcelarias de riego, esto es " aquella superficie que se riega conjuntamente y de una sola vez".
Éste método consiste en la instalación de los elementos necesarios para fijar los tiempos de riego para cada una de las unidades parcelarias, así como la secuencia de riego de éstas unidades.
EL CÁLCULO DEL TIEMPO DE RIEGO DE UNA UNIDAD PARCELARIA DE RIEGO es muy sencillo, basta con conocer el marco de instalación de los goteros y su caudal nominal.
LA AUTOMATIZACIÓN POR TIEMPOS SE BASA EN:
Electroválvulas.
Programadores.
LA ELECTROVÁLVULA es un dispositivo que abre o cierra, permitiendo el paso de agua mediante una orden eléctrica.Generalmente las electroválvulas son del tipo normalmente cerradas, sólo se abren mientras reciben una señal eléctrica.De esta manera se evita que una interrupción de electricidad abra las válvulas.
PROGRAMADORES:
Responde a modelos muy variados, son instrumentos que llevan un reloj que se hace coincidir con la hora real.Son encargados de emitir o no la orden eléctrica que mantiene abiertas la electroválvula que corresponda a la hora señalada y en tiempo fijado en el programa.
2. AUTOMATIZACIÓN POR VOLÚMENES:
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Este método se basa en medir el agua aplicada en el riego y cuando se alcanza el VOLUMEN FIJADO se interrumpe automáticamente el paso de agua,mediante el corte de la señal eléctrica que mantiene abierta la electroválvula.
LA INSTALACIÓN SE BASA ENTRES ELEMENTOS FUNDAMENTALES:
CONTADOR DE AGUA CON UN MÓDULO DE EMISIÓN DE IMPULSOS.
PROGRAMADOR DE RIEGO.
ELECTROVÁLVULAS.
Al igual que la PROGRAMACIÓN POR TIEMPOS precisa la división de superficie de riego en UNIDADES PARCELARIAS DE RIEGO INDIVIDUALIZADAS POR ELECTROVÁLVULAS.
EL PROGRAMADOR DE RIEGO, es el encargado de ordenar el funcionamiento de las electroválvulas en función de los DATOS DE VOLUMEN recibidos del CONTADOR. NORMALMENTE también tienen salidas de órdenes para EL EQUIPO DE FERTILIZACIÓN. Así pues, se podrá PROGRAMAR la secuencia, momento, dotación de agua de cada una de las UNIDADES PARCELARIAS DE RIEGO y en determinados casos la AUTOMATIZACIÓN DE FERTILIZACIÓN.
También hay que señalar que al pasar de la ENERGÍA ANALÓGICA A LA DIGITAL los dispositivos electrónicos van con circuitos integrados, lo que facilita la construcción de los mismos y al final serán más baratos y si se aplica LA ENERGÍA SOLAR, como ya vemos en Alicante,Murcia y Almería.
3. EL ORDENADOR DE RIEGO Y LA PROGRAMACIÓN POR OTROS PARÁMETROS:
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Los últimos avances en la AUTOMATIZACIÓN ( que ya es Ciencia) DE RIEGOS vienen dados por LA INSTALACIÓN DE ORDENADORES que gobiernan todas y cada una de las operaciones de FERTIRRIEGO, según las instrucciones programadas por el JARDINERO O COMO HEMOS VISTO POR EL HORTICULTOR O AGRICULTOR. Por un lado hay que distinguir la PROGRAMACIÓN EN LA DOTACIÓN DE AGUA Y POR OTRA LA DE FERTILIZACIÓN.
3.1 DOTACIÓN DE AGUA:
3.1.1 POR TIEMPOS:
Es idéntica a la expuesta para PROGRAMADORES MÁS SENCILLOS.Permite elegir el tiempo de riego de cada unidad parcelaria de riego, la hora de riego, FIJA O VARIABLE y el intervalo ENTRE RIEGOS, es decir el tiempo transcurrido entre dos riegos.
3.1.2. POR VOLÚMENES:
Es igual a la expuesta para los PROGRAMADORES MÁS SENCILLOS.También precisa la incorporación de un contador con módulo de EMISOR DE IMPULSOS.En el programa del ordenador se fijará el VOLUMEN DE AGUA a SUMINISTRAR A CADA UNIDAD PARCELARIA DE RIEGO, que podrá ser variable en cada riego y el tiempo transcurrido entre los riegos.
3.1.3 PROGRAMACIÓN A LA DEMANDA:
En general tienen en cuenta ciertas VARIABLES ATMOSFÉRICAS que se estudian en METEOROLOGÍA AGRÍCOLA O AGROMETEOROLOGÍA como son:
TEMPERATURAS.RADIACIÓN Y VALORES DE HUMEDAD EN EL SUELO y que se miden con EL SOLARÍMETRO , EL EVAPORÍMETRO Y EL TENSIÓMETRO respectivamente.
3.1.4 OTROS MÉTODOS QUE SE APLICAN PARA CULTIVOS SIN SUELO:
Se basan en la información que da el AGUA DE DRENAJE. Se puede utilizar el VOLUMEN DE AGUA DRENADA, EL DE CONDUCTIVIDAD DE ESTA AGUA O AMBOS.
4. FERTILIZACIÓN:
Al margen de la PROGRAMACIÓN DEL RIEGO, EN CANTIDAD Y FRECUENCIA, con EL ORDENADOR O PC DE RIEGO se automatiza totalmente LA FERTILIZACIÓN, gracias a la INSTALACIÓN DE ELECTROVÁLVULAS Y LA EMISIÓN DE ÓRDENES A INYECTORES HIDRÁULICOS.DEPENDIENDO DEL SISTEMA ELEGIDO para LA APORTACIÓN DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA MADRE AL AGUA DE RIEGO TENDREMOS:
A) FERTILIZACIÓN AUTOMATIZADA NO PROPORCIONAL:
Si varian las condiciones de riego la inyección de abono NO VARÍA,ES CONSTANTE, se necesitan:
ASPIRACIÓN DIRECTA A LA BOMBA.
INYECTORES DE TIPO VENTURI.
BOMBAS INYECTORAS: ELÉCTRICAS O HIDRÁULICAS.
B) FERTILIZACIÓN AUTOMATIZADA PROPORCIONAL:
Si varian las condiciones de riego,EL SISTEMA SE REGULA POR SI MISMO, AUMENTANDO O DISMINUYENDO LA CANTIDAD DE SOLUCIÓN INYECTADA, se necesitan:
BALSA AUXILIAR.
INYECTORES DOSIFICADORES PORCENTUALES.
CONTADORES VOLUMÉTRICOS CON EMISOR DE IMPULSOS.
MEDICIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA Y Ph.
LAS SOLUCIONES NUTRITIVAS:
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Se entiende por SOLUCIÓN NUTRITIVA CONCENTRADA O SOLUCIÓN MADRE, a la obtenida por la DISOLUCIÓN DE SALES FERTILIZANTES EN AGUA Y QUE CONTIENEN LOS DISTINTOS NUTRIENTES EN FORMAS IÓNICAS ASIMILABLES POR EL CULTIVO O VEGETAL Y ADEMÁS QUE SATISFAGAN LAS NECESIDADES DEL MISMO EN UN DETERMINADO PERIODO: CRECIMIENTO.DESARROLLO Y FRUTIFICACIÓN.
PREPARACIÓN DE LAS SOLUCIONES NUTRITIVAS:
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LAS SOLUCIONES NUTRITIVAS DE RIEGO se consiguen a través de soluciones nutritivas concentradas o denominadas SOLUCIONES MADRE, mezcladas entre si y diluidas en el momento de ser utilizadas.
Previamente a la preparación de la/ o Las solución nutritiva concentrada/as es necesario conocer el GRADO DE SOLUBILIDAD de las sales fertilizantes y su compatibilidad PARA MEZCLARSE ENTRE SÍ, lo mismo que ocurría cuando estudiábamos los ABONOS Y LA FERTILIZACIÓN.
SOLUBILIDAD:
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Las características de SOLUBILIDAD de las distintas sales fertilizantes( LOS ABONOS) vienen dadas en el CUADRO SIGUIENTE.
En general se debe tener en cuenta que la concentración máxima de la MEZCLA DE SALES FERTILIZANTES en un depósito será la que corresponde a la sal con MENOR SOLUBILIDAD( En Química a los abonos se les denomina SALES).
INCOMPATIBILIDAD DE MEZCLAS DE SALES FERTILIZANTES:
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Las utilizadas en el RIEGO LOCALIZADO POR GOTEO pierde importancia cuando ésta se realiza a bajas concentraciones, como las que se presentan en la solución final que llega al cultivo, pero se debe tener la PRECAUCIÓN de dejar las conduciones libres de la solución de riego una vez finalizado, lo cual se consigue utilizando solamente agua con pH CORREGIDO en LOS ÚLTIMOS MINUTOS DE RIEGO
EN EL CUADRO Nº 3 se muestra el cuadro de COMPATIBILIDADES E INCOMPATIBILIDADES.
De forma general y según se expone en el CUADRO ANTERIOR, los sulfatosSO4 y los fosfatos H2PO4 no se pueden mezclar con el Calcio Ca2*. Esto lleva a tener que incluir al menos dos depósitos en las instalaciones de fertilización de los cabezales de riego, de forma que en uno de ellos se incluya las sales fertilizantes que tengan en su composición CALCIO(Ca) y en el otro el resto de sales fertilizantes.Normalmente en el depósito que incluya el CALCIO(Ca, símbolo químico), se adicionan los MICROELEMENTOS.
Recurrir a alternar los fertilizantes en los riegos, de manera que las aportaciones de CALCIO se realicen de forma individual en uno de los riegos, que se realizan en aquellas instalaciones que sólo cuentan con UN DEPÓSITO O ABONADORA NO ES ACONSEJABLE ya que originarían desplazamientos INDESEABLES DE ELEMENTOS NUTRITIVOS EN EL SUELO. VER ALGÚN TRATADO DE QUÍMICA AGRÍCOLA---> REACCIONES QUÍMICAS.
DISOLUCIÓN DE SALES FERTILIZANTES:
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Los pasos a seguir serían los siguientes:
. Aportar agua al depósito hasta completar el 40 % del VOLUMENTOTAL.
. Poner en funcionamiento el agitador.
.Incorporar las sales fertilizantes de una en una y empezando por la más soluble.Sería conveniente aplicarlas con un cierto grado grado de disolución en un recipiente aparte con agua.
.Una vez disueltas las ales fertilizantes completar el volumen final del depósito con agua y homogeneizar la mezcla mediante agitación( decimos mezcla pero realmente se está haciendo una combinación química que no vemos).
. Es conveniente ajustar el pH de las disoluciones concentradas con un valor de 5 a 5,5 PARA EVITAR la posible formación de productos insolubles.Este ajuste de pH se realiza con ÁCIDO NÍTRICO. Se realiza con un inyector individual que tomará el ácido directamente del envase comercial o de un depósito en el que estará diluido al 50%.
. LA SOLUCIÓN NUTRITIVA CONCENTRADA debe PROTEGERSE DE LA LUZ y prepararse para UTILIZARSE EN 5 a 7 DÍAS COMO MÁXIMO.
VEAMOS ALGÚN CASO PRÁCTICO DE FERTILIZACIÓN:
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CÁLCULO DE RIQUEZAS DE SALES FERTILIZANTES:
EJEMPLO : Nitrato de potasio( KNO3 su riqueza es 13-0-46.
LA RIQUEZA viene dada en % por lo que aportado 100 Kilogramos de ABONO COMERCIAL se suministran:
13 Kilográmos de Nitrógeno cuyo Símbolo es N o N2.
0 kilogramos de Anhídrido fosfórico P2O5.
46 Kilogramos de Óxido de Potasio.... K2O
De ésta manera de proceder podremos realizar para cuando
¿ Cuál sería la cantidad de N y K2O que se aporta al realizar un suministro de 20 Kilogramos de Abono comercial?
SOLUCIÓN: SI REPASAN MI BLOG ENCONTRARAN UN TEMA DE FERTILIZACIÓN allí se explica. Y AQUÍ TAMBIÉN:
Es UNA REGLA DE TRES DIRECTA:
Si 100 kilos de abono comercial aportan 13 de N
20 """"""""""""""""""""""""""""""""" X
X = 20 . 13/100 = 26/100 Kilogramos de N
Si 100 kilogramos de Nitrato de potasio aportan 46 kilos de K2O.
20 """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" Y
Y = 20 . 46/100 = 92/100 Kilos de K2O
Ya ESCRIBO EN EL TEMA DE FERTILIZACIÓN ENCONTRARÁN DIFERENTES EJEMPLOS.
MÉTODOS DE FERTILIZACIÓN:
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La nuevas instalaciones de RIEGO POR GOTEO en las que en la mayoría de ocasiones están dotadas de inyectores proporcionales de soluciones nutritivas concentradas permiten aplicar nuevos criterios de FERTILIZACIÓN, en los cuales pierde vigencia las ANTIGUAS RECETAS DE ABONADO en KILOS DE SAL FERTILIZANTE POR 1000 metros cuadrados( los Abuelos median por Áreas cuadradas, marjales, etc....) , hoy nos basamos la fertilización en necesidades de extracciones( lo que extrae de la tierra el cultivo) y repartidas por el número de riegos y que además son corregidas a lo largo del CICLO DE CULTIVO normalmente en función del periodo en el que se encuentre el cultivo
principalmente: nacencia, desarrollo y prefloración..
Existen dos métodos principales:
FERTILIZACIÓN EN FUNCIÓN DE LA CONCENTRACIÓN:
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Se tiene un equipo de fertilización que responde al siguiente esquema:
Para calcular la cantidad de abonos que hay que disolver en cada uno de los tanques para obtener la concentración establecida y el caudal de intección.
DEBEMOS RECOGER LOS SIGUIENTES DATOS:
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Superficie del invernadero o unidad parcelaria de riego
EJEMPLO = 9200 metros cuadrados.
Marco de los goteros, EJEMPLO 1 x 0,5 metros.
CAUDAL NOMINAL DEL GOTERO, EJEMPLO 3 litros/hora.
TIEMPO DE RIEGO, EJEMPLO 40 minutos.
DISOLUCIÓN ÓPTIMA: EJEMPLO:
N......... 120 partes por millón = 120ppm
P2O5..... 60 """"""""""""""
K2O..... 250 """"""
Ca...... 40 """
PARA REALIZAR ESTE EJEMPLO SEGUIREMOS LA SIGUIENTE SECUENCIA DE CÁLCULO:
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CÁLCULO DEL VOLUMEN DE AGUA:
Nº de goteros en la superficie:
1 x 0,5 ------> 1 gotero
9200 m2-----X LUEGO X = 9200 . 1/0,5 = 18,400 goteros
VOLUMEN DE AGUA EN UNA HORA:
1 gotero--------------------------> 3 l/h
18,400----------------------------- > Y l
LUEGO
Y = 18,400 . 3/1 = 55,200 litros/hora
VOLUMEN DE AGUA CONSUMIDA EN EL TIEMPO DE RIEGO:
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60 minutos------------- > 55,200 litros
40 minutos ------------> Z LUEGO
Z = 55,200 . 40/60 = 36.800 litros
2. CÁLCULO DE LA DISOLUCIÓN DE RIEGO( SE REFIERE A LA CANTIDAD DE ELEMENTOS EN EL VOLUMEN UTILIZADO que era
N = 120 p.p.m. ( partes por milló0n)
P2O5 = 60 ppm
K2O = 250 ppm
Ca= 40 ppm
ya sabemos que ppm = mg/l = miligramos/litro
2.1. CANTIDAD DE N
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1 liro de agua-----------------------------> 120 mg N
En 36.800----------------------------------->N LUEGO
N = 36.800 . 120/1 = 4416 mg = 4,416 g= 4.416 KgN
2.2 CANTIDAD DE P205:
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El mismo procedimiento que el anterior N
Si 1 l de agua---------------------------------> 60 mg P2O5
En 36800 l "--------------------------------- P LUEGO
P = 22208000 mg = 2.208 g = 2,208 Kg P2O5
2.3 CANTIDAD DE K2O:
================
El mismo procedimiento
1 l de agua--------------------------------------> 250 mg K2O
36800 l agua---------------------------------- K LUEGO
K = 9200 mg =9.200 g =9.20 Kg K2O
2.4. CANTIDAD DE Ca:
===============
1 l de agua-----------------------------------> 30 mg Ca
36800 l de agua------------------------ C LUEGO
C = 1104000 =1104 g = 1,104 Kg Ca
3. AHORA DEBEMOS COMPARAR LAS CANTIDADES HALLADAS EN ABONOS COMERCIALES que resultan ser:
NITRATO AMÓNICO....................................... = 33,5 -0 -0
NITRATO POTÁSICO...................................... = 13 -0-46
FOSFATO MONO AMÓNICO.......................... =12-61-0
NITRATO DE CALCIO.................................. = 15,5 - 0-0 17 Ca
Al utilizar TRES ABONOS BINARIOS que aportan NITRÓGENO, en primer lugar se debe de ver que CANTIDAD DE ESTOS ABONOS SE VAN A EMPLEAR PARA DESCONTAR LOS APORTES DE NITRÓGENO DEL TOTAL NECESARIO, en nuestro caso:
100 Kilogramos de Nitrato Potásico-------------------------- 46 Kg de K2=
K Kg Nitrato potásico.............................................. 9,2 Kg K20
LUEGO K = 100. 9,2/46 = 20 Kg NITRATO POTÁSICO
APORTACIÓN DE NITRÓGENO:
100 Kg Nitrato potásico..................................... 13 Kg de N
20 Kg Nitrato potásico.................................... N Kg N LUEGO
N = 13 . 20 / 100 = 2,6 K g N
AHORA USAMOS EL MISMO PROCEDIMIENTO PARA EL FOSFATO MONO AMÓNICO
que nos debe de dar P = 100 . 2,208/61 = 3,62 Kg FOSFATO MONO AMÓNICO
LO MISMO PARA LA APORTACIÓN DE N EN EL MONO AMÓNICO y nos dará
N = 0,43 Kg N
HACEMOS LO MISMO CON EL NITRATO DE CALCIO que nos debe de dar
Ca = 6,5 Kg NITRATO DE CALCIO y N = 1 Kg de N
LAS NECESIDADES DE NITRÓGENO SERÁN LA DIFERENCIA DE LAS NECESIDADES MENOS LAS APORTACIONES, así tenemos si los cálculos han sido realizados bien que
NECESIDADES DE NITRÓGENO 4416 - 2,6-0,43-1 = 0,386
Y POR FIN:
100 Kg de nitrato amónico------------------------33,5 Kg de N
X Kg de nitrato amónico......................... 0,386 N
LUEGO N = 1,15 Kg DE NITRATO AMÓNICO que hay que aportar más.
4. PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN NUTRITIVA:
===============================
Nitrato amónico con solubilidad 2400g/l.... 1,15 Kg en el depósto A
Nitrato potásico con so. 257 g/l............... 20 Kg "" """ A
Fosfato mono amónico sol. 333 g/l.......... 3,62 "" "" "" A
Nitrato de Calcio sol 1130 g/l................. 6,50 "" EN EL DEPÓSITO B
PARA CALCULAR EL VOLUMEN MÍNIMO DE AGUA en el que se disolverán los distintos abonos se toma el 75 % de la solubilidad más baja, de forma que el volumen será en nuestro caso
V = 24,77/0,25 . 0,75 = 133 litros
V'= 6,5/1,13 . 0,75 = 7,7 litros
Los volumenes obtenidos representan el VALOR MÍNIMO en el que se deberán disolver los abonos, pero su valor se puede incrementar en función de la capacidad de los depósitos, para este ejemplo se fijan LOS VOLÚMENES SIGUIENTES:
EN EL DEPÓSITO A.................... 200 litros de agua.
"""""""""""""""""""" B................. 50 "" ""
Si se van a mantener las DOSIS de los distintos elementos durante un periodo de tiempo, se debe PREPARAR EL MÁXIMO VOLUMEN que permitan los depósitos, siempre y cuando dicho volumen se consuma en UNA SEMANA COMO MÁXIMO.
5 CAUDAL INYECTOR:
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Dado que los caudales de los inyectores se fijan en LITROS/HORA y en este ejemplo se ha fijado un tiempo de riego de 40 minutos, obteniéndose un volumen de solución nutritiva concentrada a inyectar de 200 litros, por lo que se debe obtener el volumen de INYECCIÓN PARA UNA HORA, procedemos del siiguiente método:
Si en 40 minutos------------------------------- 200 litros de solución nutritiva
En 1 hora = 60 minutos................... H
LUEGO H = 60 . 200 / 40 = 300 litros/Hora DEPÓSITO A.
PARA EL DEPÓSITO B:
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40 minutos...........................50 l sol nutritiva
60 minutos........................ H'
LUEGO = 60 . 50 /40 = 75 litros/hora en el DEPÓSITO B
FIJANDO EL CAUDAL DE INYECCIÓN en 300 litros/hora en el depósito A y 75 litros/hora en el depósito B, cualquier riego que se programe sea cual sea el TIEMPO, EL AGUA tendrá la MISMA PROPORCIÓN DE ELEMENTOS NUTRITIVOS.
UN EJERCICIO DE PRÁCTICAS:
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1º) Calcular el tiempo de riego necesario para aplicar 5 litros/metro cuadrado en una unidad parcelaria con un goteo a marco de 1 x 0,5 metros y de caudal nominal de 3 litros/hora.
2º) Calcular el tiempo de riego necesario para aplicar 4 litros/por vegetal si el marco de plantación es de 2 x 1, en una unidad parcelaria de riego en la que el marco de los goteros es de 1 x 0, 5 metros y su caudal nominal es de 3 litros/hora.
3º) Calcular en que equilibrio se encuentra el NITRÓGENO ( N), EL FÓSFORO (P2O5) y el POTASIO (K2O) si se están aplicando:
0, 5 Kg de nitrato amónico
1 kilogramo de fosfato mono amónico
0,5 kilogramos de nitrato potásico.
VEAN Y ESTUDIEN EL TEMA DE FERTILIZACIÓN Y ABONADO DE ESTE HUMILDE BLOG. LO RESOLVEREMOS DESPUÉS DE LAS VACACIONES.
PODEMOS HACER OTRO:
3º) En un determinado cultivo se ha programado un riego de 40 minutos a una superficie de 5500 metros cuadrados, en que los goteros están dispuestos a un marco de 1 x 0, 5 metros y su caudal nominal es de 3 litros/hora. Las necesidades en ese momento para el cultivo se satisfacen con una concentración de elementos nutritivos cuya proporción es de:
120 ppm de N 75 ppm P2O5 225 ppm de K2O
Calculen la cantidad de abonos comerciales en nitrato amónico,fosfato mono amónico y nitrato amónico para satisfacer éstas necesidades.Suponiendo que el sistema de inyección de abonos está constituido por venturis y las cantidades de abono se disuelven en 300 litros de agua, fijar el caudal de inyección del venturi.
4º) Las necesidades de un cultivo durante el primer mes de plantación son:
20 Kg de N/ Hectárea
40 Kg de P2O5/ Hectárea 1 Hectárea es = a 10000 metros cuadrados
20 Kg de K2O/Hectárea.
Si se programan tres riegos semanales, calcular las cantidades de abonos comerciales a aplicar en cada uno de ellos, pero para una superficie de 7500 metros cuadrados.
jueves, 19 de junio de 2014
jueves, 5 de junio de 2014
PROYECTO DE INSTALACIÓN DE RIEGO LOCALIZADO.UN EJEMPLO:
INTRODUCCIÓN:
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El CAUDAL disponible y su APTITUD AGRONÓMICA son dos aspectos CLAVES que deben ser conocidos con anterioridad a la realización de cualquier INSTALACIÓN DE RIEGO LOCALIZADO.
LA INSTALACIÓN DE UN RIEGO LOCALIZADO es compleja, de ahí que el Agricultor suela optar por recurrir a una Empresa Especializada en Instalaciones.
En el caso de pequeñas instalaciones, por ejemplo invernaderos o jardines privados, es frecuente que el mismo propietario o su Jardinero particular se decida a montar su propia INSTALACIÓN DE RIEGO para lo cual puede ser suficiente las normas que indicamos.
INSTALACIÓN DE RIEGO LOCALIZADO PARA UN INVERNADERO:
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DATOS PRELIMINARES:
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CULTIVO A REGAR: Tomate entutorado para consumo en fresco.
CICLO: 1/2 diciembre 1/2 julio.
Superficie de invernadero: 80 . 20 metros = 1600 m2.
ANÁLISIS DEL SUELO:
De las diferentes determinaciones fisico-químicas que se pueden realizar en un suelo, las más importantes para el diseño DE UNA INSTALACIÓN DE RIEGO son: La TEXTURA.
LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA( SALINIDAD). En nuestro caso tenemos.
Arena % = 70,7
Limo % 14.- NOS DA EN EL TRIANGULO: TEXTURA FRANCO-ARENOSA
Arcilla % 15,3.
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA del extracto de saturación 1.15 mmhos/cm.
ANÁLISIS DEL AGUA DE RIEGO
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Conductividad eléctrica en mmhos/cm = 0,733
pH = 7,46.
Bicarbonatos en meq/l........................ 6.40.
Carbonatos en meq/l...........................0.0
Sulfatos en meq/l................................0,21
Cloruros en meq/l..............................1.40.
Calcio en meq/l..................................4.94.
Magnesio en meq/l............................2.62
Potasio en meq/l................................0.08
Sodio en meq/l..................................0.72
Boro en ppm................................... 0.0
Nitratos en ppm..............................27.o
ÍNDICE R.A.S................................. 0.37
Los DATOS ANTERIORES NOS LO PROPORCIONA EL LABORATORIO DE ANÁLISIS. El Centro del C.I.F.A. de Atarfe (Granada) realiza dichos análisis a un precio bajo como ayuda al Agricultor.
EMISOR SELECCIONADO POR INFORMACIÓN DE CATÁLOGOS:
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Tipo: Gotero laberinto con régimen turbulento.
Conexión: interlinea.
Caudal medio 2l/h
Presión media : 10 mca
Relación caudal-presión q = 0,59 x h elevado a 0,53
Longitud equivalente( pérdida de carga conexión) fe = 0.23 m
C.V : 0.05( 5 %)
Estos datos los facilita el fabricante en el catálogo.
MARCO DE PLANTACIÓN DEL CULTIVO:
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Separación entre líneas de plantas = 1 m.
Separación entre plantas = 0,4 metros o sea MARCO DE PLANTACIÓN = 1 x 0,4 metros.
DENSIDAD DE PLANTACÓN = 1/ 1x0,4 = 2,5 plantas /metro cuadrado.
NÚMERO DE GOTEROS/ PLANTA:
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A la vista de la separación existente entre plantas = 0,4 metros, UN GOTERO POR PLANTA PUEDE SER SUFICIENTE:
NÚMERO DE GOTEROS/PLANTA e = 1.
SEPARACIÓN ENTRE GOTEROS, en nuestro caso coincide con la de plantas = 0,4 metros.
EL DIÁMETRO DEL BULBO HÚMEDO, que realiza el gotero, depende de la TEXTURA DEL SUELO Y DEL CAUDAL UNITARIO DEL MISMO, por tanto:
CAUDAL UNITARIO = 2 l/h en nuestro caso
SUELO FRANCO; Diámetro = 0,7 + 0,11 x caudal unitario.
SUELO ARENOSO: Diámetro = 0,3 + 0,12 x "" ""
Lo que nos da:
PARA SUELO FRANCO = 0,92 metros
PARA SUELO ARENOSO = 0,54 metros
PERO COMO NUESTRO SUELO ES FRANCO-ARENOSO podemos OPTAR POR TOMAR LA MEDIA ARITMÉTICA DE AMBOS VALORES, ASÍ:
Diámetro = 0,92 + 0,54/2 = 0,73 metros y por tanto el RADIO es de 0,36 m lo que en un principio parece asegurar una banda húmeda aceptable.
PARA DETERMINAR EL ÁREA MOJADA POR LOS GOTEROS, se puede también recurrir a TABLAS así como a realizar LA PRUEBA EN EL CAMPO QUE, aunque pueda resultar algo laborioso, constituye el sistema MÁS CONVENIENTE.
SI LA PRUEBA DE CAMPO no proporciona una superficie mojada aceptable de > 50% tendremos TRES ALTERNATIVAS:
1.Elegir un gotero de mayor CAUDAL, por ejmplo de 4 l/h y 10 mca.
2. Reducir la separación entre goteros, por ejemplo a 0,30 metros=30 centímetros.
3. Las dos anteriores.
CAUDAL NECESARIO:
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CAUDAL DISPONIBLE, UN POZO cuyo aforo es de 2,5 litros/segundo
Dimensiones del invernadero = 80 x 20 metros.
Separación entre ramales portagoteros = Cultivo = 1 metro.
Número total de ramales = 79.
Longitud del ramal 19 metros
Separación entre goteros = 0,40 metros.
Número de goteros por planta/ramal = 19/0,4 = 48
Númeto TOTAL DE GOTEROS = 79 x 48 = 3792
CAUDAL TOTAL = 3792 goteros x 2 l/h = 7584 litros/hora = 2 l/segundo
SI OPTAMOS: Por regar de forma simultánea la totalidad del invernadero se precisa un CAUDAL MÍNIMO de 2 l/seg. COMO EL AFORO DEL POZO ES DE 2.5 l/seg SERÍA POSIBLE, PERO NO RECOMENDABLE DISEÑAR LA INSTALACIÓN DE RIEGO PARA DICHA OPCIÓN.
EN ESTE CASO LA DURACIÓN DEL RIEGO SERÁ LA SIGUIENTE:
NECESIDADES NETAS PUNTA( JULIO = 5 litros/metro cuadrado y día.
Densidad de plantación = 2,5 plantas/metro cuadrado.
NECESIDADES DIARIAS N = 5/2.5 = 2 litros por planta.
CAUDAL GOTERO = qg 2 l/h.
NÚMERO DE GOTEROS/PLANTA = e = 1
DURACIÓN DEL RIEGO = T = N/ qg x e = 1 hora
ES PREFERIBLE dividir el invernadero en 2 sectores y efectuar el riego de FORMA SECUENCIAL:
PRIMERO EL SECTOR 1
A CONTINUACIÓN EL SECTOR 2
VENTAJAS:
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1º) EL CAUDAL necesario se reduce a la mitad = 1.05 l/segundo, por lo que tenemos mayor margen de SEGURIDAD en el supuesto que EL CAUDAL DEL POZO SE RESIENTA.
2º) AL SER EL CAUDAL LA MITAD, los componentes de la instalación de riego: grupo de bombeo,cabezal,tuberías,válvulas, etc se reducen considerablemente, lo que repercute considerablemente en EL PRESUPUESTO FINAL.
DESVENTAJA:
========= LA ÚNICA, el tiempo TOTAL DE RIEGO SE DUPLICA pasando de 1 hora a 2, lo cual no tiene trascendencia para este caso particular, si el " regador" fuera contratado como obrero habría que ver su salario.
EL DISEÑO DE RIEGO:
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UNIFORMIDAD DE RIEGO:
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Constituye el punto de partida del DISEÑO HIDRÁULICO de cualquier INSTALACIÓN DE RIEGO LOCALIZADO.
Cuanto mayor sea LA UNIFORMIDAD DE RIEGO DESEADA MÁS CARA será la instalación de riego,ya que para que exista menos variación de caudales, el régimen de presiones debe ser más uniforme, lo que implica mayores diámetros de tubería, laterales portagoteros más cortos, mayor inversión en valvuleríA, ETC...
Aunque la uniformidad de riego INTERVIENEN FACTORES DIVERSOS, PARA EL DISEÑO Sólo vamos a considerar LOS CONSTRUCTIVOS Y LOS HIDRÁULICOS
Si tenemos en cuenta ambos tipos de factores en el DISEÑO DE UN SECTOR DE RIEGO LOCALIZADO, la UNIFORMIDAD VIENE DEFINIDA POR
COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD:
C. U = ( 1 - 1.27 x C. V/ raíz cuadrad de e ) x qg/qgm
SIENDO:
C.V Coeficiente de variación de fabricación del gotero.
e = Número de goteros por panta.
qg = Caudal del gotero más desfavorable del sector= El que tiene caudal mínimo.
qgm = Caudal medio de los gotero del sector.
EN EL RIEGO LOCALIZADO se RECOMIENDA DISEÑAR LA INSTALACIÓN CON UNA UNIFORMIDAD MÍNIMA del 90 %, o sea C.U = 0.90
PARA NUESTRO EJEMPLO seŕa:
0.90 = (1 -1.27 x 0.05/ raíz cuadrada de 1) x qg/2 DESPEJANDO
qg = 1.92 litros/hora
Como conocemos la ecuación CAUDAL-PRESIÓN DEL GOTERO, podemos saber la PRESIÓN MÍNIMA que debemos GARANTIZAR EN EL GOTERO MÁS DESFAVORABLE, que en el caso de una parcela llana cosrresponderá al más alejado, para cada uno de los 2 SECTORES DEL INVERNADERO se GARANTIZA UNA UNIFORMIDAD DE RIEGO MÍNIMA DEL 90 %
1.92 litros/hora = 0,59 x h elevado a 0,53 DESPEJANDO h = 9.27 m.c.a
SECTORIZACIÓN:
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A la hora de abordar EL DISEÑO AGRONÓMICO se ha puesto de manifiesto la conveniencia de DIVIDIR EL INVERNADERO EN DOS SECTORES que se regarán de FORMA SECUENCIAL.
EN NUESTRO EJEMPLO: La orientación del invernadero y el cultivo de tomate entutorado aconsejan que los ramales portagoteros se coloquen transversalmente, o sea:
L = 19 metros ( no olvidemos que el invernadero tiene 20 metros)
Y NO LONGITUDINALMENTE. EL PLANO quedaría como muestra la figura siguiente:
Por tanto en el invernadero se instalarán 79 ramales portagoteros de 19 metros de longitud agrupados en DOS SECTORES DE RIEGO de 40 y 39 ramales respectivamente
A la hora de DISEÑAR LA RED DE DISTRIBUCIÓN SUPERFICIAL, la utilizacion de los elementos DE CONTROL Y REGULACIÓN( Válvula de bola y reductor de presión) permite varias opciones. Entre otras podemos señalar las dos siguientes como indica la figura:
DESDE EL PUNTO DE VISTA HIDRÁULICO, la opción 1 parece MÁS ACONSEJABLE ya que las tuberías terciarias(portarramales) se alimentan por su punto medio.En este caso, para un diámetro dado de tubería portagoteros se precisará una tubería terciaria o portarramales de menor sección ya que el CAUDAL se DIVIDE INMEDIATAMENTE después de la arqueta de control y regulación.
Como contrapartida la opción 2 presenta la VENTAJA de que el Agricultor puede centralizar los elementos de control y regulación en una única arqueta.Por otro lado, la red de distribución se simplifica ya que tan sólo existe una tubería principal, con el consiguiente ahorro de zanja de excavación.
A simple vista se puede apreciar que además de las opciones comentadas existen otras muchas, cada una con sus VENTAJAS E INCONVENIENTES que merecen ser analizadas con el suficiente detenimiento.
EL CRITERIO ECONÓMICO ES FUNDAMENTAL de ahí que pueda ser interesante proceder AL DISEÑO DE VARIAS OPCIONES, para posteriormente proceder al CÁLCULO DE LAS MEDICIONES Y PRESUPUESTO FINAL DE LAS OBRAS E INSTALACIONES A EJECUTAR.
VAMOS A ESTUDIAR EL DISEÑO 1:
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Analizaremos las repercusiones que supone dimensionar EL RIEGO LOCALIZADO en los dos casos siguientes:
OPCIÓN 1: Riego simultáneo de los 2 SECTORES DE RIEGO.
OPCIÓN 2: Riego secuencial.
CÁLCULOS HIDRÁULICOS:
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A la hora de calcular las pérdidas de carga se pueden utilizar en la actualidad las siguientes alternativas:
1. TABLAS.
2. ABACOS.
3. FÓRMULAS.
4. PROGRAMAS INFORMÁTICON CON PC.
VAMOS A REALIZAR EL DISEÑO 1 MEDIANTE EL MÉTODO POR TABLAS:
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Este sistema es muy sencillo, de ahí que esté especialmente indicado para aquellos Agricultores que ESTÉN MENOS FAMILIARIZADOS CON CALCULADORAS CIENTÍFICAS. Por otro lado, los resultados son igualmente satisfactorios.
EN LA FIGURA SIGUIENTE vemos el plano con las longitudes indicadas de las diferentes tuberías que conforman la RED DE DISTRIBUCIÓN:
EMPEZAMOS POR:
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Dimensionar LOS RAMALES PORTAGOTEROS Y LAS TUBERÍAS TERCIARIAS. Para un TIPO DE GOTERO CONVENCIONAL como es el nuestro, podemos admitir una tolerancia de presiones del 10 % sobre la presión media de trabajo del gotero:
PRESIÓN MEDIA = hm = 10 mca como vimos en la Teoría.
TOLERANCIA DE PRESIONES = 10% de 10 mca = 1 mca
Esto quiere decir que " la diferiencia existente entre las presiones de trabajo del
gotero más favorable( el gotero más próximo a la llave de control) y el más desfavorable( el último del ramal más alejado) NO PUEDEN SOBREPASA 1 mca.
COMO CONOCEMOS LA ECUACIÓN DEL GOTERO, esta tolerancia de presiones se traducirá en la siguiente tolerancia de caudales dentro del sector:
GOTERO DE CAUDAL MEDIO = h = 10mca q = 0,59 x 10 elevado a 0,53 =
= 2 l/h
GOTERO MÁS FAVORABLE = h = 10,5 mca ; q = 2,05 l/h que corresponde a + 2,5%.
GOTERO MÁS DESFAVORABLE = h = 95 mca ; q = 1.95 l/h -2.5 %
RAMALES PORTAGOTEROS O LATERALES:
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DATOS QUE POSEEMOS:
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Longitud = 19 metros.
Material = Polietileno de baja densidad = PEBD.
Diámetro exterior = 12,5 mm.
Diámetro interior = 10.3 mm
Separación entre goteros = 0,40 metros.
Pérdida de carga a la conexión del gotero = 0,23 m.
CÁLCULOS:
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NÚMERO DE GOTEROS/RAMAL = 19/0,40 = 48 goteros.
CAUDAL DEL RAMAL = 48 goteros x 2 l/h = 96 l/h
PARA CALCULAR LA PÉRDIDA DE CARGA que se produce en esta tubería emplearemos la TABLA DE LOS ANEXOS seleccionando los CAUDALES MÁS PRÓXIMOS POR DEFECTO Y POR EXCESO A 96 Litros/hora encontramos que:
DIÁMETRO EXTERIOR CAUDAL l/h Pérdida de carga en 100 m.
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1/4"0 12,5 mm 90 1,80
108 2,54
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SI INTERPOLAMOS OBTENEMOS UNA PÉRDIDA DE CARGA J = 2,05 mca por
cada 100 metros lineales de tubería.
Al circular el agua por el ramal, la conexión con el gotero provoca cierta pérdida de carga que viene reflejada a través de su denominada LONGITUD EQUIVALENTE, que en nuestro caso es de 0,23 m/gotero.
Según esto, la longitud a considerar a la hora de calcular la pérdida de carga en el ramal portagoteros será la siguiente:
L = 19 m + 48 goteros x 0,23 m/gotero = 30,04 metros
PC ramal = J x L = (2,05/ 100) x 30,04 = 0,62 m.c.a.
Esta pérdida de carga es la producida en una tubería de PEBD de 10,3 milímetros de diámetro interior cuando circula por ella un caudal de 96 litros/hora.Sin embargo cada 0,40 metros, el caudal disminuye aproximadamente en 2 l/h( CAUDAL MEDIO DEL GOTERO), por lo que el RESULTADO ANTERIOR DEBE SER CORREGIDO SEGÚN EL COEFICIENTE REDUCTOR F DE CHRISTIANSEN, que depende del número de SALIDAS Y DEL RÉGIMEN HIDRÁULICO.
Hf ramal = J x L x F
COEFICIENTE F DE CHRISTIANSEN: Para beta = 1,80: L = S/2
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Nº salidas F Nº Salidas F Nº Salidas F
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1 1 11.- 0,375 22 0,366
2 0,525 12 0,374 24 0,365
3 0,448 13 0,372 26 0,364
4 0,419 14 0,371 28 0,364
5 0,403 15 0,370 30 0,363
6 0,394 16 0,369 35 0,362
7 0,388 17 0,368 40 0,362
8 0,383 18 0,368 45 0,361
9 0,380 19 0,367 100 0,359
10 0,378 20 0,367 200 0,358
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SEGÚN LA TABLA ANTERIOR para 48 SALIDAS(O GOTEROS) F se aproxima a 0,361, por lo que la PÉRDIDA TOTAL FINAL QUE SE PRODUCIRÁ EN EL RAMAL PORTAGOTEROS DE 19 metros de longitud será:
PC ramal = 0,361 x 0,62 = 0,22 mca.
TUBERÍAS TERCIARIAS O PORTARRAMALES:
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PARA DIMENSIONAR ESTA TUBERÍA TOMAREMOS EL SECTOR Nº 1, es decir EL MÁS PRÓXIMO AL CABEZAL POR SER EL DE MAYOR CAUDAL.
Nº DE RAMALES = 40.
CAUDAL = 40 ramales x 96 l/h = 3840 L/h
LONGITUD = 39 metros.
Como se dijo en la Teoría, para conseguir UNA MAYOR UNIFORMIDAD DE RIEGO ALIMENTAREMOS LA TUBERÍA TERCIARIA POR SU PUNTO MEDIO, POR LO QUE A EFECTOS DE CALCULO LOS VALORES A TOMAR SERÁN LA MITAD DE LOS ANTERIORES, así:
Nº DE RAMALES = 20.
CAUDAL = 20 x 96 l/h = 1920 l/h
LONGITUD = 19,5 metros.
Como PCramal = 0,22 m.c.a, la tubería terciaria se dimensionará de forma que la pérdida de carga que origine NO SUPERE EL VALOR:
PC terciaria < (1-0.22) = 0.78 m.c.a.
PROBAREMOS CON UNA TUBERÍA PEBD 32/28 de 4 ATMÓSFERAS:
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Velocidad = Caudal en metros cubicos/segundo/ sección en metros cuadrados= 1.920/ 3.600000/ 3,14 x 0.028 al cuadrado/4 = 0,87 m/seg.
VOLVEMOS A CONSULTAR LA TABLA PARA TUBERÍAS DE PE y obtenemos la siguiente pérdida de carga para 100 metros lineales:
DIÁMETRO EXTERIOR 1´' o 32 milímetros.
CAUDAL litros/hora 1800 a 2160
PÉRDIDA DE CARGA POR 100 metros:
PARA 1800 l/h 0 2.92
PARA 2160 l/h = 4
HAY QUE INTERPOLAR para q = 1.920 l/h ---------> J = 3.28 m.c.a./100 m.
Como el valor F de CHRISTIANSEN para 20 salidas es F = 0.367, la pérdida de carga de la tubería terciaria será:
PC terciaria = J x L x F =( 328/100 ) x 19.5 x 0.367 = 0.23 m.c.a.
COMO PC terciaria < 0.78 m.c.a, LA TUBERÍA PEBD de 1''(32 mm) ES VÁLIDA.
Si regulamos la PRESIÓN A LA ENTRADA DEL SECTOR a 10.25 m.c.a., LA PRESIÓN DE TRABAJO DEL GOTERO MÁS DESFAVORABLE SERÁ APROXIMADAMENTE
Ht = 10.25 - (PC terciaria + PC ramal) = 10.25 - (0.23 + 0.22) = 9.80 m.c.a.
EL CAUDAL DEL GOTERO MÁS DESFAVORABLE SERÁ ENTONCES:
q = 0.59 x 9.80 elevado a 0.53 = 1.98 litros/hora
POR LO QUE LA UNIFORMIDAD DE RIEGO DEL SECTOR ESTUDIADO SERÁ LA SIGUIENTE:
C. U. = ( 1 - 1.27 x 0.05/ Raíz cuadrad de 1)x qra/2 = ( 1 - 1.27 x 0.05/1)x 1.98/2 = 0.927 = 92,7 %.
TUBERÍAS SECUNDARIAS:
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Para seleccionar el diámetro de las TUBERÍAS SECUNDARIAS Y PRIMARIAS seguiremos el criterio de que la VELOCIDAD DEL AGUA SE APROXIME A 1 m/segundo, NO SIENDO ACONSEJABLE EXCEDER DEL VALOR de 1.5 m/seg.
A la hora de estudiar la RED PRIMARIA Y SECUNDARIA es conveniente matizar que el DIÁMETRO ELEGIDO NO AFECTARÁ PARA NADA A LA UNIFORMIDAD DE RIEGO FINAL DE LOS DIFERENTES SECTORES. SIN EMBARGO, LAS PÉRDIDAS DE CARGA que se produzcan en estas tuberías van a incidir directamente en las NECESIDADES DE IMPULSIÓN( especialmente en conducciones de gran longitud), de ahí que haya que estudiar esta incidencia si optamos por reducir el diámetro de las tuberías.
PARA EL CÁLCULO DE LAS TUBERÍAS SECUNDARIAS Y PRIMARIAS:
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Vamos a emplear en este caso TUBERÍAS DE PVC-6 Atmósferas
SECTOR 1 CON 40 RAMALES:
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DATOS:
=====
CAUDAL = 40 x 96 l/h = 3840 litros/hora.
LONGITUD = 2.5 metros.
TUBERÍA DE PVC 40/36.4 ,6 atmósferas.
CÁLCULOS:
========
Velocidad en m/seg =( 3.840 / 3600000)/ 3.14 x 0.0364 elevado a 2/4 = 1.03
DIÁMETRO EXTERIOR CAUDAL l/h Pérdida de carga por 100
=================================================
3.600 2.60
1 1/4´' o 40 mm 5.400 5.62
=================================================
Volvemos a INTERPOLAR:
Para q = 3.840 l/h ------> aproximadamente 3 mca/100 m
PC secundaria = J x L= ( 3/100)x 2.5 = 0.08 mca
SECTOR 2 CON 39 RAMALES:
====================
DATOS:
CAUDAL 39 x 96 l/h = 3744 l/h
LONGITUD = 42 metros.
TUBERÍA PVC 40/36.4 6 atmósferas.
VELOCIDAD en m/seg = (3.744/3600000/3,14 x 0.0364 elevado a 2/4) = 1
INTERPOLANDO EN LA MISMA TABLA hallamos que:
Para q = 3.744 l/h -----------> J aproximadamente 2.84 m.c.a./100 metros
PC secundaria = J x L = (2.84/100) x 42 metros = 1.19 m.c.a.
TUBERÍA PRINCIPAL:
================
OPCIÓN 1: RIEGO SIMULTÁNEO DE LOS SECTORES 1 y 2:
========================================
DATOS:
TUBERIA DE PVC 50/46.4 de 6 atmósferas.
Caudal TOTAL = 7584 l/h = 2.1 l/seg.
CAUDAL DISPONIBLE en el pozo = 2.5 l/seg.
LONGITUD = 50 metros.
VELOCIDAD = 1.25 m/seg.
VEMOS EN LA TABLA:
Diámetro exterior Caudal l/h Pérdida de carga por 100 m.
=============================================
7200 3.06
1 1/2'' o 50 mm 9000 4.84
==============================================
INTERPOLANDO EN LA TABLA para q =7.584 l/h ------> J = 3.44 mca/100 m
PC primera o principal = J x L = (3.44/100) x 50 metros = 1.72 mca.
OPCIÓN 2: RIEGO SECUENCIAL DE LOS SECTORES 1 y 2:
=======================================
En esta caso los CÁLCULOS se efectuarán con el CAUDAL DEL SECTOR Nº 2, ya que con un caudal prácticamente similar, su tubería secundaria es la que genera MAYORES pÉRDIDAS DE CARGA al ser ésta de mayor longitud( 42 m frente a 2.5 m del SECTOR 1.
DATOS DISPONIBLES:
================
TUBERÍA PVC 40/36.4 de 6 atmósferas.
CAUDAL TOTAL = 3744 l/h o 1.04 l/seg.
CAUDAL DISPONIBLE EN EL POZO = 2.5 l/seg
LONGITUD = 50 metros.
VELOCIDAD = 1 m/seg.
VOLVEMOS A VER EN LA TABLA:
Diámetro exterior Caudal l/h Pérdida de carga por 100m
==============================================
3600 2.60
1 1/4 ''o 40 mm 5.400 5.62
==============================================
VOLVEMOS A INTERPOLAR para q = 3744 l/h ------> J aproxim. 2.84/100m
PC principal = J x L = (2.84/100) x 50m = 1.42 mca.
Cabría también la OPCIÓN DE REALIZAR EL RIEGO SECUENCIAL POR SUBSECTORES, lo que supondría AUMENTAR EL TIEMPO DE RIEGO HASTA UN TOTAL DE 4 HORAS/DÍA EN EL PERIODO DE MÁXIMAS NECESIDADES PERO TAMBIÉN UN AHORRO ECONÓMICO EN LA INSTALACIÓN QUE HABRÍA QUE EVALUAR.
C ÁLCULO DE LA POTENCIA DE BOMBEO:
==================================
OPCIÓN 1: RIEGO SIMULTÁNEO DE LOS SECTORES 1 y 2:
=======================================
A) DESNIVEL:
Cota nivel freático = o metros.
Cota del invernadero = 15 metros.
DESNIVEL TOTAL = 15 metros.
B) PÉRDIDAS DE CARGA:
Tubería principal............................................ 1.72 m.c. a.
Tubería secundaría........................................ 1.29 ""
Cabezal-singularidades ( estimación)............ 10.00 ""
==========================================
P.C. TOTAL................................................. 13.01 m.c.a.
C) PRESIÓN DE TRABAJO DEL GOTERO( GOTERO 1/RAMAL 1)
===========================================
h gotero = 10.25 m.c.a.
ALTURA MANOMÉTRICA = H = Desnivel + PC + h gotero =
= 38.26 m.c.a.
CAUDAL:
=========
Q = 7584 l/h = 2.1 l/seg.
MARGEN DE SEGURIDAD = 10 %
CAUDAL = 2.1 + 10 % de 2.1 = 2.31 l/seg.
POTENCIA DE BOMBEO:
=================
LA POTENCIA NECESARIA PARA ELEVAR UN CIERTO CAUDAL Q A UNA determinada ALTURA MANOMÉTRICA H se OBTIENE de la FÓRMULA donde R es el RENDIMIENTO MECÁNICO DEL GRUPO MOTOBOMBA Y QUE SUELE SER DEL ORDEN de 0.7:
POTENCIA EN C. V. = ( Q(l/seg) x H)/ 75 x R = (2.31 x 38.26) / 75 x 0.70 =
= 1.68
ELIGIREMOS UN GRUPO SUMERGIBLE DE 2 C.V CAPAZ DE ELEVAR UN CAUDAL DE 9 metros cúbicos/hora = 2.5 litros/segundo a una ALTURA MANOMÉTRICA de 38 m.c.a., SE HA OMITIDO LA MARCA Y EL MODELO COMERCIAL.
OPCIÓN 2: RIEGO SECUENCIAL DE LOS SECTORES 1 y 2:
=======================================
A) DESNIVEL:
==========
Cota nivel freático.............. 0 metros.
Cota invernadero................ 15 metros.
===========================
DESNIVEL TOTAL.......... 15 metros
B) PÉRDIDAS DE CARGA:
=================
Tubería principal............................................. 1.42 m.
Tubería secundaria.......................................... 1.29 m
Cabezal-singularidades.................................... 10 m
=================================
PC................................................................ 12.71 m.c.a.
C) PRESIÓN DE TRABAJO DEL GOTERO ( GOTERO l/ramal 1)
h gotero = 10.25 m.c. a.
ALTURA MANOMÉTRICA:
=================
H = Desnivel + PC +hgotero = 37.96 m.c.a.
CAUDAL:
======
Q = 3744 l/h = 1.04 l/segundo
Margen de SEGURIDAD = 10 % de Q
LUEGO:
CAUDAL = 1.04 + 10 % de 1.04 = 1.15 l/segundo
POTENCIA DE BOMBEO:
================
POTENCIA EN C.V. = 1.15 x 37.96 / 75 x 0,70 = 0.83
ELEGIREMOS UN GRUPO SUMERGIBLE DE 1 C.V. CAPAZ DE ELEVAR UN CAUDAL de 4.2 metros cúbicos/Hora( 1.17 l/segundo) a UNA ALTURA MANOMÉTRICA DE 39 metros( se han omitido la marca y el modelo comercial).
TABLA I PÉRDIDAS DE CARGA.TUBERÍA PE ( 4 atmósferas):
=========================================
SE añadirán así como los PLANOS DE LA INSTALACIÓN DEL RIEGO
cuando se pueda escanear en Guadalinfo.
SE RECOMIENDA ESTUDIAR EL SIGUIENTE TEMA QUE ES COMPLEMENTO DE ESTE TITULADO FERTIRRIGACIÓN.
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El CAUDAL disponible y su APTITUD AGRONÓMICA son dos aspectos CLAVES que deben ser conocidos con anterioridad a la realización de cualquier INSTALACIÓN DE RIEGO LOCALIZADO.
LA INSTALACIÓN DE UN RIEGO LOCALIZADO es compleja, de ahí que el Agricultor suela optar por recurrir a una Empresa Especializada en Instalaciones.
En el caso de pequeñas instalaciones, por ejemplo invernaderos o jardines privados, es frecuente que el mismo propietario o su Jardinero particular se decida a montar su propia INSTALACIÓN DE RIEGO para lo cual puede ser suficiente las normas que indicamos.
INSTALACIÓN DE RIEGO LOCALIZADO PARA UN INVERNADERO:
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DATOS PRELIMINARES:
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CULTIVO A REGAR: Tomate entutorado para consumo en fresco.
CICLO: 1/2 diciembre 1/2 julio.
Superficie de invernadero: 80 . 20 metros = 1600 m2.
ANÁLISIS DEL SUELO:
De las diferentes determinaciones fisico-químicas que se pueden realizar en un suelo, las más importantes para el diseño DE UNA INSTALACIÓN DE RIEGO son: La TEXTURA.
LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA( SALINIDAD). En nuestro caso tenemos.
Arena % = 70,7
Limo % 14.- NOS DA EN EL TRIANGULO: TEXTURA FRANCO-ARENOSA
Arcilla % 15,3.
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA del extracto de saturación 1.15 mmhos/cm.
ANÁLISIS DEL AGUA DE RIEGO
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Conductividad eléctrica en mmhos/cm = 0,733
pH = 7,46.
Bicarbonatos en meq/l........................ 6.40.
Carbonatos en meq/l...........................0.0
Sulfatos en meq/l................................0,21
Cloruros en meq/l..............................1.40.
Calcio en meq/l..................................4.94.
Magnesio en meq/l............................2.62
Potasio en meq/l................................0.08
Sodio en meq/l..................................0.72
Boro en ppm................................... 0.0
Nitratos en ppm..............................27.o
ÍNDICE R.A.S................................. 0.37
Los DATOS ANTERIORES NOS LO PROPORCIONA EL LABORATORIO DE ANÁLISIS. El Centro del C.I.F.A. de Atarfe (Granada) realiza dichos análisis a un precio bajo como ayuda al Agricultor.
EMISOR SELECCIONADO POR INFORMACIÓN DE CATÁLOGOS:
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Tipo: Gotero laberinto con régimen turbulento.
Conexión: interlinea.
Caudal medio 2l/h
Presión media : 10 mca
Relación caudal-presión q = 0,59 x h elevado a 0,53
Longitud equivalente( pérdida de carga conexión) fe = 0.23 m
C.V : 0.05( 5 %)
Estos datos los facilita el fabricante en el catálogo.
MARCO DE PLANTACIÓN DEL CULTIVO:
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Separación entre líneas de plantas = 1 m.
Separación entre plantas = 0,4 metros o sea MARCO DE PLANTACIÓN = 1 x 0,4 metros.
DENSIDAD DE PLANTACÓN = 1/ 1x0,4 = 2,5 plantas /metro cuadrado.
NÚMERO DE GOTEROS/ PLANTA:
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A la vista de la separación existente entre plantas = 0,4 metros, UN GOTERO POR PLANTA PUEDE SER SUFICIENTE:
NÚMERO DE GOTEROS/PLANTA e = 1.
SEPARACIÓN ENTRE GOTEROS, en nuestro caso coincide con la de plantas = 0,4 metros.
EL DIÁMETRO DEL BULBO HÚMEDO, que realiza el gotero, depende de la TEXTURA DEL SUELO Y DEL CAUDAL UNITARIO DEL MISMO, por tanto:
CAUDAL UNITARIO = 2 l/h en nuestro caso
SUELO FRANCO; Diámetro = 0,7 + 0,11 x caudal unitario.
SUELO ARENOSO: Diámetro = 0,3 + 0,12 x "" ""
Lo que nos da:
PARA SUELO FRANCO = 0,92 metros
PARA SUELO ARENOSO = 0,54 metros
PERO COMO NUESTRO SUELO ES FRANCO-ARENOSO podemos OPTAR POR TOMAR LA MEDIA ARITMÉTICA DE AMBOS VALORES, ASÍ:
Diámetro = 0,92 + 0,54/2 = 0,73 metros y por tanto el RADIO es de 0,36 m lo que en un principio parece asegurar una banda húmeda aceptable.
PARA DETERMINAR EL ÁREA MOJADA POR LOS GOTEROS, se puede también recurrir a TABLAS así como a realizar LA PRUEBA EN EL CAMPO QUE, aunque pueda resultar algo laborioso, constituye el sistema MÁS CONVENIENTE.
SI LA PRUEBA DE CAMPO no proporciona una superficie mojada aceptable de > 50% tendremos TRES ALTERNATIVAS:
1.Elegir un gotero de mayor CAUDAL, por ejmplo de 4 l/h y 10 mca.
2. Reducir la separación entre goteros, por ejemplo a 0,30 metros=30 centímetros.
3. Las dos anteriores.
CAUDAL NECESARIO:
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CAUDAL DISPONIBLE, UN POZO cuyo aforo es de 2,5 litros/segundo
Dimensiones del invernadero = 80 x 20 metros.
Separación entre ramales portagoteros = Cultivo = 1 metro.
Número total de ramales = 79.
Longitud del ramal 19 metros
Separación entre goteros = 0,40 metros.
Número de goteros por planta/ramal = 19/0,4 = 48
Númeto TOTAL DE GOTEROS = 79 x 48 = 3792
CAUDAL TOTAL = 3792 goteros x 2 l/h = 7584 litros/hora = 2 l/segundo
SI OPTAMOS: Por regar de forma simultánea la totalidad del invernadero se precisa un CAUDAL MÍNIMO de 2 l/seg. COMO EL AFORO DEL POZO ES DE 2.5 l/seg SERÍA POSIBLE, PERO NO RECOMENDABLE DISEÑAR LA INSTALACIÓN DE RIEGO PARA DICHA OPCIÓN.
EN ESTE CASO LA DURACIÓN DEL RIEGO SERÁ LA SIGUIENTE:
NECESIDADES NETAS PUNTA( JULIO = 5 litros/metro cuadrado y día.
Densidad de plantación = 2,5 plantas/metro cuadrado.
NECESIDADES DIARIAS N = 5/2.5 = 2 litros por planta.
CAUDAL GOTERO = qg 2 l/h.
NÚMERO DE GOTEROS/PLANTA = e = 1
DURACIÓN DEL RIEGO = T = N/ qg x e = 1 hora
ES PREFERIBLE dividir el invernadero en 2 sectores y efectuar el riego de FORMA SECUENCIAL:
PRIMERO EL SECTOR 1
A CONTINUACIÓN EL SECTOR 2
VENTAJAS:
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1º) EL CAUDAL necesario se reduce a la mitad = 1.05 l/segundo, por lo que tenemos mayor margen de SEGURIDAD en el supuesto que EL CAUDAL DEL POZO SE RESIENTA.
2º) AL SER EL CAUDAL LA MITAD, los componentes de la instalación de riego: grupo de bombeo,cabezal,tuberías,válvulas, etc se reducen considerablemente, lo que repercute considerablemente en EL PRESUPUESTO FINAL.
DESVENTAJA:
========= LA ÚNICA, el tiempo TOTAL DE RIEGO SE DUPLICA pasando de 1 hora a 2, lo cual no tiene trascendencia para este caso particular, si el " regador" fuera contratado como obrero habría que ver su salario.
EL DISEÑO DE RIEGO:
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UNIFORMIDAD DE RIEGO:
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Constituye el punto de partida del DISEÑO HIDRÁULICO de cualquier INSTALACIÓN DE RIEGO LOCALIZADO.
Cuanto mayor sea LA UNIFORMIDAD DE RIEGO DESEADA MÁS CARA será la instalación de riego,ya que para que exista menos variación de caudales, el régimen de presiones debe ser más uniforme, lo que implica mayores diámetros de tubería, laterales portagoteros más cortos, mayor inversión en valvuleríA, ETC...
Aunque la uniformidad de riego INTERVIENEN FACTORES DIVERSOS, PARA EL DISEÑO Sólo vamos a considerar LOS CONSTRUCTIVOS Y LOS HIDRÁULICOS
Si tenemos en cuenta ambos tipos de factores en el DISEÑO DE UN SECTOR DE RIEGO LOCALIZADO, la UNIFORMIDAD VIENE DEFINIDA POR
COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD:
C. U = ( 1 - 1.27 x C. V/ raíz cuadrad de e ) x qg/qgm
SIENDO:
C.V Coeficiente de variación de fabricación del gotero.
e = Número de goteros por panta.
qg = Caudal del gotero más desfavorable del sector= El que tiene caudal mínimo.
qgm = Caudal medio de los gotero del sector.
EN EL RIEGO LOCALIZADO se RECOMIENDA DISEÑAR LA INSTALACIÓN CON UNA UNIFORMIDAD MÍNIMA del 90 %, o sea C.U = 0.90
PARA NUESTRO EJEMPLO seŕa:
0.90 = (1 -1.27 x 0.05/ raíz cuadrada de 1) x qg/2 DESPEJANDO
qg = 1.92 litros/hora
Como conocemos la ecuación CAUDAL-PRESIÓN DEL GOTERO, podemos saber la PRESIÓN MÍNIMA que debemos GARANTIZAR EN EL GOTERO MÁS DESFAVORABLE, que en el caso de una parcela llana cosrresponderá al más alejado, para cada uno de los 2 SECTORES DEL INVERNADERO se GARANTIZA UNA UNIFORMIDAD DE RIEGO MÍNIMA DEL 90 %
1.92 litros/hora = 0,59 x h elevado a 0,53 DESPEJANDO h = 9.27 m.c.a
SECTORIZACIÓN:
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A la hora de abordar EL DISEÑO AGRONÓMICO se ha puesto de manifiesto la conveniencia de DIVIDIR EL INVERNADERO EN DOS SECTORES que se regarán de FORMA SECUENCIAL.
EN NUESTRO EJEMPLO: La orientación del invernadero y el cultivo de tomate entutorado aconsejan que los ramales portagoteros se coloquen transversalmente, o sea:
L = 19 metros ( no olvidemos que el invernadero tiene 20 metros)
Y NO LONGITUDINALMENTE. EL PLANO quedaría como muestra la figura siguiente:
Por tanto en el invernadero se instalarán 79 ramales portagoteros de 19 metros de longitud agrupados en DOS SECTORES DE RIEGO de 40 y 39 ramales respectivamente
A la hora de DISEÑAR LA RED DE DISTRIBUCIÓN SUPERFICIAL, la utilizacion de los elementos DE CONTROL Y REGULACIÓN( Válvula de bola y reductor de presión) permite varias opciones. Entre otras podemos señalar las dos siguientes como indica la figura:
DESDE EL PUNTO DE VISTA HIDRÁULICO, la opción 1 parece MÁS ACONSEJABLE ya que las tuberías terciarias(portarramales) se alimentan por su punto medio.En este caso, para un diámetro dado de tubería portagoteros se precisará una tubería terciaria o portarramales de menor sección ya que el CAUDAL se DIVIDE INMEDIATAMENTE después de la arqueta de control y regulación.
Como contrapartida la opción 2 presenta la VENTAJA de que el Agricultor puede centralizar los elementos de control y regulación en una única arqueta.Por otro lado, la red de distribución se simplifica ya que tan sólo existe una tubería principal, con el consiguiente ahorro de zanja de excavación.
A simple vista se puede apreciar que además de las opciones comentadas existen otras muchas, cada una con sus VENTAJAS E INCONVENIENTES que merecen ser analizadas con el suficiente detenimiento.
EL CRITERIO ECONÓMICO ES FUNDAMENTAL de ahí que pueda ser interesante proceder AL DISEÑO DE VARIAS OPCIONES, para posteriormente proceder al CÁLCULO DE LAS MEDICIONES Y PRESUPUESTO FINAL DE LAS OBRAS E INSTALACIONES A EJECUTAR.
VAMOS A ESTUDIAR EL DISEÑO 1:
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Analizaremos las repercusiones que supone dimensionar EL RIEGO LOCALIZADO en los dos casos siguientes:
OPCIÓN 1: Riego simultáneo de los 2 SECTORES DE RIEGO.
OPCIÓN 2: Riego secuencial.
CÁLCULOS HIDRÁULICOS:
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A la hora de calcular las pérdidas de carga se pueden utilizar en la actualidad las siguientes alternativas:
1. TABLAS.
2. ABACOS.
3. FÓRMULAS.
4. PROGRAMAS INFORMÁTICON CON PC.
VAMOS A REALIZAR EL DISEÑO 1 MEDIANTE EL MÉTODO POR TABLAS:
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Este sistema es muy sencillo, de ahí que esté especialmente indicado para aquellos Agricultores que ESTÉN MENOS FAMILIARIZADOS CON CALCULADORAS CIENTÍFICAS. Por otro lado, los resultados son igualmente satisfactorios.
EN LA FIGURA SIGUIENTE vemos el plano con las longitudes indicadas de las diferentes tuberías que conforman la RED DE DISTRIBUCIÓN:
EMPEZAMOS POR:
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Dimensionar LOS RAMALES PORTAGOTEROS Y LAS TUBERÍAS TERCIARIAS. Para un TIPO DE GOTERO CONVENCIONAL como es el nuestro, podemos admitir una tolerancia de presiones del 10 % sobre la presión media de trabajo del gotero:
PRESIÓN MEDIA = hm = 10 mca como vimos en la Teoría.
TOLERANCIA DE PRESIONES = 10% de 10 mca = 1 mca
Esto quiere decir que " la diferiencia existente entre las presiones de trabajo del
gotero más favorable( el gotero más próximo a la llave de control) y el más desfavorable( el último del ramal más alejado) NO PUEDEN SOBREPASA 1 mca.
COMO CONOCEMOS LA ECUACIÓN DEL GOTERO, esta tolerancia de presiones se traducirá en la siguiente tolerancia de caudales dentro del sector:
GOTERO DE CAUDAL MEDIO = h = 10mca q = 0,59 x 10 elevado a 0,53 =
= 2 l/h
GOTERO MÁS FAVORABLE = h = 10,5 mca ; q = 2,05 l/h que corresponde a + 2,5%.
GOTERO MÁS DESFAVORABLE = h = 95 mca ; q = 1.95 l/h -2.5 %
RAMALES PORTAGOTEROS O LATERALES:
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DATOS QUE POSEEMOS:
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Longitud = 19 metros.
Material = Polietileno de baja densidad = PEBD.
Diámetro exterior = 12,5 mm.
Diámetro interior = 10.3 mm
Separación entre goteros = 0,40 metros.
Pérdida de carga a la conexión del gotero = 0,23 m.
CÁLCULOS:
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NÚMERO DE GOTEROS/RAMAL = 19/0,40 = 48 goteros.
CAUDAL DEL RAMAL = 48 goteros x 2 l/h = 96 l/h
PARA CALCULAR LA PÉRDIDA DE CARGA que se produce en esta tubería emplearemos la TABLA DE LOS ANEXOS seleccionando los CAUDALES MÁS PRÓXIMOS POR DEFECTO Y POR EXCESO A 96 Litros/hora encontramos que:
DIÁMETRO EXTERIOR CAUDAL l/h Pérdida de carga en 100 m.
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1/4"0 12,5 mm 90 1,80
108 2,54
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SI INTERPOLAMOS OBTENEMOS UNA PÉRDIDA DE CARGA J = 2,05 mca por
cada 100 metros lineales de tubería.
Al circular el agua por el ramal, la conexión con el gotero provoca cierta pérdida de carga que viene reflejada a través de su denominada LONGITUD EQUIVALENTE, que en nuestro caso es de 0,23 m/gotero.
Según esto, la longitud a considerar a la hora de calcular la pérdida de carga en el ramal portagoteros será la siguiente:
L = 19 m + 48 goteros x 0,23 m/gotero = 30,04 metros
PC ramal = J x L = (2,05/ 100) x 30,04 = 0,62 m.c.a.
Esta pérdida de carga es la producida en una tubería de PEBD de 10,3 milímetros de diámetro interior cuando circula por ella un caudal de 96 litros/hora.Sin embargo cada 0,40 metros, el caudal disminuye aproximadamente en 2 l/h( CAUDAL MEDIO DEL GOTERO), por lo que el RESULTADO ANTERIOR DEBE SER CORREGIDO SEGÚN EL COEFICIENTE REDUCTOR F DE CHRISTIANSEN, que depende del número de SALIDAS Y DEL RÉGIMEN HIDRÁULICO.
Hf ramal = J x L x F
COEFICIENTE F DE CHRISTIANSEN: Para beta = 1,80: L = S/2
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Nº salidas F Nº Salidas F Nº Salidas F
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1 1 11.- 0,375 22 0,366
2 0,525 12 0,374 24 0,365
3 0,448 13 0,372 26 0,364
4 0,419 14 0,371 28 0,364
5 0,403 15 0,370 30 0,363
6 0,394 16 0,369 35 0,362
7 0,388 17 0,368 40 0,362
8 0,383 18 0,368 45 0,361
9 0,380 19 0,367 100 0,359
10 0,378 20 0,367 200 0,358
=================================================
SEGÚN LA TABLA ANTERIOR para 48 SALIDAS(O GOTEROS) F se aproxima a 0,361, por lo que la PÉRDIDA TOTAL FINAL QUE SE PRODUCIRÁ EN EL RAMAL PORTAGOTEROS DE 19 metros de longitud será:
PC ramal = 0,361 x 0,62 = 0,22 mca.
TUBERÍAS TERCIARIAS O PORTARRAMALES:
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PARA DIMENSIONAR ESTA TUBERÍA TOMAREMOS EL SECTOR Nº 1, es decir EL MÁS PRÓXIMO AL CABEZAL POR SER EL DE MAYOR CAUDAL.
Nº DE RAMALES = 40.
CAUDAL = 40 ramales x 96 l/h = 3840 L/h
LONGITUD = 39 metros.
Como se dijo en la Teoría, para conseguir UNA MAYOR UNIFORMIDAD DE RIEGO ALIMENTAREMOS LA TUBERÍA TERCIARIA POR SU PUNTO MEDIO, POR LO QUE A EFECTOS DE CALCULO LOS VALORES A TOMAR SERÁN LA MITAD DE LOS ANTERIORES, así:
Nº DE RAMALES = 20.
CAUDAL = 20 x 96 l/h = 1920 l/h
LONGITUD = 19,5 metros.
Como PCramal = 0,22 m.c.a, la tubería terciaria se dimensionará de forma que la pérdida de carga que origine NO SUPERE EL VALOR:
PC terciaria < (1-0.22) = 0.78 m.c.a.
PROBAREMOS CON UNA TUBERÍA PEBD 32/28 de 4 ATMÓSFERAS:
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Velocidad = Caudal en metros cubicos/segundo/ sección en metros cuadrados= 1.920/ 3.600000/ 3,14 x 0.028 al cuadrado/4 = 0,87 m/seg.
VOLVEMOS A CONSULTAR LA TABLA PARA TUBERÍAS DE PE y obtenemos la siguiente pérdida de carga para 100 metros lineales:
DIÁMETRO EXTERIOR 1´' o 32 milímetros.
CAUDAL litros/hora 1800 a 2160
PÉRDIDA DE CARGA POR 100 metros:
PARA 1800 l/h 0 2.92
PARA 2160 l/h = 4
HAY QUE INTERPOLAR para q = 1.920 l/h ---------> J = 3.28 m.c.a./100 m.
Como el valor F de CHRISTIANSEN para 20 salidas es F = 0.367, la pérdida de carga de la tubería terciaria será:
PC terciaria = J x L x F =( 328/100 ) x 19.5 x 0.367 = 0.23 m.c.a.
COMO PC terciaria < 0.78 m.c.a, LA TUBERÍA PEBD de 1''(32 mm) ES VÁLIDA.
Si regulamos la PRESIÓN A LA ENTRADA DEL SECTOR a 10.25 m.c.a., LA PRESIÓN DE TRABAJO DEL GOTERO MÁS DESFAVORABLE SERÁ APROXIMADAMENTE
Ht = 10.25 - (PC terciaria + PC ramal) = 10.25 - (0.23 + 0.22) = 9.80 m.c.a.
EL CAUDAL DEL GOTERO MÁS DESFAVORABLE SERÁ ENTONCES:
q = 0.59 x 9.80 elevado a 0.53 = 1.98 litros/hora
POR LO QUE LA UNIFORMIDAD DE RIEGO DEL SECTOR ESTUDIADO SERÁ LA SIGUIENTE:
C. U. = ( 1 - 1.27 x 0.05/ Raíz cuadrad de 1)x qra/2 = ( 1 - 1.27 x 0.05/1)x 1.98/2 = 0.927 = 92,7 %.
TUBERÍAS SECUNDARIAS:
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Para seleccionar el diámetro de las TUBERÍAS SECUNDARIAS Y PRIMARIAS seguiremos el criterio de que la VELOCIDAD DEL AGUA SE APROXIME A 1 m/segundo, NO SIENDO ACONSEJABLE EXCEDER DEL VALOR de 1.5 m/seg.
A la hora de estudiar la RED PRIMARIA Y SECUNDARIA es conveniente matizar que el DIÁMETRO ELEGIDO NO AFECTARÁ PARA NADA A LA UNIFORMIDAD DE RIEGO FINAL DE LOS DIFERENTES SECTORES. SIN EMBARGO, LAS PÉRDIDAS DE CARGA que se produzcan en estas tuberías van a incidir directamente en las NECESIDADES DE IMPULSIÓN( especialmente en conducciones de gran longitud), de ahí que haya que estudiar esta incidencia si optamos por reducir el diámetro de las tuberías.
PARA EL CÁLCULO DE LAS TUBERÍAS SECUNDARIAS Y PRIMARIAS:
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Vamos a emplear en este caso TUBERÍAS DE PVC-6 Atmósferas
SECTOR 1 CON 40 RAMALES:
====================
DATOS:
=====
CAUDAL = 40 x 96 l/h = 3840 litros/hora.
LONGITUD = 2.5 metros.
TUBERÍA DE PVC 40/36.4 ,6 atmósferas.
CÁLCULOS:
========
Velocidad en m/seg =( 3.840 / 3600000)/ 3.14 x 0.0364 elevado a 2/4 = 1.03
DIÁMETRO EXTERIOR CAUDAL l/h Pérdida de carga por 100
=================================================
3.600 2.60
1 1/4´' o 40 mm 5.400 5.62
=================================================
Volvemos a INTERPOLAR:
Para q = 3.840 l/h ------> aproximadamente 3 mca/100 m
PC secundaria = J x L= ( 3/100)x 2.5 = 0.08 mca
SECTOR 2 CON 39 RAMALES:
====================
DATOS:
CAUDAL 39 x 96 l/h = 3744 l/h
LONGITUD = 42 metros.
TUBERÍA PVC 40/36.4 6 atmósferas.
VELOCIDAD en m/seg = (3.744/3600000/3,14 x 0.0364 elevado a 2/4) = 1
INTERPOLANDO EN LA MISMA TABLA hallamos que:
Para q = 3.744 l/h -----------> J aproximadamente 2.84 m.c.a./100 metros
PC secundaria = J x L = (2.84/100) x 42 metros = 1.19 m.c.a.
TUBERÍA PRINCIPAL:
================
OPCIÓN 1: RIEGO SIMULTÁNEO DE LOS SECTORES 1 y 2:
========================================
DATOS:
TUBERIA DE PVC 50/46.4 de 6 atmósferas.
Caudal TOTAL = 7584 l/h = 2.1 l/seg.
CAUDAL DISPONIBLE en el pozo = 2.5 l/seg.
LONGITUD = 50 metros.
VELOCIDAD = 1.25 m/seg.
VEMOS EN LA TABLA:
Diámetro exterior Caudal l/h Pérdida de carga por 100 m.
=============================================
7200 3.06
1 1/2'' o 50 mm 9000 4.84
==============================================
INTERPOLANDO EN LA TABLA para q =7.584 l/h ------> J = 3.44 mca/100 m
PC primera o principal = J x L = (3.44/100) x 50 metros = 1.72 mca.
OPCIÓN 2: RIEGO SECUENCIAL DE LOS SECTORES 1 y 2:
=======================================
En esta caso los CÁLCULOS se efectuarán con el CAUDAL DEL SECTOR Nº 2, ya que con un caudal prácticamente similar, su tubería secundaria es la que genera MAYORES pÉRDIDAS DE CARGA al ser ésta de mayor longitud( 42 m frente a 2.5 m del SECTOR 1.
DATOS DISPONIBLES:
================
TUBERÍA PVC 40/36.4 de 6 atmósferas.
CAUDAL TOTAL = 3744 l/h o 1.04 l/seg.
CAUDAL DISPONIBLE EN EL POZO = 2.5 l/seg
LONGITUD = 50 metros.
VELOCIDAD = 1 m/seg.
VOLVEMOS A VER EN LA TABLA:
Diámetro exterior Caudal l/h Pérdida de carga por 100m
==============================================
3600 2.60
1 1/4 ''o 40 mm 5.400 5.62
==============================================
VOLVEMOS A INTERPOLAR para q = 3744 l/h ------> J aproxim. 2.84/100m
PC principal = J x L = (2.84/100) x 50m = 1.42 mca.
Cabría también la OPCIÓN DE REALIZAR EL RIEGO SECUENCIAL POR SUBSECTORES, lo que supondría AUMENTAR EL TIEMPO DE RIEGO HASTA UN TOTAL DE 4 HORAS/DÍA EN EL PERIODO DE MÁXIMAS NECESIDADES PERO TAMBIÉN UN AHORRO ECONÓMICO EN LA INSTALACIÓN QUE HABRÍA QUE EVALUAR.
C ÁLCULO DE LA POTENCIA DE BOMBEO:
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OPCIÓN 1: RIEGO SIMULTÁNEO DE LOS SECTORES 1 y 2:
=======================================
A) DESNIVEL:
Cota nivel freático = o metros.
Cota del invernadero = 15 metros.
DESNIVEL TOTAL = 15 metros.
B) PÉRDIDAS DE CARGA:
Tubería principal............................................ 1.72 m.c. a.
Tubería secundaría........................................ 1.29 ""
Cabezal-singularidades ( estimación)............ 10.00 ""
==========================================
P.C. TOTAL................................................. 13.01 m.c.a.
C) PRESIÓN DE TRABAJO DEL GOTERO( GOTERO 1/RAMAL 1)
===========================================
h gotero = 10.25 m.c.a.
ALTURA MANOMÉTRICA = H = Desnivel + PC + h gotero =
= 38.26 m.c.a.
CAUDAL:
=========
Q = 7584 l/h = 2.1 l/seg.
MARGEN DE SEGURIDAD = 10 %
CAUDAL = 2.1 + 10 % de 2.1 = 2.31 l/seg.
POTENCIA DE BOMBEO:
=================
LA POTENCIA NECESARIA PARA ELEVAR UN CIERTO CAUDAL Q A UNA determinada ALTURA MANOMÉTRICA H se OBTIENE de la FÓRMULA donde R es el RENDIMIENTO MECÁNICO DEL GRUPO MOTOBOMBA Y QUE SUELE SER DEL ORDEN de 0.7:
POTENCIA EN C. V. = ( Q(l/seg) x H)/ 75 x R = (2.31 x 38.26) / 75 x 0.70 =
= 1.68
ELIGIREMOS UN GRUPO SUMERGIBLE DE 2 C.V CAPAZ DE ELEVAR UN CAUDAL DE 9 metros cúbicos/hora = 2.5 litros/segundo a una ALTURA MANOMÉTRICA de 38 m.c.a., SE HA OMITIDO LA MARCA Y EL MODELO COMERCIAL.
OPCIÓN 2: RIEGO SECUENCIAL DE LOS SECTORES 1 y 2:
=======================================
A) DESNIVEL:
==========
Cota nivel freático.............. 0 metros.
Cota invernadero................ 15 metros.
===========================
DESNIVEL TOTAL.......... 15 metros
B) PÉRDIDAS DE CARGA:
=================
Tubería principal............................................. 1.42 m.
Tubería secundaria.......................................... 1.29 m
Cabezal-singularidades.................................... 10 m
=================================
PC................................................................ 12.71 m.c.a.
C) PRESIÓN DE TRABAJO DEL GOTERO ( GOTERO l/ramal 1)
h gotero = 10.25 m.c. a.
ALTURA MANOMÉTRICA:
=================
H = Desnivel + PC +hgotero = 37.96 m.c.a.
CAUDAL:
======
Q = 3744 l/h = 1.04 l/segundo
Margen de SEGURIDAD = 10 % de Q
LUEGO:
CAUDAL = 1.04 + 10 % de 1.04 = 1.15 l/segundo
POTENCIA DE BOMBEO:
================
POTENCIA EN C.V. = 1.15 x 37.96 / 75 x 0,70 = 0.83
ELEGIREMOS UN GRUPO SUMERGIBLE DE 1 C.V. CAPAZ DE ELEVAR UN CAUDAL de 4.2 metros cúbicos/Hora( 1.17 l/segundo) a UNA ALTURA MANOMÉTRICA DE 39 metros( se han omitido la marca y el modelo comercial).
TABLA I PÉRDIDAS DE CARGA.TUBERÍA PE ( 4 atmósferas):
=========================================
SE añadirán así como los PLANOS DE LA INSTALACIÓN DEL RIEGO
cuando se pueda escanear en Guadalinfo.
SE RECOMIENDA ESTUDIAR EL SIGUIENTE TEMA QUE ES COMPLEMENTO DE ESTE TITULADO FERTIRRIGACIÓN.
jueves, 15 de mayo de 2014
RIEGO V:CÁLCULOS NECESARIOS PARA LA INSTALACIÓN DEL RIEGO LOCALIZADO:
Cuando el agua no puede fluir por su propio peso, o no fluye con presión suficiente, hay que elevarla o dotarla de presión para que pueda funcionar correctamente un sistema de riego.Desde la más remota antiguedad se ha venido elevando el agua por los más variados sistemas: Norias.Molinos de viento.Tornillo de Arquímedes,etc.
EN LA ACTUALIDAD, la forma más usual de impulsar el agua es por medio de bombas hidráulicas, que son movidas por motores tanto electricos como de gasolina o diésel.
1. ALTURA DE ELEVACIÓN:
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En la mayoría de los casos, las bombas hidráulicas que elevan el agua actúan en dos fases:
ASPIRACIÓN,elevación del agua desde su nivel hasta la bomba hidráulica.
IMPULSIÓN, Conducción del agua desde la bomba hidráulica hasta su destino.
2.DENOMINACIÓN DE LAS TUBERÍAS:
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TUBERÍA DE ASPIRACIÓN: Tubería que conduce el agua en la aspiración.
TUBERÍA DE IMPULSIÓN: Tubería que conduce el agua en la impulsión.
LA INSTALACIÓN viene representada por la figura nº 1
De lo anterior se deduce, que tenemos que considerar las siguientes ALTURAS:
ALTURA GEOMÉTRICA DE ASPIRACIÓN. Distancia vertical existente entre el nivel del agua aspirada y el centro medio de la bomba hidráulica. EN LA PRÁCTICA,LA ALTURA DE ASPIRACIÓN NO DEBE SUPERAR LOS 6 a 7 metros.
ALTURA GEOMÉTRICA DE IMPULSIÓN. Distancia vertical entre el eje de la bomba hidráulica y el punto más alto de la tubería de impulsión.
PERO DADO QUE EL AGUA SUFRE PÉRDIDAS DE CARGA (P.C.) debidas al rozamiento, las alturas a considerar son las siguientes:
HT = ALTURA MANOMÉTRICA = ALTURA GEOMÉTRICA TOTAL + PÉRDIDAS DE CARGA+ P.T( que puede ser nula).
3. CÁLCULO DE LA ALTURA MANOMÉTRICA:
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Los datos necesarios para su cálculo son:
Altura geométrica de aspiración= Ha.
Altura geométrica de impulsión= Hi.
Caudal que se desea elevar = Q.
Longitud de la tubería aspiración = La
Longitud de la tubería impulsión = Li
Pérdida de carga tubería aspiración = P.Ca
Pérdida de carga tubería impulsión = P.Ci
En el caso de tener que calcular dicha altura para el funcionamiento de un equipo de riego, sin depósito intermedio, nos harán falta, además:
Presión de trabajo del emisor = P.T.
Pérdida de carga producida en el cabezal de riego = P.Cab
LAS PÉRDIDAS DE CARGA PCa y P.Ci hay que AUMENTARLAS como ya sabemos un 20 % por por los codos,válvulas,ventosas,etc instaladas en las respectivas tuberías.
LA FÓRMULA EMPLEADA es:
H = Ha + Hi + PCa + PCi + P.T. + P.Cab.
EJEMPLO PRÁCTICO:
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Se desea elevar un caudal de agua de 16.200 litros/hora desde un pozo donde el nivel del agua está a 5 metros de profundidad, hasta un cabezal de riego de 4 elementos, situado a una diferiencia de cota de 30 metros y a una distancia de 750 metros. La bomba hidráulica está situada a 2 metros de distancia de la vertical del pozo.
Calcule la ALTURA MANOMÉTRICA.
RESOLUCIÓN:
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DATOS:
Ha = 5 metros O = 16.200 L/h = 4,5 l/seg
Hi = 30 metros P.T = 10 m.c.a
PCab = 20 m.c.a. = 5 m.c.a x 4 elementos
LA VELOCIDAD DEL AGUA ESTARÁ LIMITADA a 1,5 m/seg PARA EVITAR GOLPES DE ARIETE Y OTROS INCONVENIENTES.
Velocidad en m/seg = Q(l/h)/360000/3,14 . d (m2)/4 . PARA UN CAUDAL de = 16.200 l/h, las velocidades son
V = 2,29 m/seg para un diámetro de tubería de 50 mm
V= 1,02 m/seg para 75 mm
V = 0,7 m/seg para 110 mm
Por tanto, el diámetro de la conducción será de 75 mm correspondiente a la velocidad más aproximada e inferior a 1,5 m/seg.
POR OTRO LADO VIENDO LAS TABLAS I y II para un caudal de 16200 l/h y un diámetro de 75 mm , la P.C es de 2 m.c.a. aproximadamente por cada 100 metros lineales de tuberia, o sea 0,02 metros por cada metro lineal.
Si vamos a utilizar el mismo diámetro de tubería para LA IMPULSIÓN y la ASPIRACIÓN , tendremos que:
Longitud de aspiración Lo = 5 + 2 = 7 metros
Longitud de impulsión Ls = 750 metros
LONGITUD TOTAL Lt = 7 + 750 = 757 metros
PÉRDIDA DE CARGA EN TUBERÍAS P.Ctub= 757 x 0,02 = 37,85 metros
PÉRDIDA DE CARGA EN LAS PIEZAS 20 % de 37,85 = 7,57 metros
TOTAL = 37,,85 + 7,57 = 45,42 metros
PRESIÓN DE TRABAJO de los emisores P.T. = 10 metros
Pérdida de carga en cabezal P.Ccab = 20 metros
POR TANTO LA ALTURA MANOMÉTRICA SERÁ:
Hm = Ha + Hi + P.Ca + P.Ci + P.T. + P.Ccab = 5 + 30 + 45,42 + 10 + 20 = 110,42 metros.
BOMBAS CENTRÍFUGAS:
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Son máquinas hidráulicas de movimiento rotativo, en las que el elemento impulsor transforma la energía mecánica en energía de presión y cinética.Son las de mayor aplicación en el riego.
Constan de dos elementos principales:
Un elemento rotativo que impulsa al líquido, llamado rodete.
La carcasa o caja o cuerpo de la bomba hidráulica.
Clasificación:
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Se clasifican según la dirección del flujo en:
RADIAL. AXIAL Y MIXTO.
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Tipo de bomba Caudal ALTURA EN METROS
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Axial Alto Baja
______________________________________________________________________________
Radial Bajo Alta
______________________________________________________________________________
Mixto Medio Medio
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LAS MÁS UTILIZADAS PARA RIEGOS SON LAS RADIALES Y LAS MIXTAS ya que la clasificación POR SU POSICIÓN PUEDEN SER:
DE EJE HORIZONTAL.
DE EJE VERTICAL-
SEGÚN EL NÚMERO DE RODETES DE QUE CONSTAN PUEDEN SER:
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MONOCELULARES, un solo rodete.
MULTICELULARES. Varios rodetes,conectados en serie, con lo que se consiguen grandes alturas de IMPULSIÓN.
LAS BOMBAS DE EJE VERTICAL PUEDEN SER:
SUMERGIDAS: Con motor en superficie y accionamiento mediante un eje.Tienen la limitación de la longitud del eje, debido a las P.C. por rozamiento del mismo.
BOMBAS BUZO: El cuerpo motobomba está sumergido.Suelen ser bombas
multicelulares, pudiéndose instalar a grandes profundidades, hasta más de 200
metros.
PARA EL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DE LAS BOMBAS: La tubería de aspiración y la bomba deben estar cebadas, las bombas centrífugas no son aspirante y por tanto deben disponer de dispositivos de cebado, así como de válvula de pie(antiretorno) para que no se desceben entre cada ciclo de funcionamiento.
ACCIONAMIENTO DE LAS BOMBAS:
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El accionamiento mayoritariamente empleado es por acoplamiento directo a motores eléctricos.En la mayoría de los casos,estos motores están alimentados mediante corriente trifásica con voltajes variables entre 220 y 500 voltios.
LAS VELOCIDADES DE GIRO más usuales son: 960 revoluciones/minuto.
1450 y 29000
PARA EVITAR QUE EL MOTOR ELÉCTRICO FUNCIONE A PLENA CARGA, LA POTENCIA DEL MISMO SE DEBE INCREMENTAR ENTRE UN 10 Y UN 20 % APROXIMADAMENTE. PARA UN CÁLCULO MÁS EXACTO,APLICAR LA FÓRMULA DEL SIGUIENTE CUADRO
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Potencia bomba= Pb Potencia del motor que la acciona
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1 a 5 C.V. Pb/0,7
5 a 10 C.V. Pb/0,8
10 a 25 C.V. Pb/0,85
> 25 C.V Pb/0,9
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RENDIMIENTO DE LAS BOMBAS HIDRÁULICAS:
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Se llama rendimiento de una máquina a la cantidad que resulta de dividir el trabajo que se utiliza y el trabajo que se consume, el resultado se multiplica por 100, así
RENDIMIENTO =( trabajo utilizado/trabajo consumido) x 100 = %
EN LA ELEVACIÓN DEL AGUA FUNCIONA UN EQUIPO DE DOS MÁQUINAS:
EL MOTOR
LA BOMBA HIDRÁULICA
EL RENDIMIENTO DEL EQUIPO SERÁ
R = rm x rb R = Rendimiento del equipo , r m = rendimiento del motor y rb = rendimiento de la bomba.
CUANDO NO SE CONOCEN LOS RENDIMIENTOS se usan los siguientes valores:
PARA EQUIPOS MENORES DE 5 C.V. R = 0,5
PARA EQUIPOS MAYORES DE 5 C.V R = 0,6
CÁLCULO DE LA POTENCIA DE UNA BOMBA HIDRÁULICA:
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Se emplea la siguiente fórmula:
P = (Q x Hm) /( 75 x R)
SIENDO:
P = Potencia expresada en C.V.
Q = Caudal expresado en litros/segundo.
Hm = Altura manométrica expresada en metros.
R = Rendimiento del equipo motobomba expresado en tanto por 1
VEAMOS UN EJEMPLO:
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TOMAMOS LOS DATOS DEL EJEMPLO ANTERIOR
ENUNCIADO: Calcular la potencia necesaria para elevar un caudal de agua de 4,5 l/seg. desde un pozo donde el nivel del agua está a 5 metros del nivel del suelo, hasta un cabezal de riego situado a una diferencia de cota de 30 metros y a una distancia de 750 metros. La bomba situada a 2 metros de distancia de la vertical del pozo, tiene un rendimiento de 0,85 y está movida por un motor de rendimiento 0,75
PLANTEO: P = (Q x Hm) / (75 x R)
R = 0,85 x 0, 75 = 0,63
P = (4,5 x 110,42) / (75 x 0,63) = 10,51 C.V.
PARA TRANSFORMAR LOS C.V. EN KILOWATIOS hay que multiplicar por 0,736
POR TANTO 10,51 x 0,736 = 8,01 Kw
SOLUCIÓN: 10,51 C.V o 8,01 Kw.
DATOS ELEMENTALES QUE DEBEN TENERSE EN CUENTA AL INSTALAR LA BOMBA HIDRÁULICA:
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LLegado el momento de elegir la BOMBA HIDRÁULICA se debe estar seguro del trabajo que HA DE CUMPLIR:
Altura total de elevación.
Caudal necesario.
Tensión eléctrica de enganche que corresponda si es eléctrica.
Instalación de un salvamotor.
Comprobar que el gira en el sentido correcto
Instalar la motobomba lo más cerca posible de la aspiración.
Que las juntas de unión sean herméticas para evitar entradas de aire.
Que la bomba no tenga que soportar el peso de las tuberías.
La válvula de pie no debe tocar el fondo.Colocarla a una altura prudencial para no arrastrar partículas o cuerpos extraños que podrían dañarla.
Si se coloca un filtro en el caso de utilizar aguas muy sucias, tenerlo presente en el cálculo de las pérdidas de carga(P.C.) de aspiración.
Si la bomba ha de trabajar a una presión superior a 1,5 metros, instalar una válvula de retención a la salida de la misma para evitar los golpes de ariete.
ESQUEMA DEL RIEGO LOCALIZADO:
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Arena
Tubería Moto bomba Manómetro FILTROS Equipo abonado
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Primaria
Arena
===== Filtro de anillas o mallas====== Manómetro===== Contador
========
Tubería Primaría====Llave ======== Tuberías secundarias
de paso =======
ESQUEMA DE DISTRIBUCIÓN DE UN RIEGO LOCALIZADO:
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LOS CABEZALES DE RIEGO:
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INTRODUCCIÓN:
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El problema más grave y frecuente en las instalaciones de riego localizado, en particular en el GOTEO, es el de las OBTURACIONES.
La FUNCIÓN PRIMORDIAL DEL CABEZAL, consiste en eliminar del agua los elementos indeseables para evitar obturaciones.
Por otra parte, EN EL CABEZAL se dosifica e inyecta el FERTILIZANTE en el agua de riego y se controla la automatización del equipo de riego.
EL CABEZAL DE RIEGO, comprende un conjunto de elementos cuya función es.
CAPTAR.BOMBEAR.FILTRAR.MEZCLAR ABONO INTRODUCIDO EN LA RED DE RIEGO.FILTRAR Y DISTRIBUIR EL AGUA.
EL CABEZAL DE RIEGO está constituido por:
FILTROS DE AGUA.
EQUIPO ABONADOR.
MANÓMETROS --> Aparatos que nos miden la presión del agua.
CONTADOR DE AGUA.
El agua así preparada deberá estar desprovista de todo tipo de partículas que puedan obturar los EMISORES, ya que éstos poseen conductos con diámetros a veces inferiores a 0,7 milímetros(NEBULIZADORES).
INFILTRADO:
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Cuando el agua contiene en suspensión una gran proporción de partículas( arena,limo,arcilla,restos de materia orǵánica,etc.) y mayores de 200 partes por
millón, hay que eliminar una buena parte de ellas antes de la entrada del agua en el cabezal de riego para evitar la limpieza reiterada de los equipos de filtrado.Esta separación se realiza según las siguientes formas:
A) FILTROS TIPO YACK:
Se utilizan para aguas muy turbias y con alto porcentaje de sólidos en suspensión( > 200 partes por millón).Retienen las partículas mayores..
Están formados por una serie de mallas dispuestas en forma de escalera, de mayor a menor diámetro de orificio, por las que se hace circular el agua en formas de cascada.Estas mallas deberán ser desmontables para poder proceder a su limpieza cuando sea necesaria.
B) DISPOSITIVOS DE DESBASTE:
Consisten en unos dispositivos denominados " alcachofas", cajones de rejilla,etc.LAS REJAS METÁLICAS se instalan para desbaste fino con huecos de 3-10 milímetros de separación.Para predesbaste se fabrican con separaciones de 50 a 100 milímetros
LA VELOCIDAD DEL AGUA estará entre 0,6 a 1 metro/segundo.
DEPÓSITO DE DECANTACIÓN:
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Es un depósito construido de obra de fábrica,en donde se provoca la decantación de las partículas más pesadas que el agua, sobre todo arenas y limos,utilizables en el caso de no proceder ésta de un estanque o balsa.Por un proceso de aireación,se elimina el hierro, aumenta el OXÍGENO ( O2),disminuye el CO2, sube el pH, se oxida el hierro ( Fe) y se precipita.Como pueden observar es LA QUÍMICA AGRÍCOLA.
EL DISEÑO:
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Deben de ser largos y estrechos, con la entrada del agua sin turbulencias y a una baja velocidad,con la salida de riego a una altura media, para impedir el paso de cuerpos flotantes(plásticos y papeles de envases alimenticios, que por el VIENTO pueden introducirse) y en el caso de no haber utilizado FILTROS DE TIPO YACK.
EJEMPLO: Para 200 metros cúbicos/hora y partículas de un diámetro medio:
Depósito 15 metros por 3 metros por 1,25 = 15m x 3m x 1,25 m
Duración del recorrido = 1/4 de hora = 15 minutos.
VELOCIDAD DE DECANTACIÓN:
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LEY DE STOKES para partículas esféricas
Vd = 5,715 x 10 elevado a 5 x D al cuadrado ( Pe - 1 )
SIENDO:
Vd = Velocidad de sedimentación o de decantación = centímetros/segundo
D = Diámetro de la partícula en micras de milímetro.
Pe = Peso específico de la partícula = 2,67
DISEÑO DE UN DECANTADOR:
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Q = 10 x A x Ve
SIENDO: Q = Caudal clarificado o limpio.
A = Superficie del depósito.
Ve = Velocidad de decantación = centímetros/segundo.
PARA CALCULAR LA SUPERFICIE:
A = 0,10 Q/Ve
LA PROFUNDIDAD DEBE DE ESTAR EN TORNO A 1 metro.
LA ANCHURA DEBE DE ESTAR EN FUNCIÓN DE LA LONGITUD QUE EN LA PRÁCTICA se toma 1/5 DE LA LONGITUD
EL HIDROCICLÓN:
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Es un dispositivo situado a la salida del equipo de bombeo,desprovisto de elementos móviles,que permite la separación de partículas sólidas en suspensión y cuyo tamaño sea mayor de 75 micras y su densidad, mayor que la del agua.Su colocación se hace,en este caso,necesaria cuando el agua no va a pasar por un depósito de embalse.
FUNCIONAMIENTO: Consiste en un recipiente con forma de cono invertido en donde el agua entra tangencialmente por la parte superior, lo que provoca un movimiento rotacional descendente en la periferia del mismo( de ahí su nombre).Las partículas sólidas en suspensión se proyectan contra las paredes y descienden hacia un depósito de sedimentos colocado en la parte inferior( como una centrifugadora).
LA LIMPIEZA del hidrociclón se efectúa vaciando dicho depósito.El agua de riego, libre de sedimentos, es impulsada en movimiento rotacional ascendente y sale por un tubo situado en la parte superior.
En el hidrociclón se producen unas importantes pérdidas de carga de 3 a 5 m.c.a., que dependen del CAUDAL. Debido a su forma de funcionamiento estas pérdidas de carga son independientes de la mayor o menor acumulación de sedimentos.
NOTA: SI DESEAN VER UNA INSTALACIÓN COMPLETA PUEDEN SOLICITAR UNA VISITA AL CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y FORMACIÓN AGRARIA(C.I.F.A.) DE GRANADA Camino de PURCHIL s/n Vega de Granada, aunque en cualquier C.I.F.A Provincial poseen ésta instalación.
FILTRADO:
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EL FILTRADO del agua de riego consiste en retener las partículas contaminantes en el interior de una masa poroso(FILTRO DE ARENA) o sobre una superficie filtrante(FILTRO DE MALLA Y FILTRO DE ANILLAS).
A) FILTRO DE ARENA: Se utiliza para retener lodo,arena fina( que no haya retenido el hidrociclón, si se dispone de él) y materia orgánica.
INSTALACIÓN: Los filtros de arena se colocan en el CABEZAL, antes de los elementos que requieran agua limpia para su correcto funcionamiento y NUNCA DESPUÉS DEL DEPÓSITO DE ABONADO, para evitar el desarrollo de microorganismos en la arena.
EN EL RIEGO POR GRAVEDAD: NO SE DEBEN colocar a la salida del depósito( presión mínima para su correcto funcionamiento: 3 m.c.a.)
En grandes distancias hay peligro de aplastamiento por SUCCIÓN.Por tanto habrá de dotar la instalación,en este caso, de ventosas que permiten la entrada de aire en la red y así evitar este riesgo.
TIPO DE ARENA: Como norma general se debe utilizar arena silícea o de bolitas de poliestireno expandido.NO SIRVE LA ARENA DE MACHAQUEO.Debe ser uniforme,con un tamaño igual al diámetro de paso de agua en el gotero.El espesor de la capa de arena será,como mínimo,de 50 centímetros.
Para calcular el diámetro de un filtro hay que tener en cuenta que el flujo de agua debe ser,como máximo de 1000 litros/minuto por metro cuadrado de superficie filtrante.La velocidad resultante es de 60 metros/hora.
PÉRDIDA DE CARGA:
A su paso por el filtro se sufre una pérdida de carga que,estando limpio,no debe de sobrepasar los 3 m.c.a., aumentando progresivamente conforme el mismo se va contaminando.Cuando la diferiencia de presión entre la entrada y la salida sea de 2 m.c.a, se debe proceder a la limpieza ya que puede ocurrir que se formen conductos a través de la capa de arena (canales preferentes se llaman) por donde pasa el agua sin filtrar( utilice el manómetro de medida perfectamente equilibrado
LIMPIEZA:
La limpieza se efectúa invirtiendo el flujo de agua, para lo cual se prevén de antemano las correspondientes derivaciones en las tuberías de entrada y salida.Para garantizar la limpieza conviene instalar dos filtros(cada uno de ellos con una superficie de filtrado de 1/2 del total necesario), de tal forma que el agua de filtrada de uno ellos sirva para la limpieza del otro.Esta limpieza se puede automatizar mediante un sistema que se acciona cuando la diferiencia de presión entre entrada y la salida alcanza el valor que le hayamos fijado.La operación de limpieza se hace durante unos 5 minutos,por lo menos,con el fin de remover bien la arena( el fango superficial se puede remover a mano,si es necesario, y eliminar los canales preferentes que se hayan podido formar en su interior.
FILTRO DE MALLA:
EL FILTRO DE MALLA retiene las impurezas en la superficie de unas mallas metálicas e inoxidables o también de material plástico(nylon,poliéster).
USO Y SITUACIÓN: Se colmatan con rapidez por cuya razón se usan en aguas prefiltradas o poco sucias y como elementos de seguridad,después de los hidrociclones,filtros de arena y sobre todo, equipos de FERTIRRIGACIÓN.El fertilizante se inyecta entre el filtro de arena y el de malla.De esta forma no se favorece la formación de algas en el filtro de arena y el de malla retiene las impurezas de los fertilizantes y los precipitados que se puedan formar.Deben estar fabricados con materiales no corrosibles o protegidos contra la corrosión.
NÚMERO DE TAMIZ:
El tamaño de los orificios de la malla se mide por el número de "mesh", que es el número de orificios por cada pulgada lineal(es distinto entre las mallas de acero inoxidable y las de material plástico,ya que estas últimas los hilos son más gruesos y, por tanto, hay menos número de orificios por pulgada lineal).El TAMAÑO DE LOS ORIFICIOS de la malla debe ser 1/7 del tamaño del conducto del gotero.NO SE RECOMIENDA EL USO DE MALLAS DE MÁS DE 200 MESH PORQUE SE OBSTRUYEN CON MUCHA FRECUENCIA. Cada fabricante deberá suministrar la información correspondiente a su producto
TABLA DE MALLAS DE ACERO INOXIDABLE.
RELACIÓN MESH-TAMAÑO DE ORIFICIO EN MICRAS DE MILÍMETRO
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Nº mesh orificio micras Nº mesh orificio en micras
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3,5 5600 32 500
4.- 4700 35 425
5.- 4000 42 355
6.- 3350 48 300
7.- 2800 60 250
8.- 2360 65 212
9.- 2000 80 180
10.- 1700 100 150
12.- 1400 115 125
14.- 1180 150 106
16.- 1000 170 90
20.- 850 200 75
24 750 250 63
28 600 == ==
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CAPACIDAD:
Para 50 a 200 mesh:
An = Ae x P
SIENDO: An = Área neta efectiva del filtro.
Ae = Área neta de orificios.
P = Porcentaje de huecos del soporte.
SE ADMITEN 450 metros cúbicos/Hora/metro cuadrado de superficie de orificios.
VELOCIDAD Y CAUDALES RECOMENDADOS:
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CAUDALES SEGÚN VELOCIDADES:
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Velocidad en metros/segundo Caudal por m2 de Ac en m3/h
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0,4 1.440
0,6 2.160
0,9 3.240
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VELOCIDAD RECOMENDADA EN FILTROS DE MALLA:
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Tamaño del orificio Clase de agua Velocidad en m/seg.
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300 a 125 Limpia 0,4 a o,9
300 a 125 Con algas 0,4 a 0,6
125 a 75 Cualquiera 0,4 a 0,6
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EN UN FILTRO LIMPIO, la pérdida de carga es de 1 a 2 m.c.a.,( datos del fabricante ) y se efectuará su limpieza cuando ésta alcance una diferiencia entre la entrada y la salida superior a los 2 m.c.a., una vez descontada la pérdida de carga inicial.La LIMPIEZA DEL FILTRO se realiza sacando el cartucho filtrante y lavándolo con un cepillo y agua a presión.También puede realizarse sumergiéndolo en una disolución de ácido,lavándolo posteriormente con agua a presión.Hay dispositivos de limpieza automatizados muy parecidos a lo que se dijo en su momento en relación con los filtros de arena.
FILTRO DE ANILLAS:
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Puede sustituir al filtro de mallas.Es muy utilizado por su fácil limpieza.La profundidad de filtrado vendrá determinada por el radio de las anillas.
PÉRDIDA DE CARGA Y LIMPIEZA:
La pérdida de carga es de 1 a 3 m.c.a,( datos del fabricante, cuando usted compre algún dispositivo de riego debe pedir la hoja de características técnicas y el proveedor se la debe de facilitar ya que a éste se la facilita el fabricante de ese dispositivo) y se efectuará su limpieza cuando ésta alcance una diferiencia entre la entrada y la salida superior a los 2 m.c.a., una vez descontada la pérdida de carga inicial.
La limpieza del filtro se realiza sacando las anillas y lavándolas con un cepillo y agua a presión.También puede realizarse sumergiéndolas en una disolución de ácido, lavándolas posteriormente con agua a presión.
NÚMERO DE RANURAS:
El FILTRADO depende del NÚMERO DE RANURAS Y DE SU TAMAÑO.Éste oscila entre 0,42 y 0,11 milímetros.
COLOR MESH MICRON MILÍMETROS
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Blanco 18 800 0,8
Azul 40 400 0,4
Amarillo 80 200 0,2
Rojo 120 130 0,13
Negro 140 115 0,12
Verde 200 75 0,08
Gris 600 25 0,025
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CARACTERÍSTICA S EXIGIBLES A LOS FILTROS:
Alta capacidad de filtrado.
Bajo costo.
Pocas pérdidas de carga.
Fácil limpieza.
Permitir la limpieza a grandes intervalos.
Pocos o ningún elemento metálico.
Diseñarlos con un 20 % de exceso(permitir cierta colmatación.NO EN HIDROCICLÓN).
Permitir la automatización.
EQUIPOS DE FERTIRRIGACIÓN:
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Son los encargados de incorporar al agua de riego FERTILIZANTES O ABONOS, PRODUCTOS DE LIMPIEZA,FITOSANITARIOS. Como en el caso de LOS FILTROS DE MALLA, estarán fabricados con materiales NO CORROSIBLES O PROTEGIDOS CONTRA LA CORROSIÓN.
FERTILIZACIÓN NO PROPORCIONAL---INYECCIÓN NO CONSTANTE.
Con tanques de derivación.
FERTILIZACIÓN PROPORCIONAL--INYECCIÓN CONSTANTE:
El equipo está formado por.
Inyector venturi.
Dosificadores eléctricos e hidráulicos.
Inyección en la aspiración.
Balsa auxiliar.
FERTILIZACIÓN PROPORCIONAL AUTOMATIZADA--CONCENTRACIÓN CONSTANTE
EL equipo está formado por.
Inyectores dosificadores porcentuales.
Emisor de impulsos proporcionales.
Medición de la conductividad
AGITADORES:
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Son mecanismos que sirven para mantener la homogeneidad de la disolución( Agua + abono), evitando la precipitación del abono disuelto( caida del abono al fondo del recipiente)
Se clasifican por SISTEMAS.
Los más usados son:
DE TURBINA.
DE Hélice.
DE inyección de aire(burbujas)
CRITERIOS DE SELECCIÓN DE LOS EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN:
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Precio Tanque y venturi más barato
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Fuente de enrgía Hidráulicos,venturi y tanque presión de la red.
______________________________________________________________________
Presión disponible
______________________________________________________________________
Automatización
________________________________________________________________________
Uniformidad Tanque Concentración constante
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LAS TUBERÍAS DEL RIEGO:
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MATERIALES:
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LAS TUBERÍAS que se suelen utilizar en instalaciones de RIEGO LOCALIZADO suelen ser de material, bien de PVC(POLICLORURO DE VINILO) o de PE (POLIETILENO).Estos materiales tienen la gran ventaja de presentar menores costes para PRESIONES DE TRABAJO y caudales bajos o medios(como ocurre en el RIEGO LOCALIZADO), además de facilitar su montaje y de no ser atacadas por los fertilizantes y sustancias ácidas.
En algunas ocasiones y para diámetros importantes se puede emplear el fibrocemento que compite en precio con el PVC.
PRESIÓN NOMINAL = Pn:
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Es la presión que sirve para tipificar,clasificar y timbrar tanto los tubos como las piezas especiales.
Según la normativa española o NORMAS U.N.E. ( Una Norma Española) se define como:
"El valor de la presión interna para la cual se ha diseñado el tubo con un coeficiente de seguridad que puede mantenerse sin fallo durante 50 años,teniendo en cuenta un método de extrapolación definido en condiciones estáticas, para una sección dada del tubo que contiene agua a 20ºC.EL COEFICIENTE DE SEGURIDAD tiene en cuenta las fluctuaciones de los parámetros que se pueden producir normalmente durante el uso continuado del material".
PRESIÓN DE TRABAJO = Pt:
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Es el valor de la presión máxima interior a la que en servicio puede estar sometido un tubo a la temperatura de utilización.
A 20ºC las Normas U.N.E. establecen que la Pt se corresponde con la Pn,debiéndose aplicar para otras temperaturas el factor de corrección que se indica en la TABLA SIGUIENTE:
FACTOR " f"
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Material 0 < T <20 20 < T < 25 25 < T <30 30<T<35 35<T<40 40<T45
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PVC 1 1 0,8 0,8 0,63 0,63
________________________________________________________________________________
PE50A 1 0,8 0,63 0,5 0,4 0,32
________________________________________________________________________________
PE 50B 1 0,8 0,63 0,5 0,4 0,32
_________________________________________________________________________________
PE 32 1 0,75 0,56 0,44 0,36 ===
______________________________________________________________________________
Una vez estimada la temperatura, la Pt viene expresada por la fórmula siguiente:
Pt = f x Pn
De aquí se deduce que la Pt disminuye a medida que AUMENTA LA TEMPERATURA DEL AGUA DE RIEGO.
UNIDADES EMPLEADAS DE PRESIÓN PARA LOS RIEGOS:
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Aunque las Normas UNE establecen como UNIDAD DE PRESIÓN EL MEGAPASCAL = MPa, en LA PRÁCTICA se suelen utilizar otras unidades como por ejemplo: LA ATMÓSFERA,EL KILOGRAMO/centímetro cuadrado y el METRO DE COLUMNA DE AGUA = m.c.a. , entre estas UNIDADES existe UNA EQUIVALENCIA, así:
1 MPa =10,2 kilos/centímetro cuadrado = 102 m.c.a.
1 ATMÓSFERA = 1,033 Kilos/centímetro cuadrado = 10,33 m.c.a.
PARA LOS EFECTOS DE TRABAJO se toma:
1 ATMÓSFERA = 1 Kilo/centímetro cuadrado = 1 bar = 0,1 Mpa = 10 m.c.a.
DIÁMETRO NOMINAL:
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Sirve para clasificar por dimensiones los tubos, piezas especiales y demás elementos de las conducciones.Se corresponde con el diámetro exterior teórico declarado por el fabricante y a partir del cual se establecen tolerancias. Se mide en milímetros(mm)
Es muy corriente que las tuberías de plástico y sus accesorios se designen por un diámetro expresados en pulgadas(") que es una unidad de medida inglesa y que suele aproximarse al diámetro interior.La correspondencia entre este diámetro en pulgadas y el diámetro nominal es el siguiente:
Diámetro en pulgadas Diámetro en milímetros = mm
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1/4 12 mm
3/8" 16
1/2 20
3/4 25
1" 32
1 1/4 " 40
1 1/2 " 50
2" 63
2 1/4 " 75
3" 90
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TUBERÍAS DE PVC:
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Son tubos de plástico rígido que se fabrican a partir de una materia prima compuesta esencialmente por resina sintética de policloruro de vinilo técnico que ha sido mezclada con la proporción mínima indispensable de aditivos colorantes,estabilizantes y lubricantes y exenta de plastificantes y materiales de relleno(fillers).
En Europa, industrialmente se denominan TUBOS DE PVC NO PLASTIFICADOS o UPVC, aunque está extendido la designación de PVC(aceptada por la Norma UNE).
Este tipo de tuberías se encuentra regulado por la Norma UNE-53.112, la cual establece 4 TIPOS DE PRESIONES NOMINALES:
4 6 10 y 16 Atmósferas o lo que equivale a. 0,4 0,6 1 y 1,6 MPa.
Estos tubos no se pueden emplear al aire libre ya que los rayos solares actúan descomponiendo los polímeros de PVC, de ahí que siempre se coloquen enterrados..
Su resistencia a la succión o aplastamiento es débil, por lo que deben permanecer llenos de agua,siendo conveniente la instalación de válvulas adecuadas para evitar su vaciado.Al ser tubería muy rígida presenta mayores problemas de sobrepresión( GOLPE DE ARIETE) que el PE.
LA LONGITUD STANDARD de estos tubos es de 5 metros para tubos de diámetro hasta 50 milímetros de diámetro y de 6 metros desde 63 milímetros de diámetro.
LA UNIÓN DE LOS TUBOS puede realizarse mediante 2 sistemas:
UNIÓN POR ENCOLADO
UNIÓN POR JUNTA ELÁSTICA.
En el PRIMER SISTEMA, un extremo del tubo es liso mientras que el otro extremo presenta un aborcardado que facilita la unión. Para realizar la unión se debe emplear un disolvente seguido de una cola.Normalmente se efctúa para tuberías de hasta 50 milímetros de diámetro, siendo conveniente realizar una junta elástica cada 100 metros lineales, con el fin de absorber las dilataciones que se pueden producir.
En el SISTEMA DE UNIÓN POR JUNTA ELÁSTICA, ésta se realiza mediante un anillo de goma elástica que se aloja en una ranura de un extremo abocardado.Se suele emplear para tuberías desde 63 milímetros,no necesitando juntas de dilatación.
Tanto los tubos de PVC como sus accesorios(codos,reducciones, etc, deben llevar una marca indeleble que contiene al menos la siguiente información:
DESIGNACIÓN COMERCIAL.
SIGLAS " PVC".
DIÁMETRO NOMINAL EN MILÍMETROS.
PRESIÓN NOMINAL En MPa.
REFERENCIA A LA NORMA UNE-53.112.
Los tubos que no cumplan con estas referencias SON ILEGALES.
Como norma general, la TUBERÍA DE PVC suele ser más barata que la de polietileno( PE) para diámetros iguales o superiores a 50 milímetros.
LAS INSTALACIONES DE RIEGO LOCALIZADO deben concebirse para una duración media de 10 a 20 años( con lo cual hay que amortizarlas en esos años), de ahí que a la hora de seleccionar los diferentes materiales el Agrónomo, además del precio,deba valorar también las garantías que le ofrecen los diferentes fabricantes o proveedores o distribuidores.
TUBERÍAS DE POLIETILENO:
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EL POLIETILENO (PE) es un plástico derivado del etileno, al que se somete a un proceso de calor y presión que provoca su plimerización.
Los tubos de PE se producen a base de resina de polietileno y un aditivo de negro de humo que impide su deterioro cuando se expone a la luz.
Con respecto al PVC presenta dos ventajas importantes, se pueden instalar al aire libre y además son más flexibles y menos frágiles.
COMO DESVENTAJA, los tubos de PE, son menos resistentes que los PVC.Por este motivo, para unos valores determinados de diámetro y presión nominales, el espesor del tubo ha de ser mayor, por lo que son más caros.
Se fabrican 3 TIPOS de TUBERÍAS DE PE dependiendo de la densidad :
DE BAJA DENSIDAD = PE-32
DE MEDIA DENSIDAD = PE 50B
DE ALTA DENSIDAD = PE 50 A.
El POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD o PE-32, también conocido como PEBD es el más utilizado en RIEGO LOCALIZADO debido a su mayor flexibilidad.
Para PE-32 se sigue la Norma UNE 53.367, según la cual deben llevar un marcado indeble como mínimo cada metro de longitud donde se indique:
DESIGNACIÓN COMERCIAL.
PEBD o PE32.
Diámetro nominal.
Espesor nominal.
Presión nominal.
Año de fabricación.
Marca de calidad o "N" de AENOR, en su caso.
Referencia a la Norma UNE.
Para conducciones de agua a presión, las características y los métodos de ensayos para los 3 TIPOS de tubos de PE están reguladas por la Norma UNE 53.131.
Aunque la Normativa Española establece 3 PRESIONES NOMINALES:
4 6 y 10 ATMÓFERAS
0,4 0,6 y 1 MPa
Y diámetros nominales desde 10 hasta 500 milímetros de diámetro, a NIVEL COMERCIAL Y PARA RIEGO LOCALIZADO, ES MUY FRECUENTE ENCONTRAR TUBOS NO NORMALIZADOS DE PRESIONES Y DIÁMETROS INFERIORES.
También muy corriente que un número importante de fabricantes utilicen PILIETILENO REGENERADO, lo que se traduce en un producto final de calidades muy heterogéneas,debiéndose prestar MÁXIMA ATENCIÓN A LA HORA DE COMPRAR.
LA TUBERÍA DE POLIETILENO se sirve en rollos,existiendo en el mercado una gama muy amplia de tomas,empalmes,conexiones y derivaciones.
Conviene resaltar que el PE se DILATA y CONTRAE MUCHO CON LA TEMPERATURA, aproximadamente unos 15 centímetros en 100 metros lineales para un incremento de temperatura de 10ºC, de ahí que convenga enterrarla cuando está fría( en primeras horas de la mañana) o bien colocarla formando ondulaciones.
LOS EMISORES:
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Es el SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO el agua se suministra al cultivo gracias a unos dispositivos llamados EMISORES que regulan la salida del agua.Normalmente el riego se realiza GOTA A GOTA por lo que popularmente se les llamaGOTEROS y RIEGO POR GOTEO como sinónimos de EMISOR Y RIEGO LOCALIZADO,respectivamente.
LOS EMISORES pueden controlar la salida del agua en puntos discretos o continuos,trabajando la mayoría de ellos a presiones próximas a 1 kilogramo/centímetro cuadrado= 10 m.c.a..
A la hora de elegir un TIPO DE EMISOR conviene valorar,entre otros, los siguientes aspectos:
1.Caudal uniforme y constante,poco sensible a las variaciones de presión.
2.Poca sensibilidad a obturaciones.Análisis de agua --> CAL. principalmente.
3º) Alta uniformidad de fabricación.
4º.Resistente a las condiciones de trabajo: inclemencias atmósfericas,fertirrigación,etc...
5. Buena relación PRECIO/CALIDAD.
6.Poca sensibilidad a cambios de temperatura( la oscilación de temperatura en la Provincia de Granada es GRANDE).
7. Poca pérdida de carga en las conexiones.
8. Elección del caudal unitario del emisor o lo que es lo mismo Litros/hora y el número de emisores/planta de cultivo van a tener incidencia en el DIMENSIONADO DE LA INSTALACIÓN DE RIEGO LOCALIZADO.
RELACIÓN CAUDAL/PRESIÓN:
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Para cualquier emisor convencional, el caudal que proporciona depende de la presión de servicio existente a la entrada del mismo.
LA RELACIÓN EXISTENTE entre CAUDAL Y LA PRESIÓN DE TRABAJO es la siguiente:
q = k . h elevado a x
Siendo: q= Es el caudal del emisor en litros/hora
k = El coeficiente de descarga.
h = la presión de trabajo= m.c.a.
x = Exponente de descarga.
LOS VALORES k y x son característicos de cada emisor, de ahí que deban ser proporcionados por el fabricante, al comprar los emisores sedebe exigir éstas características.
El exponente de descarga x, toma valores entre 0 y 1 nos indica la sensibilidad del emisor a la variación de caudal.Interesa que este valor sea bajo.Cuando se aproxima a cero( en el caso de " goteros autocompensantes"), el caudal varía muy poco con los cambios de presión,lo que implica el diseño de la instalación de riego al permitir una menor sectorización,ya que los sectores de riego pueden cubrir mayor superficie.
En el caso de emisores de dudosa calidad, el fabricante suele proporcionar un único punto de la CURVA CAUDAL-PRESIÓN(por ejemplo 4 litros/hora a 10m.c.a.). Si optamos por un EMISOR DE ESTE TIPO a la hora de DISEÑAR LA INSTALACIÓN DE RIEGO estaremos trabajando A CIEGAS, con el consecuente RIESGO DE NO CONSEGUIR UNA BUENA UNIFORMIDAD DE RIEGO.
Los fabricantes que ofrecen mayores garantías suele proporcionar junto al emisor una hoja informativa donde se especifican sus características técnicas así como la representación gráfica de la CURVA CAUDAL-PRESIÓN o EN SU DEFECTO,UNA TABLA CON UNA SERIE DE PAREJAS DE VALORES CAUDAL/PRESIÓN correspondientes a dicha curva.
En el supuesto de que el fabricante NO PROPORCIONE esta información podemos hacer un sencillo ENSAYO:
Consiste en someter al "gotero" a dos presiones distintas( por ejemplo h1 y h2) y AFORAR LOS RESPECTIVOS CAUDALES(q1 y q2, AFORAR= Medir los litros de agua/hora a las distintas presiones). Estos resultados permiten obtener los valos "k" y "x" de la curva característica mediante las fórmulas:
x = log (q1/q2)/log(h1/h2) k = q1/h1 elevado a x
logaritmo vulgar = log.
A modo ilustrativo, se expone a continuación las curvas características de 3 TIPOS DE GOTEROS, cada uno de ellos con un régimen hidráulico diferente:
Los goteros que trabajan en régimen laminar son muy sensibles a los cambios de presión.En estos goteros el caudal viene influido por la VISCOSIDAD DEL AGUA y, por tanto, POR SU TEMPERATURA.De esta forma, para una presión de trabajo dada, a mayor temperatura corresponde mayor caudal.Este hecho se presenta en los tramos finales de un ramal portagotero expuesto al sol donde la menor velocidad del agua favorece su calentamiento y por tanto un mayor caudal del gotero,salvo que se compense con la pérdida de carga que se produzca en dicho ramal.
Estas DESVENTAJAS DEL RÉGIMEN LAMINAR han motivado que durante los últimos años el Mercado haya evolucionado HACIA GOTEROS DE RÉGIMEN TURBULENTO y CADA VEZ MÁS HACIA GOTEROS AUTOCOMPENSANTES.
LAS OBTURACIONES O ATRANQUES:
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La sensibilidad a las obturaciones es uno de los problemas que se tiene que valorar a la HORA DE SELECCIONAR EL EMISOR.
EL RIESGO DE OBSTRUCCIÓN DE UN EMISOR depende de los factores siguientes:
1.Diámetro mínimo de paso.
2.Velocidad del agua.
3. Sistema de filtrado.
4.Diseño del emisor.
LOS EMISORES DE BAJO CAUDAL = < 16 litros/hora, son los que presentan MAYOR PELIGRO DE OBTURACIÓN al presentar los diámetros más pequeños.
LOS ENSAYOS EN EL C.I.F.A DE GRANADA NOS MUESTRA LA PRESENTE RELACIÓN:
Diámetro minimo en milímetros Sensibilidad a las obturaciones=atranques
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< 0,7 .......................................... ALTA.
0,7 a 1,5............................................... MEDIA.
> 1,5...................................................... BAJA.
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CON RELACIÓN A LA VELOCIDAD DEL AGUA:
" Cuanto menor sea MAYOR será el riesgo de sedimentación".
EL SISTEMA DE FILTRADO DEL CABEZAL DE RIEGO: Debe estar dimensionado para impedir el paso de partículas sólidas superior a 1/10 del diámetro de la sección de paso del emisor.Cuando se trate de MICROASPERSORES Y DIFUSORES, este valor se puede aumentar a 1/5 del diámetro, debido a la mayor velocidad del agua.
Finalmente habrá que considerar el DISEÑO O CONFIGURACIÓN DEL EMISOR.Si el recorrido del agua en su interior es muy tortuoso,se podrá producir sedimentación en los puntos donde se presente un cambio brusco de la trayectoria del agua.Por otro lado, los materiales transparentes permitirán el desarrollo de algas microscópicas, de ahí que estos materiales deban estar SIEMPRE TAPADOS O ENTERRADOS( sobre todo en las cintas de exudación).
COEFICIENTE DE VARIACIÓN DE FABRICACIÓN = C.V.F:
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Si tomamos varios goteros de un mismo fabricante y los sometemos a una presión de trabajo determinada, por ejemplo a 15 kilogramos/centímetro cuadrado= 15 m.c.a., podremos observar que LOS CAUDALES que proporcionan NO SON EXACTAMENTE IGUALES.
EL PROCESO DE FABRICACIÓN y LOS MATERIALES EMPLEADOS hacen que los goteros obtenidos NO SEAN EXACTAMENTE IGUALES y por tanto, QUE SUS CAUDALES SEAN DIFERENTES.
Este factor de tipo constructivo tiene gran influencia en la UNIFORMIDAD de una instalación de riego, de ahí que se deba prestar especial interés a la hora de ELEGIR UN DETERMINADO MODELO COMERCIAL( Proveerse de catálogos de equipos que los fabricantes editan).
Para reflejar la bondad de la fabricación de un emisor se recurre AL COEFICIENTE DE VARIACIÓN DE FABRICACIÓN = C.V.F., que se expresa en tanto por uno,estableciéndose las siguientes CATEGORÍAS:
CATEGORÍA A: Emisores de elevada uniformidad C.V.F. < 0,05
CATEGORÍA B: Emisores de baja uniformidad 0,05 < C.V.F. < 0,10
ESTE COEFICIENTE es independiente de la presión de prueba, siempre que estemos dentro de la zona de trabajo normal del emisor.Interesa que sea lo más bajo posible.
Si el FABRICANTE NO PROPORCIONA ESTE COEFICIENTE, lo podemos estimar tomando 25 goteros y midiendo los caudales que arrojan a la presión de trabajo nominal.Para ello se emplea la siguiente fórmula:
C.V.F = 0/qm
0= Desviación típica= Raíz cuadrada de la media aritmética de los cuadrados de las desviaciones respecto de la media.
qm = Es el caudal medio de los goteros ensayados.
EJEMPLO:
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Número de goteros ensayados = 25. Presión nominal = 10 m.c.a = 10 Kg/cm2
CAUDALES OBTENIDOS= LITROS /HORA:
1,82 ; 1,83;1,84;1,85;1,87;1,89;1,89;1,91;1,94;1,95;1,97;1,99,1,99;2,00;2,02:2,04;2,05;2,05;2,08;2,09;2,10;2,13,2,15;2,17
qm =( 1,82 + 1,83 + 1,84 +........... + 2,13 + 2,15 + 2,17 /25 = 1,99 l/h
0 al cuadrado = (1,82-1,99) al cuadrado + (1,83 -1,99) al cuadrado + + (2,15 -1,99) al cuadrado + (2,17 - 1,99)al cuadrado/25 = 0.011
0 al cuadrado = 0.011 y 0 = a la raíz cuadrado de 0,011 que = 0,105
C.V.F = 0/q = 0.105/1.99 = 0.053 CORRESPONDE A LA CATEGORÍA B.
IDENTIFICACIÓN DEL EMISOR:
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m = 0.105/1.99 = 0.053 PERTENECE A LA CATEGORÍA B.
Hoy en día son muchas las Casas Comerciales que fabrican emisores sin sujetarse a normas y sin cumplir unos requisitos mínimos de identificación y control de calidad.
En lo referente a la identificación del emisor, LAS NORMAS ISO establecen que cada emisor debe llevar de forma clara y permanente las siguientes indicaciones:
1. Nombre del fabricante o marca comercial.
2. Caudal nominal o sea litros/hora.
3. La letra A o B según C.V.
4. Sentido del flujo del agua cuando sea necesario.
EL CAUDAL NOMINAL puede indicarse mediante un determinado COLOR en alguna parte del EMISOR o por algún otro método señalado en el catálogo Comercial.
Por otro lado, el fabricante debe proporcionar por escrito la información complementaria que a continuación se relaciona:
1. Número de catálogo del emisor.
2. El texto " Uniformidad Categoría A o " Uniformidad Categoria B" y su C.V.
3. Tipo de tubería aconsejable.
4. Sistema de conexión del emisor.
5. Dimensión mínima del paso de agua del emisor.
6. Caudal nominal.
7. Presión nominal de ensayo.
8. Intervalo de presiones de funcionamiento.
9. Intervalo de autocompensación si procede.
10.Curva CAUDAL-PRESIÓN.
11. Ecuación del emisor.
12. Instrucciones para conectar el emisor a la tubería.
13. Instrucciones de limpieza y sustitución del emisor.
14.Instrucciones para prevenir la obturación del emisor.
15. Limitaciones de uso del emisor, los productos químicos que pueden perjudicar.
16.Necesidades de filtrado.
17.Mantenimiento y condiciones de almacenaje.
18.Caudal nominal en proceso de lavado, si corresponde.
19.Longitud equivalente en metros de tubería por la pérdida de carga originada por la conexión emisor-ramal de riego.
CLASIFICACIÓN DE EMISORES:
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Existen numerosas clasificaciones en función del aspecto que se desee considerar.
Nosotros hemos CLASIFICADO POR CAUDAL que proporcionan, así:
1 EMISORES DE BAJO CAUDAL:< 16 litros/Hora:
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Se clasifican en:
1.1 GOTEROS: A su vez se clasifican en:
1.1.1DE LARGO CONDUCTO: Microtubo.Helicoidales.Laberinto.
1.1.2 DE ORIFICIO.
1.13. VORTEX.
1.14. AUTOCOMPENSANTE.
.2. MANGUERAS.
.3. CINTAS DE EXUDACIÓN.
24. EMISORES DE ALTO CAUDAL: >16 litros/Hora:
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2.1. MICROASPERSORES.
2.2.DIFUSORES.
2.3 MICROTUBOS DE ALTO CAUDAL.
Veamos algunas características de todos ellos.
GOTEROS DE LARGO CONDUCTO:
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MICROTUBO: Consiste en un tubo que suele ser de polietileno, de pequeño
diámetro y con longitud variable.Su exponente de descarga próximo a 1 pone de manifiesto un régimen laminar, de ahí que sean muy sensibles a la temperatura y presenten un alto riesgo de obturación.
Para una determinada PRESIÓN,EL CAUDAL aumenta al disminuir la longitud del microtubo.Aunque tienen UN BAJO COSTE, en la actualidad se emplean poco.
HELICOIDALES: Es una variante del gotero anterior, mucho más compacto, donde el agua experimenta una trayectoria helicoidal.El exponente de descarga suele estar comprendido entre 0,65 y 0,75, lo que implica una menor sensibilidad que el MICROTUBO a la temperatura, presión y obturación.Al igual que la mayoría de los goteros,suele ser de polipropileno.
DE LABERINTO: Son los más avanzados dentro de este grupo de emisores.En su interior el agua recorre un largo y tortuoso conducto.El régimen hidraúlico es turbulento( x = 0,5), de ahí que sean muy poco sensibles a la temperatura y menos que los helicoidales a la presión y obturaciones.Son los más utilizados hoy día.
GOTEROS DE ORIFICIO: En este gotero el agua sale al exterior a través de uno o varios orificios de pequeño diámetro donde se produce la disipación de presión.Su exponente de descarga es también de tipo turbulento(x =0,5), siendo muy frecuente que se presenten problemas de obturación debido al pequeño orificio de salida.
VORTEX: Se trata de un tipo de gotero de orificio, en el que el agua después de atravesar el orificio entra tangencialmente en una cámara circular donde se produce un flujo vorticial.Su exponente de descarga se aproxima a 0,4, lo que denota cierto carácter autocompensante.A diferiencia del resto de los goteros, su caudal disminuye al aumentar la temperatura del agua.
Al igual que ocurre con los goteros de orificio, la sensibilidad a la obturación es su principal defecto.Son bastante económicos.
AUTOCOMPENSANTES:
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Presentan la particularidad de proporcionar un caudal prácticamente constante para una amplia gama de presiones de trabajo.Su funcionamiento se basa en un elemento flexible que actúa como limitador de caudal al deformarse más o menos en función de la presión aguas "arriba" y aguas " abajo".El exponente de descarga se encuentra entre el intervalo 0 a 0,4.Con el tiempo de uso puede ir perdiendo su carácter autocompensante.
Aunque SON LOS MÁS CAROS y su uso está especialmente indicado para terrenos con importantes desniveles o pendientes, cada vez se está generalizando más su empleo, especialmente en el caso de goteros " embutidos", por las grandes ventajas que supone poder emplear laterales de riego con varios centenares de metros de longitud.
MANGUERAS: Son tuberías que distribuyen el agua a través de pequeños orificios que se han practicado en sus paredes.Los puntos de emisión suelen estar muy próximos, lo que las hace muy adecuadas para el riego de cultivos " en línea".Son de corta duración.
La presión nominal de estos emisores suele estar comprendida entre 0,7 a 1 Kilogramo/centímetro cuadrado.Pueden presentar problemas de obturación.
En algunos casos consisten en dos conductos paralelos, uno principal, del que el agua pasa al secundario a través de un orificio que provoca una primera pérdida de carga y el conducto secundario, del que el agua sale al exterior por un segundo orificio.
En otros casos el agua sale de la tubería principal y penetra en unos pequeños conductos con forma de laberinto adosados a la pared de la misma.
En algunos casos los diámetros de las mangueras de riego suelen ser distintos a los que habitualmente se emplean en tuberías portagoteros, lo que requiere el empleo de accesorios especiales.
CINTAS DE EXUDACIÓN: En en mercado existe una cinta conocida comercialmente con el nombre "Viaflo", que está fabricada con un plástico poroso, llamado Tyvek, que no siendo ni un film, ni una tela, ni un papel, combina muchas de las buenas calidades de estos productos.
Esta cinta que trabaja a muy baja presión( menos de 4mca), se infla y forma un tubo que permite el paso del agua a través de sus poros micrométricos( de 4 a 5 micras),exudando el agua a lo largo de su longitud.El resultado final es una banda continua de humedad que aporta un caudal de 0,3 a 1,5 litros/Hora por metro lineal dependiendo del tipo de Viaflo y de la presión de trabajo.
Como presenta cierta transparencia debe ir ligeramente enterrada para evitar la proliferación de algas.También puede colocarse bajo acolchado de plástico negro, caso del cultivo de fresón en la Costa de Huelva.En frutales puede trabajar como emisor conectando varios metros de longitud de esta cinta a un lateral convencional de polietileno.
Para conseguir una buena uniformidad de riego se requiere que el terreno presente poco desnivel, colocando la cinta en el sentido de la pendiente.Se recomienda que la longitud de la cinta no SUPERE LOS 80 METROS, distancia que puede ser mayor en el caso de alimentación por ambos extremos.Presenta problemas de obturaciones, de ahí que se deba prestar especial interés al FILTRADO DEL AGUA.
EMISORES DE ALTO CAUDAL:
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MICROASPERSORES: Son emisores de riego localizado que distribuyen el agua en forma de gotas o de pequeños chorros y que disponen de uno o varios elemtos giratorios.El área mojada suele ser generalmente circular.
Los más empleados son los de " bailarina", que cuentan con un elemento diseñado de tal forma que al pasar el agua a una cierta velocidad produce el movimiento giratorio del mismo.
El CAUDAL va a depender del tipo de boquilla y de la presión de trabajo,pudiéndose alcanzar en algunos casos, CAUDALES próximos a los 150 litros/hora.El rango de presiones de trabajo suele ser de 1,5 a 3 Kilogramos/centímetro cuadrado( 15 a 30 mca)
Pueden ir montados sobre una varilla soporte o lanza, o bien directamente sobre el lateral de riego,precisando en cualquier caso una mayor sección del lateral que los emisores de bajo caudal al ser considerablemente mayor su caudal de descarga.
Algunos modelos incorporan un accesorio denominado " antimist", que aumenta el tamaño de las gotas mejorando la distribución del agua, muy recomendado en el caso de instalaciones al aire libre.
Se suelen emplear en viveros,parques y jardines, en instalaciones de frutales al aire libre( especialmente el caso de suelos arenosos), así como en algunos cultivos hortoflorícolas.También puede servir para el RIEGO ANTIHELADAS.
Existen en el mercado modelos autocompensantes, que permiten su utilización en un amplio rango de presiones proporcinando un caudal regulado y constante.
MICRODIFUSORES(MICROJETS):Son emisores que distribuyen el agua en forma de gotas o de pequeños chorros y que a diferencia de los MICROASPERSORES, no disponen de elementos móviles.
En este caso el agua se distribuye al impactar el chorro a presión con una pieza denominada " difusor", que para determinados modelos puede producir una NEBULIZACIÓN.Según el tipo de DIFUSOR, la superficie mojada puede ser circular o sectorial.
Al igual que los MICROASPERSORES, puede ir montado sobre una lanza y conectado al ramal de PE por un tubito flexible o bien directamente pinchado sobre el ramal.
El rango de presiones de trabajo suele ser de 1,5 a 3 Kilogramos/centímetro cuadrado), aumentando también el CAUDAL con la presión y el diámetro de la boquilla. Sin embargo, a diferencia del microaspersor, el alcance del agua es menor debido al menor tamaño de gota, de ahí que la uniformidad de riego sea inferior y esté muy influenciada por el viento.
Está especialmente indicado en Jardinería e Invernaderos( especialmente para favorecer la implantación del cultivo, tras el trasplante, o como ocurre con los cultivos de clavel y miniclavel)
Con el fin de evitar problemas de la dispersión del agua por el viento, se desarrollaron los MICROJETS. Son emisores que disponen de un mayor diámetro de boquilla y de una pieza difusora con una serie de ranuras radiales que provoca la emisión de agua en pequeños chorros menos sensibles al efecto del viento.Existen modelos AUTOCOMPENSANTES que están especialmente indicados para el riego en laderas y terrenos ondulados que permiten un CAUDAL REGULADO CONSTANTE Y UNIFORME.
OTRAS CLASIFICACIONES:
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POR SU INSERCCIÓN:
-En línea.
-Sobre línea(pinchado).
-Integrado.
POR SU FABRICACIÓN:
-Sellado.
-Desmontable.
-Con tubería como carcaza.
CONTADORES:
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Su misión es registrar la CANTIDAD DE AGUA que pasa por ello, los más empleados son los tipo WOLTMAN.
CAUDALIMETROS O ROTAMETROS:
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Su misión es fijar el paso de un determinado CAUDAL por una tubería mediante la apertura o cierre de una válvula.
MANÓMETROS:
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Su misión es la medida de la PRESIÓN en el punto en donde se instalen. Su INSTALACIÓN SE DEBE REALIZAR EN:
-A la entrada y salida de los filtros, pues permiten controlar la limpieza de la instalación de riego.
-A la salida del cabezal.
-A la entrada de cada sector de riego, después del regulador de presión.
PRESOSTATOS:
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Su misión es la medida de presión en el punto de instalación y la emisión de una señal eléctrica cuando se alcance un valor previamente fijado.Se instalan como medida de seguridad, cuando se alcance un valor de presión en la instalación no deseado, el presostato emite una señal al ordenador de forma que este puede interrumpir el riego.
VÁLVULAS:
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Permiten el paso del agua a los sectores de riego o bién no dejan pasar el agua( abierta o cerrada).
Hemos terminado EL TEMA DE LOS COMPONENTES,AHORA VAMOS A REALIZAR UNA INSTALACIÓN DE RIEGO, TITULADA PROYECTO DE INSTALACIÓN DE RIEGO EN OTRO TEMA DE ESTE BLOG:
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EN LA ACTUALIDAD, la forma más usual de impulsar el agua es por medio de bombas hidráulicas, que son movidas por motores tanto electricos como de gasolina o diésel.
1. ALTURA DE ELEVACIÓN:
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En la mayoría de los casos, las bombas hidráulicas que elevan el agua actúan en dos fases:
ASPIRACIÓN,elevación del agua desde su nivel hasta la bomba hidráulica.
IMPULSIÓN, Conducción del agua desde la bomba hidráulica hasta su destino.
2.DENOMINACIÓN DE LAS TUBERÍAS:
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TUBERÍA DE ASPIRACIÓN: Tubería que conduce el agua en la aspiración.
TUBERÍA DE IMPULSIÓN: Tubería que conduce el agua en la impulsión.
LA INSTALACIÓN viene representada por la figura nº 1
De lo anterior se deduce, que tenemos que considerar las siguientes ALTURAS:
ALTURA GEOMÉTRICA DE ASPIRACIÓN. Distancia vertical existente entre el nivel del agua aspirada y el centro medio de la bomba hidráulica. EN LA PRÁCTICA,LA ALTURA DE ASPIRACIÓN NO DEBE SUPERAR LOS 6 a 7 metros.
ALTURA GEOMÉTRICA DE IMPULSIÓN. Distancia vertical entre el eje de la bomba hidráulica y el punto más alto de la tubería de impulsión.
PERO DADO QUE EL AGUA SUFRE PÉRDIDAS DE CARGA (P.C.) debidas al rozamiento, las alturas a considerar son las siguientes:
HT = ALTURA MANOMÉTRICA = ALTURA GEOMÉTRICA TOTAL + PÉRDIDAS DE CARGA+ P.T( que puede ser nula).
3. CÁLCULO DE LA ALTURA MANOMÉTRICA:
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Los datos necesarios para su cálculo son:
Altura geométrica de aspiración= Ha.
Altura geométrica de impulsión= Hi.
Caudal que se desea elevar = Q.
Longitud de la tubería aspiración = La
Longitud de la tubería impulsión = Li
Pérdida de carga tubería aspiración = P.Ca
Pérdida de carga tubería impulsión = P.Ci
En el caso de tener que calcular dicha altura para el funcionamiento de un equipo de riego, sin depósito intermedio, nos harán falta, además:
Presión de trabajo del emisor = P.T.
Pérdida de carga producida en el cabezal de riego = P.Cab
LAS PÉRDIDAS DE CARGA PCa y P.Ci hay que AUMENTARLAS como ya sabemos un 20 % por por los codos,válvulas,ventosas,etc instaladas en las respectivas tuberías.
LA FÓRMULA EMPLEADA es:
H = Ha + Hi + PCa + PCi + P.T. + P.Cab.
EJEMPLO PRÁCTICO:
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Se desea elevar un caudal de agua de 16.200 litros/hora desde un pozo donde el nivel del agua está a 5 metros de profundidad, hasta un cabezal de riego de 4 elementos, situado a una diferiencia de cota de 30 metros y a una distancia de 750 metros. La bomba hidráulica está situada a 2 metros de distancia de la vertical del pozo.
Calcule la ALTURA MANOMÉTRICA.
RESOLUCIÓN:
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DATOS:
Ha = 5 metros O = 16.200 L/h = 4,5 l/seg
Hi = 30 metros P.T = 10 m.c.a
PCab = 20 m.c.a. = 5 m.c.a x 4 elementos
LA VELOCIDAD DEL AGUA ESTARÁ LIMITADA a 1,5 m/seg PARA EVITAR GOLPES DE ARIETE Y OTROS INCONVENIENTES.
Velocidad en m/seg = Q(l/h)/360000/3,14 . d (m2)/4 . PARA UN CAUDAL de = 16.200 l/h, las velocidades son
V = 2,29 m/seg para un diámetro de tubería de 50 mm
V= 1,02 m/seg para 75 mm
V = 0,7 m/seg para 110 mm
Por tanto, el diámetro de la conducción será de 75 mm correspondiente a la velocidad más aproximada e inferior a 1,5 m/seg.
POR OTRO LADO VIENDO LAS TABLAS I y II para un caudal de 16200 l/h y un diámetro de 75 mm , la P.C es de 2 m.c.a. aproximadamente por cada 100 metros lineales de tuberia, o sea 0,02 metros por cada metro lineal.
Si vamos a utilizar el mismo diámetro de tubería para LA IMPULSIÓN y la ASPIRACIÓN , tendremos que:
Longitud de aspiración Lo = 5 + 2 = 7 metros
Longitud de impulsión Ls = 750 metros
LONGITUD TOTAL Lt = 7 + 750 = 757 metros
PÉRDIDA DE CARGA EN TUBERÍAS P.Ctub= 757 x 0,02 = 37,85 metros
PÉRDIDA DE CARGA EN LAS PIEZAS 20 % de 37,85 = 7,57 metros
TOTAL = 37,,85 + 7,57 = 45,42 metros
PRESIÓN DE TRABAJO de los emisores P.T. = 10 metros
Pérdida de carga en cabezal P.Ccab = 20 metros
POR TANTO LA ALTURA MANOMÉTRICA SERÁ:
Hm = Ha + Hi + P.Ca + P.Ci + P.T. + P.Ccab = 5 + 30 + 45,42 + 10 + 20 = 110,42 metros.
BOMBAS CENTRÍFUGAS:
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Son máquinas hidráulicas de movimiento rotativo, en las que el elemento impulsor transforma la energía mecánica en energía de presión y cinética.Son las de mayor aplicación en el riego.
Constan de dos elementos principales:
Un elemento rotativo que impulsa al líquido, llamado rodete.
La carcasa o caja o cuerpo de la bomba hidráulica.
Clasificación:
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Se clasifican según la dirección del flujo en:
RADIAL. AXIAL Y MIXTO.
________________________________________________________________________________
Tipo de bomba Caudal ALTURA EN METROS
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Axial Alto Baja
______________________________________________________________________________
Radial Bajo Alta
______________________________________________________________________________
Mixto Medio Medio
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LAS MÁS UTILIZADAS PARA RIEGOS SON LAS RADIALES Y LAS MIXTAS ya que la clasificación POR SU POSICIÓN PUEDEN SER:
DE EJE HORIZONTAL.
DE EJE VERTICAL-
SEGÚN EL NÚMERO DE RODETES DE QUE CONSTAN PUEDEN SER:
===============================================
MONOCELULARES, un solo rodete.
MULTICELULARES. Varios rodetes,conectados en serie, con lo que se consiguen grandes alturas de IMPULSIÓN.
LAS BOMBAS DE EJE VERTICAL PUEDEN SER:
SUMERGIDAS: Con motor en superficie y accionamiento mediante un eje.Tienen la limitación de la longitud del eje, debido a las P.C. por rozamiento del mismo.
BOMBAS BUZO: El cuerpo motobomba está sumergido.Suelen ser bombas
multicelulares, pudiéndose instalar a grandes profundidades, hasta más de 200
metros.
PARA EL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DE LAS BOMBAS: La tubería de aspiración y la bomba deben estar cebadas, las bombas centrífugas no son aspirante y por tanto deben disponer de dispositivos de cebado, así como de válvula de pie(antiretorno) para que no se desceben entre cada ciclo de funcionamiento.
ACCIONAMIENTO DE LAS BOMBAS:
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El accionamiento mayoritariamente empleado es por acoplamiento directo a motores eléctricos.En la mayoría de los casos,estos motores están alimentados mediante corriente trifásica con voltajes variables entre 220 y 500 voltios.
LAS VELOCIDADES DE GIRO más usuales son: 960 revoluciones/minuto.
1450 y 29000
PARA EVITAR QUE EL MOTOR ELÉCTRICO FUNCIONE A PLENA CARGA, LA POTENCIA DEL MISMO SE DEBE INCREMENTAR ENTRE UN 10 Y UN 20 % APROXIMADAMENTE. PARA UN CÁLCULO MÁS EXACTO,APLICAR LA FÓRMULA DEL SIGUIENTE CUADRO
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Potencia bomba= Pb Potencia del motor que la acciona
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1 a 5 C.V. Pb/0,7
5 a 10 C.V. Pb/0,8
10 a 25 C.V. Pb/0,85
> 25 C.V Pb/0,9
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RENDIMIENTO DE LAS BOMBAS HIDRÁULICAS:
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Se llama rendimiento de una máquina a la cantidad que resulta de dividir el trabajo que se utiliza y el trabajo que se consume, el resultado se multiplica por 100, así
RENDIMIENTO =( trabajo utilizado/trabajo consumido) x 100 = %
EN LA ELEVACIÓN DEL AGUA FUNCIONA UN EQUIPO DE DOS MÁQUINAS:
EL MOTOR
LA BOMBA HIDRÁULICA
EL RENDIMIENTO DEL EQUIPO SERÁ
R = rm x rb R = Rendimiento del equipo , r m = rendimiento del motor y rb = rendimiento de la bomba.
CUANDO NO SE CONOCEN LOS RENDIMIENTOS se usan los siguientes valores:
PARA EQUIPOS MENORES DE 5 C.V. R = 0,5
PARA EQUIPOS MAYORES DE 5 C.V R = 0,6
CÁLCULO DE LA POTENCIA DE UNA BOMBA HIDRÁULICA:
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Se emplea la siguiente fórmula:
P = (Q x Hm) /( 75 x R)
SIENDO:
P = Potencia expresada en C.V.
Q = Caudal expresado en litros/segundo.
Hm = Altura manométrica expresada en metros.
R = Rendimiento del equipo motobomba expresado en tanto por 1
VEAMOS UN EJEMPLO:
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TOMAMOS LOS DATOS DEL EJEMPLO ANTERIOR
ENUNCIADO: Calcular la potencia necesaria para elevar un caudal de agua de 4,5 l/seg. desde un pozo donde el nivel del agua está a 5 metros del nivel del suelo, hasta un cabezal de riego situado a una diferencia de cota de 30 metros y a una distancia de 750 metros. La bomba situada a 2 metros de distancia de la vertical del pozo, tiene un rendimiento de 0,85 y está movida por un motor de rendimiento 0,75
PLANTEO: P = (Q x Hm) / (75 x R)
R = 0,85 x 0, 75 = 0,63
P = (4,5 x 110,42) / (75 x 0,63) = 10,51 C.V.
PARA TRANSFORMAR LOS C.V. EN KILOWATIOS hay que multiplicar por 0,736
POR TANTO 10,51 x 0,736 = 8,01 Kw
SOLUCIÓN: 10,51 C.V o 8,01 Kw.
DATOS ELEMENTALES QUE DEBEN TENERSE EN CUENTA AL INSTALAR LA BOMBA HIDRÁULICA:
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LLegado el momento de elegir la BOMBA HIDRÁULICA se debe estar seguro del trabajo que HA DE CUMPLIR:
Altura total de elevación.
Caudal necesario.
Tensión eléctrica de enganche que corresponda si es eléctrica.
Instalación de un salvamotor.
Comprobar que el gira en el sentido correcto
Instalar la motobomba lo más cerca posible de la aspiración.
Que las juntas de unión sean herméticas para evitar entradas de aire.
Que la bomba no tenga que soportar el peso de las tuberías.
La válvula de pie no debe tocar el fondo.Colocarla a una altura prudencial para no arrastrar partículas o cuerpos extraños que podrían dañarla.
Si se coloca un filtro en el caso de utilizar aguas muy sucias, tenerlo presente en el cálculo de las pérdidas de carga(P.C.) de aspiración.
Si la bomba ha de trabajar a una presión superior a 1,5 metros, instalar una válvula de retención a la salida de la misma para evitar los golpes de ariete.
ESQUEMA DEL RIEGO LOCALIZADO:
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Arena
Tubería Moto bomba Manómetro FILTROS Equipo abonado
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Primaria
Arena
===== Filtro de anillas o mallas====== Manómetro===== Contador
========
Tubería Primaría====Llave ======== Tuberías secundarias
de paso =======
ESQUEMA DE DISTRIBUCIÓN DE UN RIEGO LOCALIZADO:
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LOS CABEZALES DE RIEGO:
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INTRODUCCIÓN:
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El problema más grave y frecuente en las instalaciones de riego localizado, en particular en el GOTEO, es el de las OBTURACIONES.
La FUNCIÓN PRIMORDIAL DEL CABEZAL, consiste en eliminar del agua los elementos indeseables para evitar obturaciones.
Por otra parte, EN EL CABEZAL se dosifica e inyecta el FERTILIZANTE en el agua de riego y se controla la automatización del equipo de riego.
EL CABEZAL DE RIEGO, comprende un conjunto de elementos cuya función es.
CAPTAR.BOMBEAR.FILTRAR.MEZCLAR ABONO INTRODUCIDO EN LA RED DE RIEGO.FILTRAR Y DISTRIBUIR EL AGUA.
EL CABEZAL DE RIEGO está constituido por:
FILTROS DE AGUA.
EQUIPO ABONADOR.
MANÓMETROS --> Aparatos que nos miden la presión del agua.
CONTADOR DE AGUA.
El agua así preparada deberá estar desprovista de todo tipo de partículas que puedan obturar los EMISORES, ya que éstos poseen conductos con diámetros a veces inferiores a 0,7 milímetros(NEBULIZADORES).
INFILTRADO:
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Cuando el agua contiene en suspensión una gran proporción de partículas( arena,limo,arcilla,restos de materia orǵánica,etc.) y mayores de 200 partes por
millón, hay que eliminar una buena parte de ellas antes de la entrada del agua en el cabezal de riego para evitar la limpieza reiterada de los equipos de filtrado.Esta separación se realiza según las siguientes formas:
A) FILTROS TIPO YACK:
Se utilizan para aguas muy turbias y con alto porcentaje de sólidos en suspensión( > 200 partes por millón).Retienen las partículas mayores..
Están formados por una serie de mallas dispuestas en forma de escalera, de mayor a menor diámetro de orificio, por las que se hace circular el agua en formas de cascada.Estas mallas deberán ser desmontables para poder proceder a su limpieza cuando sea necesaria.
B) DISPOSITIVOS DE DESBASTE:
Consisten en unos dispositivos denominados " alcachofas", cajones de rejilla,etc.LAS REJAS METÁLICAS se instalan para desbaste fino con huecos de 3-10 milímetros de separación.Para predesbaste se fabrican con separaciones de 50 a 100 milímetros
LA VELOCIDAD DEL AGUA estará entre 0,6 a 1 metro/segundo.
DEPÓSITO DE DECANTACIÓN:
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Es un depósito construido de obra de fábrica,en donde se provoca la decantación de las partículas más pesadas que el agua, sobre todo arenas y limos,utilizables en el caso de no proceder ésta de un estanque o balsa.Por un proceso de aireación,se elimina el hierro, aumenta el OXÍGENO ( O2),disminuye el CO2, sube el pH, se oxida el hierro ( Fe) y se precipita.Como pueden observar es LA QUÍMICA AGRÍCOLA.
EL DISEÑO:
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Deben de ser largos y estrechos, con la entrada del agua sin turbulencias y a una baja velocidad,con la salida de riego a una altura media, para impedir el paso de cuerpos flotantes(plásticos y papeles de envases alimenticios, que por el VIENTO pueden introducirse) y en el caso de no haber utilizado FILTROS DE TIPO YACK.
EJEMPLO: Para 200 metros cúbicos/hora y partículas de un diámetro medio:
Depósito 15 metros por 3 metros por 1,25 = 15m x 3m x 1,25 m
Duración del recorrido = 1/4 de hora = 15 minutos.
VELOCIDAD DE DECANTACIÓN:
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LEY DE STOKES para partículas esféricas
Vd = 5,715 x 10 elevado a 5 x D al cuadrado ( Pe - 1 )
SIENDO:
Vd = Velocidad de sedimentación o de decantación = centímetros/segundo
D = Diámetro de la partícula en micras de milímetro.
Pe = Peso específico de la partícula = 2,67
DISEÑO DE UN DECANTADOR:
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Q = 10 x A x Ve
SIENDO: Q = Caudal clarificado o limpio.
A = Superficie del depósito.
Ve = Velocidad de decantación = centímetros/segundo.
PARA CALCULAR LA SUPERFICIE:
A = 0,10 Q/Ve
LA PROFUNDIDAD DEBE DE ESTAR EN TORNO A 1 metro.
LA ANCHURA DEBE DE ESTAR EN FUNCIÓN DE LA LONGITUD QUE EN LA PRÁCTICA se toma 1/5 DE LA LONGITUD
EL HIDROCICLÓN:
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Es un dispositivo situado a la salida del equipo de bombeo,desprovisto de elementos móviles,que permite la separación de partículas sólidas en suspensión y cuyo tamaño sea mayor de 75 micras y su densidad, mayor que la del agua.Su colocación se hace,en este caso,necesaria cuando el agua no va a pasar por un depósito de embalse.
FUNCIONAMIENTO: Consiste en un recipiente con forma de cono invertido en donde el agua entra tangencialmente por la parte superior, lo que provoca un movimiento rotacional descendente en la periferia del mismo( de ahí su nombre).Las partículas sólidas en suspensión se proyectan contra las paredes y descienden hacia un depósito de sedimentos colocado en la parte inferior( como una centrifugadora).
LA LIMPIEZA del hidrociclón se efectúa vaciando dicho depósito.El agua de riego, libre de sedimentos, es impulsada en movimiento rotacional ascendente y sale por un tubo situado en la parte superior.
En el hidrociclón se producen unas importantes pérdidas de carga de 3 a 5 m.c.a., que dependen del CAUDAL. Debido a su forma de funcionamiento estas pérdidas de carga son independientes de la mayor o menor acumulación de sedimentos.
NOTA: SI DESEAN VER UNA INSTALACIÓN COMPLETA PUEDEN SOLICITAR UNA VISITA AL CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y FORMACIÓN AGRARIA(C.I.F.A.) DE GRANADA Camino de PURCHIL s/n Vega de Granada, aunque en cualquier C.I.F.A Provincial poseen ésta instalación.
FILTRADO:
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EL FILTRADO del agua de riego consiste en retener las partículas contaminantes en el interior de una masa poroso(FILTRO DE ARENA) o sobre una superficie filtrante(FILTRO DE MALLA Y FILTRO DE ANILLAS).
A) FILTRO DE ARENA: Se utiliza para retener lodo,arena fina( que no haya retenido el hidrociclón, si se dispone de él) y materia orgánica.
INSTALACIÓN: Los filtros de arena se colocan en el CABEZAL, antes de los elementos que requieran agua limpia para su correcto funcionamiento y NUNCA DESPUÉS DEL DEPÓSITO DE ABONADO, para evitar el desarrollo de microorganismos en la arena.
EN EL RIEGO POR GRAVEDAD: NO SE DEBEN colocar a la salida del depósito( presión mínima para su correcto funcionamiento: 3 m.c.a.)
En grandes distancias hay peligro de aplastamiento por SUCCIÓN.Por tanto habrá de dotar la instalación,en este caso, de ventosas que permiten la entrada de aire en la red y así evitar este riesgo.
TIPO DE ARENA: Como norma general se debe utilizar arena silícea o de bolitas de poliestireno expandido.NO SIRVE LA ARENA DE MACHAQUEO.Debe ser uniforme,con un tamaño igual al diámetro de paso de agua en el gotero.El espesor de la capa de arena será,como mínimo,de 50 centímetros.
Para calcular el diámetro de un filtro hay que tener en cuenta que el flujo de agua debe ser,como máximo de 1000 litros/minuto por metro cuadrado de superficie filtrante.La velocidad resultante es de 60 metros/hora.
PÉRDIDA DE CARGA:
A su paso por el filtro se sufre una pérdida de carga que,estando limpio,no debe de sobrepasar los 3 m.c.a., aumentando progresivamente conforme el mismo se va contaminando.Cuando la diferiencia de presión entre la entrada y la salida sea de 2 m.c.a, se debe proceder a la limpieza ya que puede ocurrir que se formen conductos a través de la capa de arena (canales preferentes se llaman) por donde pasa el agua sin filtrar( utilice el manómetro de medida perfectamente equilibrado
LIMPIEZA:
La limpieza se efectúa invirtiendo el flujo de agua, para lo cual se prevén de antemano las correspondientes derivaciones en las tuberías de entrada y salida.Para garantizar la limpieza conviene instalar dos filtros(cada uno de ellos con una superficie de filtrado de 1/2 del total necesario), de tal forma que el agua de filtrada de uno ellos sirva para la limpieza del otro.Esta limpieza se puede automatizar mediante un sistema que se acciona cuando la diferiencia de presión entre entrada y la salida alcanza el valor que le hayamos fijado.La operación de limpieza se hace durante unos 5 minutos,por lo menos,con el fin de remover bien la arena( el fango superficial se puede remover a mano,si es necesario, y eliminar los canales preferentes que se hayan podido formar en su interior.
FILTRO DE MALLA:
EL FILTRO DE MALLA retiene las impurezas en la superficie de unas mallas metálicas e inoxidables o también de material plástico(nylon,poliéster).
USO Y SITUACIÓN: Se colmatan con rapidez por cuya razón se usan en aguas prefiltradas o poco sucias y como elementos de seguridad,después de los hidrociclones,filtros de arena y sobre todo, equipos de FERTIRRIGACIÓN.El fertilizante se inyecta entre el filtro de arena y el de malla.De esta forma no se favorece la formación de algas en el filtro de arena y el de malla retiene las impurezas de los fertilizantes y los precipitados que se puedan formar.Deben estar fabricados con materiales no corrosibles o protegidos contra la corrosión.
NÚMERO DE TAMIZ:
El tamaño de los orificios de la malla se mide por el número de "mesh", que es el número de orificios por cada pulgada lineal(es distinto entre las mallas de acero inoxidable y las de material plástico,ya que estas últimas los hilos son más gruesos y, por tanto, hay menos número de orificios por pulgada lineal).El TAMAÑO DE LOS ORIFICIOS de la malla debe ser 1/7 del tamaño del conducto del gotero.NO SE RECOMIENDA EL USO DE MALLAS DE MÁS DE 200 MESH PORQUE SE OBSTRUYEN CON MUCHA FRECUENCIA. Cada fabricante deberá suministrar la información correspondiente a su producto
TABLA DE MALLAS DE ACERO INOXIDABLE.
RELACIÓN MESH-TAMAÑO DE ORIFICIO EN MICRAS DE MILÍMETRO
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Nº mesh orificio micras Nº mesh orificio en micras
==================================================
3,5 5600 32 500
4.- 4700 35 425
5.- 4000 42 355
6.- 3350 48 300
7.- 2800 60 250
8.- 2360 65 212
9.- 2000 80 180
10.- 1700 100 150
12.- 1400 115 125
14.- 1180 150 106
16.- 1000 170 90
20.- 850 200 75
24 750 250 63
28 600 == ==
=================================================
CAPACIDAD:
Para 50 a 200 mesh:
An = Ae x P
SIENDO: An = Área neta efectiva del filtro.
Ae = Área neta de orificios.
P = Porcentaje de huecos del soporte.
SE ADMITEN 450 metros cúbicos/Hora/metro cuadrado de superficie de orificios.
VELOCIDAD Y CAUDALES RECOMENDADOS:
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CAUDALES SEGÚN VELOCIDADES:
================================================
Velocidad en metros/segundo Caudal por m2 de Ac en m3/h
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0,4 1.440
0,6 2.160
0,9 3.240
==================================================
VELOCIDAD RECOMENDADA EN FILTROS DE MALLA:
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Tamaño del orificio Clase de agua Velocidad en m/seg.
==============================================
300 a 125 Limpia 0,4 a o,9
300 a 125 Con algas 0,4 a 0,6
125 a 75 Cualquiera 0,4 a 0,6
=================================================
EN UN FILTRO LIMPIO, la pérdida de carga es de 1 a 2 m.c.a.,( datos del fabricante ) y se efectuará su limpieza cuando ésta alcance una diferiencia entre la entrada y la salida superior a los 2 m.c.a., una vez descontada la pérdida de carga inicial.La LIMPIEZA DEL FILTRO se realiza sacando el cartucho filtrante y lavándolo con un cepillo y agua a presión.También puede realizarse sumergiéndolo en una disolución de ácido,lavándolo posteriormente con agua a presión.Hay dispositivos de limpieza automatizados muy parecidos a lo que se dijo en su momento en relación con los filtros de arena.
FILTRO DE ANILLAS:
==============
Puede sustituir al filtro de mallas.Es muy utilizado por su fácil limpieza.La profundidad de filtrado vendrá determinada por el radio de las anillas.
PÉRDIDA DE CARGA Y LIMPIEZA:
La pérdida de carga es de 1 a 3 m.c.a,( datos del fabricante, cuando usted compre algún dispositivo de riego debe pedir la hoja de características técnicas y el proveedor se la debe de facilitar ya que a éste se la facilita el fabricante de ese dispositivo) y se efectuará su limpieza cuando ésta alcance una diferiencia entre la entrada y la salida superior a los 2 m.c.a., una vez descontada la pérdida de carga inicial.
La limpieza del filtro se realiza sacando las anillas y lavándolas con un cepillo y agua a presión.También puede realizarse sumergiéndolas en una disolución de ácido, lavándolas posteriormente con agua a presión.
NÚMERO DE RANURAS:
El FILTRADO depende del NÚMERO DE RANURAS Y DE SU TAMAÑO.Éste oscila entre 0,42 y 0,11 milímetros.
COLOR MESH MICRON MILÍMETROS
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Blanco 18 800 0,8
Azul 40 400 0,4
Amarillo 80 200 0,2
Rojo 120 130 0,13
Negro 140 115 0,12
Verde 200 75 0,08
Gris 600 25 0,025
===============================================
CARACTERÍSTICA S EXIGIBLES A LOS FILTROS:
Alta capacidad de filtrado.
Bajo costo.
Pocas pérdidas de carga.
Fácil limpieza.
Permitir la limpieza a grandes intervalos.
Pocos o ningún elemento metálico.
Diseñarlos con un 20 % de exceso(permitir cierta colmatación.NO EN HIDROCICLÓN).
Permitir la automatización.
EQUIPOS DE FERTIRRIGACIÓN:
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Son los encargados de incorporar al agua de riego FERTILIZANTES O ABONOS, PRODUCTOS DE LIMPIEZA,FITOSANITARIOS. Como en el caso de LOS FILTROS DE MALLA, estarán fabricados con materiales NO CORROSIBLES O PROTEGIDOS CONTRA LA CORROSIÓN.
FERTILIZACIÓN NO PROPORCIONAL---INYECCIÓN NO CONSTANTE.
Con tanques de derivación.
FERTILIZACIÓN PROPORCIONAL--INYECCIÓN CONSTANTE:
El equipo está formado por.
Inyector venturi.
Dosificadores eléctricos e hidráulicos.
Inyección en la aspiración.
Balsa auxiliar.
FERTILIZACIÓN PROPORCIONAL AUTOMATIZADA--CONCENTRACIÓN CONSTANTE
EL equipo está formado por.
Inyectores dosificadores porcentuales.
Emisor de impulsos proporcionales.
Medición de la conductividad
AGITADORES:
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Son mecanismos que sirven para mantener la homogeneidad de la disolución( Agua + abono), evitando la precipitación del abono disuelto( caida del abono al fondo del recipiente)
Se clasifican por SISTEMAS.
Los más usados son:
DE TURBINA.
DE Hélice.
DE inyección de aire(burbujas)
CRITERIOS DE SELECCIÓN DE LOS EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN:
============================================
Precio Tanque y venturi más barato
_______________________________________________________________________
Fuente de enrgía Hidráulicos,venturi y tanque presión de la red.
______________________________________________________________________
Presión disponible
______________________________________________________________________
Automatización
________________________________________________________________________
Uniformidad Tanque Concentración constante
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LAS TUBERÍAS DEL RIEGO:
=====================
MATERIALES:
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LAS TUBERÍAS que se suelen utilizar en instalaciones de RIEGO LOCALIZADO suelen ser de material, bien de PVC(POLICLORURO DE VINILO) o de PE (POLIETILENO).Estos materiales tienen la gran ventaja de presentar menores costes para PRESIONES DE TRABAJO y caudales bajos o medios(como ocurre en el RIEGO LOCALIZADO), además de facilitar su montaje y de no ser atacadas por los fertilizantes y sustancias ácidas.
En algunas ocasiones y para diámetros importantes se puede emplear el fibrocemento que compite en precio con el PVC.
PRESIÓN NOMINAL = Pn:
=================
Es la presión que sirve para tipificar,clasificar y timbrar tanto los tubos como las piezas especiales.
Según la normativa española o NORMAS U.N.E. ( Una Norma Española) se define como:
"El valor de la presión interna para la cual se ha diseñado el tubo con un coeficiente de seguridad que puede mantenerse sin fallo durante 50 años,teniendo en cuenta un método de extrapolación definido en condiciones estáticas, para una sección dada del tubo que contiene agua a 20ºC.EL COEFICIENTE DE SEGURIDAD tiene en cuenta las fluctuaciones de los parámetros que se pueden producir normalmente durante el uso continuado del material".
PRESIÓN DE TRABAJO = Pt:
===================
Es el valor de la presión máxima interior a la que en servicio puede estar sometido un tubo a la temperatura de utilización.
A 20ºC las Normas U.N.E. establecen que la Pt se corresponde con la Pn,debiéndose aplicar para otras temperaturas el factor de corrección que se indica en la TABLA SIGUIENTE:
FACTOR " f"
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Material 0 < T <20 20 < T < 25 25 < T <30 30<T<35 35<T<40 40<T45
================================================
PVC 1 1 0,8 0,8 0,63 0,63
________________________________________________________________________________
PE50A 1 0,8 0,63 0,5 0,4 0,32
________________________________________________________________________________
PE 50B 1 0,8 0,63 0,5 0,4 0,32
_________________________________________________________________________________
PE 32 1 0,75 0,56 0,44 0,36 ===
______________________________________________________________________________
Una vez estimada la temperatura, la Pt viene expresada por la fórmula siguiente:
Pt = f x Pn
De aquí se deduce que la Pt disminuye a medida que AUMENTA LA TEMPERATURA DEL AGUA DE RIEGO.
UNIDADES EMPLEADAS DE PRESIÓN PARA LOS RIEGOS:
======================================
Aunque las Normas UNE establecen como UNIDAD DE PRESIÓN EL MEGAPASCAL = MPa, en LA PRÁCTICA se suelen utilizar otras unidades como por ejemplo: LA ATMÓSFERA,EL KILOGRAMO/centímetro cuadrado y el METRO DE COLUMNA DE AGUA = m.c.a. , entre estas UNIDADES existe UNA EQUIVALENCIA, así:
1 MPa =10,2 kilos/centímetro cuadrado = 102 m.c.a.
1 ATMÓSFERA = 1,033 Kilos/centímetro cuadrado = 10,33 m.c.a.
PARA LOS EFECTOS DE TRABAJO se toma:
1 ATMÓSFERA = 1 Kilo/centímetro cuadrado = 1 bar = 0,1 Mpa = 10 m.c.a.
DIÁMETRO NOMINAL:
===============
Sirve para clasificar por dimensiones los tubos, piezas especiales y demás elementos de las conducciones.Se corresponde con el diámetro exterior teórico declarado por el fabricante y a partir del cual se establecen tolerancias. Se mide en milímetros(mm)
Es muy corriente que las tuberías de plástico y sus accesorios se designen por un diámetro expresados en pulgadas(") que es una unidad de medida inglesa y que suele aproximarse al diámetro interior.La correspondencia entre este diámetro en pulgadas y el diámetro nominal es el siguiente:
Diámetro en pulgadas Diámetro en milímetros = mm
========================================
1/4 12 mm
3/8" 16
1/2 20
3/4 25
1" 32
1 1/4 " 40
1 1/2 " 50
2" 63
2 1/4 " 75
3" 90
=========================================
TUBERÍAS DE PVC:
=============
Son tubos de plástico rígido que se fabrican a partir de una materia prima compuesta esencialmente por resina sintética de policloruro de vinilo técnico que ha sido mezclada con la proporción mínima indispensable de aditivos colorantes,estabilizantes y lubricantes y exenta de plastificantes y materiales de relleno(fillers).
En Europa, industrialmente se denominan TUBOS DE PVC NO PLASTIFICADOS o UPVC, aunque está extendido la designación de PVC(aceptada por la Norma UNE).
Este tipo de tuberías se encuentra regulado por la Norma UNE-53.112, la cual establece 4 TIPOS DE PRESIONES NOMINALES:
4 6 10 y 16 Atmósferas o lo que equivale a. 0,4 0,6 1 y 1,6 MPa.
Estos tubos no se pueden emplear al aire libre ya que los rayos solares actúan descomponiendo los polímeros de PVC, de ahí que siempre se coloquen enterrados..
Su resistencia a la succión o aplastamiento es débil, por lo que deben permanecer llenos de agua,siendo conveniente la instalación de válvulas adecuadas para evitar su vaciado.Al ser tubería muy rígida presenta mayores problemas de sobrepresión( GOLPE DE ARIETE) que el PE.
LA LONGITUD STANDARD de estos tubos es de 5 metros para tubos de diámetro hasta 50 milímetros de diámetro y de 6 metros desde 63 milímetros de diámetro.
LA UNIÓN DE LOS TUBOS puede realizarse mediante 2 sistemas:
UNIÓN POR ENCOLADO
UNIÓN POR JUNTA ELÁSTICA.
En el PRIMER SISTEMA, un extremo del tubo es liso mientras que el otro extremo presenta un aborcardado que facilita la unión. Para realizar la unión se debe emplear un disolvente seguido de una cola.Normalmente se efctúa para tuberías de hasta 50 milímetros de diámetro, siendo conveniente realizar una junta elástica cada 100 metros lineales, con el fin de absorber las dilataciones que se pueden producir.
En el SISTEMA DE UNIÓN POR JUNTA ELÁSTICA, ésta se realiza mediante un anillo de goma elástica que se aloja en una ranura de un extremo abocardado.Se suele emplear para tuberías desde 63 milímetros,no necesitando juntas de dilatación.
Tanto los tubos de PVC como sus accesorios(codos,reducciones, etc, deben llevar una marca indeleble que contiene al menos la siguiente información:
DESIGNACIÓN COMERCIAL.
SIGLAS " PVC".
DIÁMETRO NOMINAL EN MILÍMETROS.
PRESIÓN NOMINAL En MPa.
REFERENCIA A LA NORMA UNE-53.112.
Los tubos que no cumplan con estas referencias SON ILEGALES.
Como norma general, la TUBERÍA DE PVC suele ser más barata que la de polietileno( PE) para diámetros iguales o superiores a 50 milímetros.
LAS INSTALACIONES DE RIEGO LOCALIZADO deben concebirse para una duración media de 10 a 20 años( con lo cual hay que amortizarlas en esos años), de ahí que a la hora de seleccionar los diferentes materiales el Agrónomo, además del precio,deba valorar también las garantías que le ofrecen los diferentes fabricantes o proveedores o distribuidores.
TUBERÍAS DE POLIETILENO:
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EL POLIETILENO (PE) es un plástico derivado del etileno, al que se somete a un proceso de calor y presión que provoca su plimerización.
Los tubos de PE se producen a base de resina de polietileno y un aditivo de negro de humo que impide su deterioro cuando se expone a la luz.
Con respecto al PVC presenta dos ventajas importantes, se pueden instalar al aire libre y además son más flexibles y menos frágiles.
COMO DESVENTAJA, los tubos de PE, son menos resistentes que los PVC.Por este motivo, para unos valores determinados de diámetro y presión nominales, el espesor del tubo ha de ser mayor, por lo que son más caros.
Se fabrican 3 TIPOS de TUBERÍAS DE PE dependiendo de la densidad :
DE BAJA DENSIDAD = PE-32
DE MEDIA DENSIDAD = PE 50B
DE ALTA DENSIDAD = PE 50 A.
El POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD o PE-32, también conocido como PEBD es el más utilizado en RIEGO LOCALIZADO debido a su mayor flexibilidad.
Para PE-32 se sigue la Norma UNE 53.367, según la cual deben llevar un marcado indeble como mínimo cada metro de longitud donde se indique:
DESIGNACIÓN COMERCIAL.
PEBD o PE32.
Diámetro nominal.
Espesor nominal.
Presión nominal.
Año de fabricación.
Marca de calidad o "N" de AENOR, en su caso.
Referencia a la Norma UNE.
Para conducciones de agua a presión, las características y los métodos de ensayos para los 3 TIPOS de tubos de PE están reguladas por la Norma UNE 53.131.
Aunque la Normativa Española establece 3 PRESIONES NOMINALES:
4 6 y 10 ATMÓFERAS
0,4 0,6 y 1 MPa
Y diámetros nominales desde 10 hasta 500 milímetros de diámetro, a NIVEL COMERCIAL Y PARA RIEGO LOCALIZADO, ES MUY FRECUENTE ENCONTRAR TUBOS NO NORMALIZADOS DE PRESIONES Y DIÁMETROS INFERIORES.
También muy corriente que un número importante de fabricantes utilicen PILIETILENO REGENERADO, lo que se traduce en un producto final de calidades muy heterogéneas,debiéndose prestar MÁXIMA ATENCIÓN A LA HORA DE COMPRAR.
LA TUBERÍA DE POLIETILENO se sirve en rollos,existiendo en el mercado una gama muy amplia de tomas,empalmes,conexiones y derivaciones.
Conviene resaltar que el PE se DILATA y CONTRAE MUCHO CON LA TEMPERATURA, aproximadamente unos 15 centímetros en 100 metros lineales para un incremento de temperatura de 10ºC, de ahí que convenga enterrarla cuando está fría( en primeras horas de la mañana) o bien colocarla formando ondulaciones.
LOS EMISORES:
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Es el SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO el agua se suministra al cultivo gracias a unos dispositivos llamados EMISORES que regulan la salida del agua.Normalmente el riego se realiza GOTA A GOTA por lo que popularmente se les llamaGOTEROS y RIEGO POR GOTEO como sinónimos de EMISOR Y RIEGO LOCALIZADO,respectivamente.
LOS EMISORES pueden controlar la salida del agua en puntos discretos o continuos,trabajando la mayoría de ellos a presiones próximas a 1 kilogramo/centímetro cuadrado= 10 m.c.a..
A la hora de elegir un TIPO DE EMISOR conviene valorar,entre otros, los siguientes aspectos:
1.Caudal uniforme y constante,poco sensible a las variaciones de presión.
2.Poca sensibilidad a obturaciones.Análisis de agua --> CAL. principalmente.
3º) Alta uniformidad de fabricación.
4º.Resistente a las condiciones de trabajo: inclemencias atmósfericas,fertirrigación,etc...
5. Buena relación PRECIO/CALIDAD.
6.Poca sensibilidad a cambios de temperatura( la oscilación de temperatura en la Provincia de Granada es GRANDE).
7. Poca pérdida de carga en las conexiones.
8. Elección del caudal unitario del emisor o lo que es lo mismo Litros/hora y el número de emisores/planta de cultivo van a tener incidencia en el DIMENSIONADO DE LA INSTALACIÓN DE RIEGO LOCALIZADO.
RELACIÓN CAUDAL/PRESIÓN:
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Para cualquier emisor convencional, el caudal que proporciona depende de la presión de servicio existente a la entrada del mismo.
LA RELACIÓN EXISTENTE entre CAUDAL Y LA PRESIÓN DE TRABAJO es la siguiente:
q = k . h elevado a x
Siendo: q= Es el caudal del emisor en litros/hora
k = El coeficiente de descarga.
h = la presión de trabajo= m.c.a.
x = Exponente de descarga.
LOS VALORES k y x son característicos de cada emisor, de ahí que deban ser proporcionados por el fabricante, al comprar los emisores sedebe exigir éstas características.
El exponente de descarga x, toma valores entre 0 y 1 nos indica la sensibilidad del emisor a la variación de caudal.Interesa que este valor sea bajo.Cuando se aproxima a cero( en el caso de " goteros autocompensantes"), el caudal varía muy poco con los cambios de presión,lo que implica el diseño de la instalación de riego al permitir una menor sectorización,ya que los sectores de riego pueden cubrir mayor superficie.
En el caso de emisores de dudosa calidad, el fabricante suele proporcionar un único punto de la CURVA CAUDAL-PRESIÓN(por ejemplo 4 litros/hora a 10m.c.a.). Si optamos por un EMISOR DE ESTE TIPO a la hora de DISEÑAR LA INSTALACIÓN DE RIEGO estaremos trabajando A CIEGAS, con el consecuente RIESGO DE NO CONSEGUIR UNA BUENA UNIFORMIDAD DE RIEGO.
Los fabricantes que ofrecen mayores garantías suele proporcionar junto al emisor una hoja informativa donde se especifican sus características técnicas así como la representación gráfica de la CURVA CAUDAL-PRESIÓN o EN SU DEFECTO,UNA TABLA CON UNA SERIE DE PAREJAS DE VALORES CAUDAL/PRESIÓN correspondientes a dicha curva.
En el supuesto de que el fabricante NO PROPORCIONE esta información podemos hacer un sencillo ENSAYO:
Consiste en someter al "gotero" a dos presiones distintas( por ejemplo h1 y h2) y AFORAR LOS RESPECTIVOS CAUDALES(q1 y q2, AFORAR= Medir los litros de agua/hora a las distintas presiones). Estos resultados permiten obtener los valos "k" y "x" de la curva característica mediante las fórmulas:
x = log (q1/q2)/log(h1/h2) k = q1/h1 elevado a x
logaritmo vulgar = log.
A modo ilustrativo, se expone a continuación las curvas características de 3 TIPOS DE GOTEROS, cada uno de ellos con un régimen hidráulico diferente:
Los goteros que trabajan en régimen laminar son muy sensibles a los cambios de presión.En estos goteros el caudal viene influido por la VISCOSIDAD DEL AGUA y, por tanto, POR SU TEMPERATURA.De esta forma, para una presión de trabajo dada, a mayor temperatura corresponde mayor caudal.Este hecho se presenta en los tramos finales de un ramal portagotero expuesto al sol donde la menor velocidad del agua favorece su calentamiento y por tanto un mayor caudal del gotero,salvo que se compense con la pérdida de carga que se produzca en dicho ramal.
Estas DESVENTAJAS DEL RÉGIMEN LAMINAR han motivado que durante los últimos años el Mercado haya evolucionado HACIA GOTEROS DE RÉGIMEN TURBULENTO y CADA VEZ MÁS HACIA GOTEROS AUTOCOMPENSANTES.
LAS OBTURACIONES O ATRANQUES:
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La sensibilidad a las obturaciones es uno de los problemas que se tiene que valorar a la HORA DE SELECCIONAR EL EMISOR.
EL RIESGO DE OBSTRUCCIÓN DE UN EMISOR depende de los factores siguientes:
1.Diámetro mínimo de paso.
2.Velocidad del agua.
3. Sistema de filtrado.
4.Diseño del emisor.
LOS EMISORES DE BAJO CAUDAL = < 16 litros/hora, son los que presentan MAYOR PELIGRO DE OBTURACIÓN al presentar los diámetros más pequeños.
LOS ENSAYOS EN EL C.I.F.A DE GRANADA NOS MUESTRA LA PRESENTE RELACIÓN:
Diámetro minimo en milímetros Sensibilidad a las obturaciones=atranques
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< 0,7 .......................................... ALTA.
0,7 a 1,5............................................... MEDIA.
> 1,5...................................................... BAJA.
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CON RELACIÓN A LA VELOCIDAD DEL AGUA:
" Cuanto menor sea MAYOR será el riesgo de sedimentación".
EL SISTEMA DE FILTRADO DEL CABEZAL DE RIEGO: Debe estar dimensionado para impedir el paso de partículas sólidas superior a 1/10 del diámetro de la sección de paso del emisor.Cuando se trate de MICROASPERSORES Y DIFUSORES, este valor se puede aumentar a 1/5 del diámetro, debido a la mayor velocidad del agua.
Finalmente habrá que considerar el DISEÑO O CONFIGURACIÓN DEL EMISOR.Si el recorrido del agua en su interior es muy tortuoso,se podrá producir sedimentación en los puntos donde se presente un cambio brusco de la trayectoria del agua.Por otro lado, los materiales transparentes permitirán el desarrollo de algas microscópicas, de ahí que estos materiales deban estar SIEMPRE TAPADOS O ENTERRADOS( sobre todo en las cintas de exudación).
COEFICIENTE DE VARIACIÓN DE FABRICACIÓN = C.V.F:
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Si tomamos varios goteros de un mismo fabricante y los sometemos a una presión de trabajo determinada, por ejemplo a 15 kilogramos/centímetro cuadrado= 15 m.c.a., podremos observar que LOS CAUDALES que proporcionan NO SON EXACTAMENTE IGUALES.
EL PROCESO DE FABRICACIÓN y LOS MATERIALES EMPLEADOS hacen que los goteros obtenidos NO SEAN EXACTAMENTE IGUALES y por tanto, QUE SUS CAUDALES SEAN DIFERENTES.
Este factor de tipo constructivo tiene gran influencia en la UNIFORMIDAD de una instalación de riego, de ahí que se deba prestar especial interés a la hora de ELEGIR UN DETERMINADO MODELO COMERCIAL( Proveerse de catálogos de equipos que los fabricantes editan).
Para reflejar la bondad de la fabricación de un emisor se recurre AL COEFICIENTE DE VARIACIÓN DE FABRICACIÓN = C.V.F., que se expresa en tanto por uno,estableciéndose las siguientes CATEGORÍAS:
CATEGORÍA A: Emisores de elevada uniformidad C.V.F. < 0,05
CATEGORÍA B: Emisores de baja uniformidad 0,05 < C.V.F. < 0,10
ESTE COEFICIENTE es independiente de la presión de prueba, siempre que estemos dentro de la zona de trabajo normal del emisor.Interesa que sea lo más bajo posible.
Si el FABRICANTE NO PROPORCIONA ESTE COEFICIENTE, lo podemos estimar tomando 25 goteros y midiendo los caudales que arrojan a la presión de trabajo nominal.Para ello se emplea la siguiente fórmula:
C.V.F = 0/qm
0= Desviación típica= Raíz cuadrada de la media aritmética de los cuadrados de las desviaciones respecto de la media.
qm = Es el caudal medio de los goteros ensayados.
EJEMPLO:
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Número de goteros ensayados = 25. Presión nominal = 10 m.c.a = 10 Kg/cm2
CAUDALES OBTENIDOS= LITROS /HORA:
1,82 ; 1,83;1,84;1,85;1,87;1,89;1,89;1,91;1,94;1,95;1,97;1,99,1,99;2,00;2,02:2,04;2,05;2,05;2,08;2,09;2,10;2,13,2,15;2,17
qm =( 1,82 + 1,83 + 1,84 +........... + 2,13 + 2,15 + 2,17 /25 = 1,99 l/h
0 al cuadrado = (1,82-1,99) al cuadrado + (1,83 -1,99) al cuadrado + + (2,15 -1,99) al cuadrado + (2,17 - 1,99)al cuadrado/25 = 0.011
0 al cuadrado = 0.011 y 0 = a la raíz cuadrado de 0,011 que = 0,105
C.V.F = 0/q = 0.105/1.99 = 0.053 CORRESPONDE A LA CATEGORÍA B.
IDENTIFICACIÓN DEL EMISOR:
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m = 0.105/1.99 = 0.053 PERTENECE A LA CATEGORÍA B.
Hoy en día son muchas las Casas Comerciales que fabrican emisores sin sujetarse a normas y sin cumplir unos requisitos mínimos de identificación y control de calidad.
En lo referente a la identificación del emisor, LAS NORMAS ISO establecen que cada emisor debe llevar de forma clara y permanente las siguientes indicaciones:
1. Nombre del fabricante o marca comercial.
2. Caudal nominal o sea litros/hora.
3. La letra A o B según C.V.
4. Sentido del flujo del agua cuando sea necesario.
EL CAUDAL NOMINAL puede indicarse mediante un determinado COLOR en alguna parte del EMISOR o por algún otro método señalado en el catálogo Comercial.
Por otro lado, el fabricante debe proporcionar por escrito la información complementaria que a continuación se relaciona:
1. Número de catálogo del emisor.
2. El texto " Uniformidad Categoría A o " Uniformidad Categoria B" y su C.V.
3. Tipo de tubería aconsejable.
4. Sistema de conexión del emisor.
5. Dimensión mínima del paso de agua del emisor.
6. Caudal nominal.
7. Presión nominal de ensayo.
8. Intervalo de presiones de funcionamiento.
9. Intervalo de autocompensación si procede.
10.Curva CAUDAL-PRESIÓN.
11. Ecuación del emisor.
12. Instrucciones para conectar el emisor a la tubería.
13. Instrucciones de limpieza y sustitución del emisor.
14.Instrucciones para prevenir la obturación del emisor.
15. Limitaciones de uso del emisor, los productos químicos que pueden perjudicar.
16.Necesidades de filtrado.
17.Mantenimiento y condiciones de almacenaje.
18.Caudal nominal en proceso de lavado, si corresponde.
19.Longitud equivalente en metros de tubería por la pérdida de carga originada por la conexión emisor-ramal de riego.
CLASIFICACIÓN DE EMISORES:
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Existen numerosas clasificaciones en función del aspecto que se desee considerar.
Nosotros hemos CLASIFICADO POR CAUDAL que proporcionan, así:
1 EMISORES DE BAJO CAUDAL:< 16 litros/Hora:
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Se clasifican en:
1.1 GOTEROS: A su vez se clasifican en:
1.1.1DE LARGO CONDUCTO: Microtubo.Helicoidales.Laberinto.
1.1.2 DE ORIFICIO.
1.13. VORTEX.
1.14. AUTOCOMPENSANTE.
.2. MANGUERAS.
.3. CINTAS DE EXUDACIÓN.
24. EMISORES DE ALTO CAUDAL: >16 litros/Hora:
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2.1. MICROASPERSORES.
2.2.DIFUSORES.
2.3 MICROTUBOS DE ALTO CAUDAL.
Veamos algunas características de todos ellos.
GOTEROS DE LARGO CONDUCTO:
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MICROTUBO: Consiste en un tubo que suele ser de polietileno, de pequeño
diámetro y con longitud variable.Su exponente de descarga próximo a 1 pone de manifiesto un régimen laminar, de ahí que sean muy sensibles a la temperatura y presenten un alto riesgo de obturación.
Para una determinada PRESIÓN,EL CAUDAL aumenta al disminuir la longitud del microtubo.Aunque tienen UN BAJO COSTE, en la actualidad se emplean poco.
HELICOIDALES: Es una variante del gotero anterior, mucho más compacto, donde el agua experimenta una trayectoria helicoidal.El exponente de descarga suele estar comprendido entre 0,65 y 0,75, lo que implica una menor sensibilidad que el MICROTUBO a la temperatura, presión y obturación.Al igual que la mayoría de los goteros,suele ser de polipropileno.
DE LABERINTO: Son los más avanzados dentro de este grupo de emisores.En su interior el agua recorre un largo y tortuoso conducto.El régimen hidraúlico es turbulento( x = 0,5), de ahí que sean muy poco sensibles a la temperatura y menos que los helicoidales a la presión y obturaciones.Son los más utilizados hoy día.
GOTEROS DE ORIFICIO: En este gotero el agua sale al exterior a través de uno o varios orificios de pequeño diámetro donde se produce la disipación de presión.Su exponente de descarga es también de tipo turbulento(x =0,5), siendo muy frecuente que se presenten problemas de obturación debido al pequeño orificio de salida.
VORTEX: Se trata de un tipo de gotero de orificio, en el que el agua después de atravesar el orificio entra tangencialmente en una cámara circular donde se produce un flujo vorticial.Su exponente de descarga se aproxima a 0,4, lo que denota cierto carácter autocompensante.A diferiencia del resto de los goteros, su caudal disminuye al aumentar la temperatura del agua.
Al igual que ocurre con los goteros de orificio, la sensibilidad a la obturación es su principal defecto.Son bastante económicos.
AUTOCOMPENSANTES:
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Presentan la particularidad de proporcionar un caudal prácticamente constante para una amplia gama de presiones de trabajo.Su funcionamiento se basa en un elemento flexible que actúa como limitador de caudal al deformarse más o menos en función de la presión aguas "arriba" y aguas " abajo".El exponente de descarga se encuentra entre el intervalo 0 a 0,4.Con el tiempo de uso puede ir perdiendo su carácter autocompensante.
Aunque SON LOS MÁS CAROS y su uso está especialmente indicado para terrenos con importantes desniveles o pendientes, cada vez se está generalizando más su empleo, especialmente en el caso de goteros " embutidos", por las grandes ventajas que supone poder emplear laterales de riego con varios centenares de metros de longitud.
MANGUERAS: Son tuberías que distribuyen el agua a través de pequeños orificios que se han practicado en sus paredes.Los puntos de emisión suelen estar muy próximos, lo que las hace muy adecuadas para el riego de cultivos " en línea".Son de corta duración.
La presión nominal de estos emisores suele estar comprendida entre 0,7 a 1 Kilogramo/centímetro cuadrado.Pueden presentar problemas de obturación.
En algunos casos consisten en dos conductos paralelos, uno principal, del que el agua pasa al secundario a través de un orificio que provoca una primera pérdida de carga y el conducto secundario, del que el agua sale al exterior por un segundo orificio.
En otros casos el agua sale de la tubería principal y penetra en unos pequeños conductos con forma de laberinto adosados a la pared de la misma.
En algunos casos los diámetros de las mangueras de riego suelen ser distintos a los que habitualmente se emplean en tuberías portagoteros, lo que requiere el empleo de accesorios especiales.
CINTAS DE EXUDACIÓN: En en mercado existe una cinta conocida comercialmente con el nombre "Viaflo", que está fabricada con un plástico poroso, llamado Tyvek, que no siendo ni un film, ni una tela, ni un papel, combina muchas de las buenas calidades de estos productos.
Esta cinta que trabaja a muy baja presión( menos de 4mca), se infla y forma un tubo que permite el paso del agua a través de sus poros micrométricos( de 4 a 5 micras),exudando el agua a lo largo de su longitud.El resultado final es una banda continua de humedad que aporta un caudal de 0,3 a 1,5 litros/Hora por metro lineal dependiendo del tipo de Viaflo y de la presión de trabajo.
Como presenta cierta transparencia debe ir ligeramente enterrada para evitar la proliferación de algas.También puede colocarse bajo acolchado de plástico negro, caso del cultivo de fresón en la Costa de Huelva.En frutales puede trabajar como emisor conectando varios metros de longitud de esta cinta a un lateral convencional de polietileno.
Para conseguir una buena uniformidad de riego se requiere que el terreno presente poco desnivel, colocando la cinta en el sentido de la pendiente.Se recomienda que la longitud de la cinta no SUPERE LOS 80 METROS, distancia que puede ser mayor en el caso de alimentación por ambos extremos.Presenta problemas de obturaciones, de ahí que se deba prestar especial interés al FILTRADO DEL AGUA.
EMISORES DE ALTO CAUDAL:
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MICROASPERSORES: Son emisores de riego localizado que distribuyen el agua en forma de gotas o de pequeños chorros y que disponen de uno o varios elemtos giratorios.El área mojada suele ser generalmente circular.
Los más empleados son los de " bailarina", que cuentan con un elemento diseñado de tal forma que al pasar el agua a una cierta velocidad produce el movimiento giratorio del mismo.
El CAUDAL va a depender del tipo de boquilla y de la presión de trabajo,pudiéndose alcanzar en algunos casos, CAUDALES próximos a los 150 litros/hora.El rango de presiones de trabajo suele ser de 1,5 a 3 Kilogramos/centímetro cuadrado( 15 a 30 mca)
Pueden ir montados sobre una varilla soporte o lanza, o bien directamente sobre el lateral de riego,precisando en cualquier caso una mayor sección del lateral que los emisores de bajo caudal al ser considerablemente mayor su caudal de descarga.
Algunos modelos incorporan un accesorio denominado " antimist", que aumenta el tamaño de las gotas mejorando la distribución del agua, muy recomendado en el caso de instalaciones al aire libre.
Se suelen emplear en viveros,parques y jardines, en instalaciones de frutales al aire libre( especialmente el caso de suelos arenosos), así como en algunos cultivos hortoflorícolas.También puede servir para el RIEGO ANTIHELADAS.
Existen en el mercado modelos autocompensantes, que permiten su utilización en un amplio rango de presiones proporcinando un caudal regulado y constante.
MICRODIFUSORES(MICROJETS):Son emisores que distribuyen el agua en forma de gotas o de pequeños chorros y que a diferencia de los MICROASPERSORES, no disponen de elementos móviles.
En este caso el agua se distribuye al impactar el chorro a presión con una pieza denominada " difusor", que para determinados modelos puede producir una NEBULIZACIÓN.Según el tipo de DIFUSOR, la superficie mojada puede ser circular o sectorial.
Al igual que los MICROASPERSORES, puede ir montado sobre una lanza y conectado al ramal de PE por un tubito flexible o bien directamente pinchado sobre el ramal.
El rango de presiones de trabajo suele ser de 1,5 a 3 Kilogramos/centímetro cuadrado), aumentando también el CAUDAL con la presión y el diámetro de la boquilla. Sin embargo, a diferencia del microaspersor, el alcance del agua es menor debido al menor tamaño de gota, de ahí que la uniformidad de riego sea inferior y esté muy influenciada por el viento.
Está especialmente indicado en Jardinería e Invernaderos( especialmente para favorecer la implantación del cultivo, tras el trasplante, o como ocurre con los cultivos de clavel y miniclavel)
Con el fin de evitar problemas de la dispersión del agua por el viento, se desarrollaron los MICROJETS. Son emisores que disponen de un mayor diámetro de boquilla y de una pieza difusora con una serie de ranuras radiales que provoca la emisión de agua en pequeños chorros menos sensibles al efecto del viento.Existen modelos AUTOCOMPENSANTES que están especialmente indicados para el riego en laderas y terrenos ondulados que permiten un CAUDAL REGULADO CONSTANTE Y UNIFORME.
OTRAS CLASIFICACIONES:
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POR SU INSERCCIÓN:
-En línea.
-Sobre línea(pinchado).
-Integrado.
POR SU FABRICACIÓN:
-Sellado.
-Desmontable.
-Con tubería como carcaza.
CONTADORES:
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Su misión es registrar la CANTIDAD DE AGUA que pasa por ello, los más empleados son los tipo WOLTMAN.
CAUDALIMETROS O ROTAMETROS:
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Su misión es fijar el paso de un determinado CAUDAL por una tubería mediante la apertura o cierre de una válvula.
MANÓMETROS:
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Su misión es la medida de la PRESIÓN en el punto en donde se instalen. Su INSTALACIÓN SE DEBE REALIZAR EN:
-A la entrada y salida de los filtros, pues permiten controlar la limpieza de la instalación de riego.
-A la salida del cabezal.
-A la entrada de cada sector de riego, después del regulador de presión.
PRESOSTATOS:
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Su misión es la medida de presión en el punto de instalación y la emisión de una señal eléctrica cuando se alcance un valor previamente fijado.Se instalan como medida de seguridad, cuando se alcance un valor de presión en la instalación no deseado, el presostato emite una señal al ordenador de forma que este puede interrumpir el riego.
VÁLVULAS:
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Permiten el paso del agua a los sectores de riego o bién no dejan pasar el agua( abierta o cerrada).
Hemos terminado EL TEMA DE LOS COMPONENTES,AHORA VAMOS A REALIZAR UNA INSTALACIÓN DE RIEGO, TITULADA PROYECTO DE INSTALACIÓN DE RIEGO EN OTRO TEMA DE ESTE BLOG:
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