Manual Practicas Riego

Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional CONTENIDO GENERAL ÍNDICE DE CUADROS ...................................................................................................... X ÍNDICE DE FIGURAS .....................................................................................................XIV RESUMEN ......................................................................................................................... 1 SUMARY ........................................................................................................................... 2 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 3 1. PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO ...... 4 1.1. OBJETIVO ........................................................................................................... 4 1.2. ASPECTOS TEÓRICOS ...................................................................................... 4 1.2.1. Obra de toma ..................................................................................................... 4 1.2.2. Estación de bombeo .......................................................................................... 6 1.2.2.1. Cárcamo ................................................................................................. 6 1.2.2.2. Equipo de bombeo ................................................................................. 6 1.2.2.3. Descarga ................................................................................................ 7 1.2.2.4. Subestación eléctrica.............................................................................. 7 1.2.2.5. Otras partes ............................................................................................ 9 1.2.3. Red de conducción y distribución ....................................................................... 9 1.2.4. Líneas de riego y emisores .............................................................................. 10 1.3. PROYECTO DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO ............................... 15 1.4. ADQUISICIÓN DE INFORMACIÓN .................................................................... 17 1.4.1. Datos del proyecto ........................................................................................... 18 1.4.2. Datos de cultivo(s) ........................................................................................... 18 1.4.3. Datos del Terreno ............................................................................................ 18 1.4.4. Datos de la fuente de abastecimiento .............................................................. 18 1.4.5. Datos de equipo de bombeo ............................................................................ 19 1.4.6. Datos de tubería .............................................................................................. 19 1.4.7. Croquis o plano ................................................................................................ 19 1.5. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................. 19 Universidad Autónoma Chapingo i Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL 2. Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR ...................................................... 20 2.1. OBJETIVO ....................................................................................................... 20 2.2. ASPECTOS TEÓRICOS .................................................................................. 20 2.2.1. Normas aplicadas a aspersores............................................................ 20 2.2.2. Clasificación de aspersores .................................................................. 21 2.2.3. Componentes de un aspersor de martillo ............................................. 22 2.2.4. Curvas características de aspersores ................................................... 24 2.2.5. Deducción de la relación gasto- carga en emisores. ............................. 24 2.3. DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS, MATERIALES Y METODOLOGÍA .................. 27 2.3.1. Trabajo de laboratorio........................................................................... 27 2.4. ADQUISICIÓN DE INFORMACIÓN ................................................................. 30 2.4.1. Aspersores ........................................................................................... 30 2.4.2. Potencia de la instalación ..................................................................... 30 2.4.3. Obtención de curva gasto-carga del aspersor....................................... 30 2.5. PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN.......................................................... 31 2.5.1. Cálculo del modelo potencial del aspersor............................................ 31 2.6. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ...................................................................... 36 2.7. CONCLUSIONES ............................................................................................ 37 2.8. CUESTIONARIO.............................................................................................. 37 2.9. BIBLIOGRAFÍA. ............................................................................................... 37 3. EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL .......... 38 3.1. OBJETIVOS..................................................................................................... 38 3.2. ASPECTOS TEÓRICOS .................................................................................. 38 3.2.1. Coeficiente de Uniformidad de Christiansen ......................................... 39 3.2.2. Coeficiente de Uniformidad de Hart ...................................................... 39 3.2.3. Coeficiente de Uniformidad de USDA ................................................... 40 3.2.4. Coeficiente de Uniformidad de Benami-Hore ........................................ 41 3.2.5. Índice de grosor de la gota ................................................................... 41 3.2.6. Pérdidas por evaporación y arrastre del viento ..................................... 42 3.2.7. Eficiencia de aplicación ........................................................................ 43 Universidad Autónoma Chapingo ii Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional 3.3. DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Y MATERIALES .............................................. 45 3.3.1. Equipo utilizado en evaluación completa .............................................. 45 3.3.2. Componentes de la instalación ............................................................. 45 3.3.3. Ubicación de los pluviómetros en campo .............................................. 46 3.3.4. Traslape de los volúmenes recogidos mediante el programa TRASLAPE 49 3.4. EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA EN ASPERSIÓN PORTÁTIL ................ 52 3.5.1. Datos generales ................................................................................... 52 3.5.2. Descripción y evaluación de los componentes de la instalación ........... 52 D. Uniformidad de la instalación ................................................................ 53 3.5.3. Pérdidas por evaporación y arrastre del viento .................................... 54 3.6. PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN......................................................... 55 3.6.1. Evaluación de la uniformidad del riego ................................................. 55 3.6.2. Evaluación del índice de grosor de la gota ........................................... 60 3.6.3. Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre del viento ......... 60 3.7. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ...................................................................... 61 3.8. CONCLUSIONES ............................................................................................ 63 3.9. CUESTIONARIO.............................................................................................. 63 3.10. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................ 64 4. EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑÓN VIAJERO ........... 65 4.1. OBJETIVOS ....................................................................................................... 65 4.2. ASPECTOS TEÓRICOS .................................................................................... 65 4.2.1. Los cañones ............................................................................................. 65 4.2.2. Boquillas................................................................................................... 66 4.2.3. Mecanismos de propulsión ....................................................................... 66 4.2.4. Mecanismos de funcionamiento, control y seguridad ................................ 67 4.2.5. Las mangueras......................................................................................... 68 4.2.6. Importancia de una evaluación ................................................................ 68 4.2.7. Cuando realizar una evaluación ............................................................... 68 4.2.8. Déficit de humedad permisible ................................................................. 69 4.2.9. Uniformidad de distribución ...................................................................... 69 Universidad Autónoma Chapingo iii Departamento de Irrigación .............14.......... 83 4........1...................................................5.2............. 80 4......... OBJETIVOS....1..................4...........................7............................ Pérdidas por evaporación y arrastre del viento ... CUESTIONARIO ............ 80 4.. 85 5... Tasa de aplicación promedio ............. DISCUSIÓN DE RESULTADOS .......... 83 4....................................2... 92 Universidad Autónoma Chapingo iv Departamento de Irrigación ............13......................................................... DESCRIPCION DE EQUIPOS Y MATERIALES........................ Evaluación de los componentes de la instalación ....................................8...3.. Evaluación del índice de grosor de la gota .................... Intensidad de aplicación promedio ...................... Lámina aplicada promedio ............2... 85 5.................5............ ASPECTOS TEÓRICOS ........ 71 4..... EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA EN CAÑÓN VIAJERO.................................................... 76 4..............................3........................... Lámina aplicada promedio .... 90 5... 70 4..................................... 81 4....................... 77 4... 83 4.............. Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre del viento ....... Datos generales ...................... 89 5.......2 Descripción de los componentes de la instalación ................................................................................................................4............... 81 4.....3.......1........................................2.......................................11...........................................................5.........2..................... Pluviometría máxima en el extremo ............... 76 4.......................................... 72 4......... CONCLUSIONES .... Uniformidad de distribución ................................2...................1.4. 70 4.. DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Y MATERIALES ........... Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre del viento ................................. 70 4.......2.... BIBLIOGRAFÍA ............ 84 5.....4.........5..3 Evaluación de la uniformidad de la instalación ...............................5 PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN..............................2. 85 5.............. 78 4................................................................. 87 5.................................... 76 4..........................3...........2.........Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional 4..........4........2................................................................ Evaluación de la uniformidad del riego ............................12................................2.....4............... 90 5....5........9........... EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL................ 69 4.6......... Uniformidad del riego................. 72 4......2....... Descripción del equipo ...................... Intensidad de aplicación promedio ............5.... 82 4........................................3.................................... 85 5.....2.................................5. 81 4.........4........4....... Eficiencia de riego ..........3. Índice de grosor de la gota ...1... ............................................................................................1.......4........................................................... Material necesario para la evaluación . ....................................2.... 112 6......................................................8..... Uniformidad del sistema .................................................5.................5....... Condiciones de viento ...... 113 6............................... 114 6........ OBJETIVOS.....5.......................................................3................................2.................................... DISCUSIÓN DE RESULTADOS .. Datos generales ......2.............................. 112 6... 102 5................2..........6........... CONCLUSIONES . 98 5..7........ Descarga de los emisores ... DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Y MATERIALES ..5.........................2.3......... 107 5............. Uniformidad de distribución de la fila ....4..........3.......... 113 6................. Uniformidad de distribución del sistema.... 110 6............. 99 5..................... 93 5.............1 Descripción del equipo ......................... 93 5........... 109 6................3.............. 110 6...................... 102 5...............4. EVALUACIÓN DE SISTEMAS DE RIEGO POR ASPERSIÓN DE AVANCE FRONTAL ................. 115 6.........Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional 5.................3. 112 6..................................................5.................3..................... 107 5..................... Uniformidad del riego.......4................ 94 5........... ASPECTOS TEÓRICOS ....... Evaluación de la uniformidad del riego ........3. Evaluación de la pluviometría máxima en el extremo ................ 102 5................... Pluviometría máxima ........4............................................................2.....4....................3.......4............................................................................ 108 5............................ CUESTIONARIO......... 117 Universidad Autónoma Chapingo v Departamento de Irrigación . Evaluación de la uniformidad del riego ...........4..........3.............. 110 6.................1.. Evaluación de los componentes de la instalación ..............2......................... 99 5.................................................................... Descarga de los aspersores . 108 5................ Evaluación de la uniformidad ..............................3............... Descripción de la instalación ................2........ Componentes de la instalación ..3.................................... 101 5......2....9.......................................... PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN...................................................... 98 5.................4......................................................3.......................... 92 5.5.............1.. BIBLIOGRAFÍA.....4....................................................................... EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA EN EQUIPO DE PIVOTE CENTRAL ....................3......................2. 98 5............1......... Equipo requerido .................................................... Tasa de aplicación promedio .... 110 6.............................3...... ................................. GOTEROS ...................................................................8..........3........................4.......... 150 7...................1.......................... Evaluación de goteros integrados .... 153 7...............................4.............. EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA EN EQUIPO DE AVANCE FRONTAL ........................... 117 6........ Evaluación de cintas de riego ............. 126 6.......... 144 7..............1.........4.................................... 156 7...... 121 6................ 126 7.........4.......5.................3......... 150 7...4....... PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN..... GOTEROS INTEGRADOS ...........2............. 127 7........4................. Aspectos hidráulicos de goteros........... Evaluación de goteros ....2...2............7......6.............................1............... 118 6.......................................... Datos generales ............ 121 6.................... Uniformidad de distribución del sistema....... 123 6.............1................................. 161 Universidad Autónoma Chapingo vi Departamento de Irrigación .................................................................... ASPECTOS TEÓRICOS ................. CONCLUSIONES .............................................. 144 7.............. CUESTIONARIO................3... 127 7............ MICROASPERSORES ..............................................3...4.....4................... 118 6....................................... Metodología para evaluación de microaspersores ..........4.......... 127 7..... 117 6.............3..3.....2..................2........................2..3................ EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA PARA DIFERENTES EMISORES ... CINTILLA..2.........5................................ Condiciones de viento ..................4.......................................... 135 7...........4........................ Emisores ........ microaspersores y cintas de riego ............ 155 7................................................................... 144 7..... 151 7.................. 156 7.............3............................4...........5... Metodología para evaluación de cintas de riego .... BIBLIOGRAFÍA ............................. 125 6. 117 6.............................. DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Y MATERIALES .. Evaluación de la uniformidad ..............................Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional 6....................... 158 7....................................................................... CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO ...........................................3..................3.... Pluviometría máxima .....5.............5................. 126 6............5.................5............................................................... Equipo necesario . PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN................... Metodología para evaluación de goteros .2...... 148 7..........1..5...................... 127 7........................... OBJETIVOS........ Descripción de los componentes del lateral ..............................2.... DISCUSIÓN DE RESULTADOS .............. 146 7.9..........4.................. ............ DISCUSIÓN DE RESULTADOS ........... Riego localizado ..4......... EQUIPOS DE FILTRACIÓN ..4...... PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN..........2.........................2...1......................................5................. Material necesario ..................... 164 7.................. 188 8..........................................5........... 184 8.............. 173 8.................3......... 188 8............2.....................1....4......4.................................... 168 8.............................................. 167 8....... CONCLUSIONES .....................6.................... ....................... 180 8..... Goteo ................. 190 9.............. Evaluación de riego adaptada de Merian y Keller (1978) .........6................................... 190 Universidad Autónoma Chapingo vii Departamento de Irrigación ....................... 175 8.................................................................................2...................................Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL 7......................... 166 7..............................................................................................................1............................... .........7.........5......................9...................................... 182 8. 184 8......... 167 7...................... 186 8......3........ 172 8....... CUESTIONARIO................. Microaspersión ....... 189 9............................... 188 8...7..................8...... BIBLIOGRAFÍA.............. Emisores ................ Tesis Profesional Evaluación de microaspersores ........................... 168 8...........3...................................................................................... EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO ........1........ 180 8.. OBJETIVOS.............................. Evaluación de la uniformidad del riego ........... EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA PARA SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO ..................2.......................................... DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Y MATERIALES ..............................................................................................2..................................................9... DISCUSIÓN DE RESULTADOS .......................................................................................... 168 8... Microaspersion.........................2.............................................................................................................................3....................... 168 8....................... 175 8........... ASPECTOS TEÓRICOS ............. Definiciones .. 175 8. Coeficiente de uniformidad de riego........................ CONCLUSIONES ............................. OBJETIVOS..................................................... 166 7............................................1............................2.....3..... 169 8....................................................... 169 8..................................................2.....8................................................4....2....................... CUESTIONARIO......5.......... .. BIBLIOGRAFÍA .......3............. Goteo ........................... ............................................3....... Filtros de malla....................................................... Consideraciones en la elección de un equipo ....................................................5................................4.....2.... ASPECTOS TEÓRICOS ....6....................... Filtros de anillos...................... .................................8................... 212 9............3................. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ...................................1................. Ventajas y limitaciones ............... 246 Universidad Autónoma Chapingo viii Departamento de Irrigación ................... 219 10... 212 9................... 241 10...9......................................................5...................................... CONCLUSIONES .............................5...............2.1............................................................... Fertilizantes usados en Fertirrigación ...............................4................................................. 206 9........ 212 9........... 217 9................................... 216 9........................................ Filtros de arena.. Datos generales ......5........................5. Equipos de inyección .......2..................... EJEMPLO DE ELECCIÓN DE EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN ...............1.......7................................................ 203 9.. OBJETIVOS....... 218 10..........2......... Manejo de la fertirrigación......... 212 9...... Filtros de arena........................... 223 10........................................................ DESCRIPCION DE EQUIPOS Y MATERIALES ...........................................2........2. EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN .............................................. ASPECTOS TEÓRICOS DE FERTIRRIGACION ..... Prefiltros . 199 9.. 217 9.................2...........2.3................1......... 212 9............................................................................. EVALUACIÓN DE LOS COMPONENTES DE LOS EQUIPOS DE FILTRADO 209 9............................. Emisores ..................................................................2... CUESTIONARIO..............2...2................................ 190 9..............4.......... Ubicación del equipo ...................... PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN..2...........................................................................................4......1..........3........................... EJEMPLO DE PROCEDIMIENTO DE SELECCIÓN PARA DIFERENTES TIPOS FILTROS .......................................1.. 240 10. Filtro de discos o anillos ... 219 10.....................4................... BIBLIOGRAFÍA .......... 214 9.2.......... 217 9............ 240 10.......................................Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional 9..............2................................................... 236 10...................3...................................... 219 10........ 219 10....................2................................... Hidrociclón............4.2......................................... 233 10.................... 196 9................ ........................... 246 10..............................2..........4............................................................5......2..........................................................5.......... 248 10................... 246 10.............................1. BIBLIOGRAFÍA......................................1................ CUESTIONARIO..............................................................9............5............6........................ PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN. CONCLUSIONES ...... 246 10................................ DISCUSIÓN DE RESULTADOS .............. 253 10......... Manejo de la fertirrigación.........................Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional 10...........3.................................. Fertilizantes disponibles ........ Manejo del riego ..........7................ 246 10........................................ 246 10............ ............................................8..... 253 10..... 252 10........................ Datos del cultivo ......... 254 Universidad Autónoma Chapingo ix Departamento de Irrigación .......... Elección del equipo a utilizar ........................4...................4............. ......................................................................7 Comparación entre modelo de catálogo contra modelo de laboratorio del aspersor Rain Bird TNT-30 ...2 Datos de la fuente de abastecimiento ........4............................................. 62 Cuadro 4.............. Valor de la uniformidad de distribución .......................................... 79 Cuadro 4................5 Lecturas de tiempo en la medición de la descarga en cañón Twin 101 ................ 82 Cuadro 5............. 32 Cuadro 2. Volumen recogido en los recipientes instalados en campo ........... 19 Cuadro 2................................3 Datos de equipo de bombeo .................... 19 Cuadro 1.......9 Coeficientes de uniformidad obtenidas en la evaluación .......... 54 Cuadro 3..1.... 53 Cuadro 3................................. 18 Cuadro........ 31 Cuadro 2.........1........................ 77 Cuadro 4..................3...... 58 Cuadro 3...............7 Volúmenes recogidos en los pluviómetros instalados en campo y procesamiento de los mismos ..............5 Evaporación registrada durante la prueba ......1.......6 Datos registrados por los pluviómetros para un aspersor .........3 Evaporación registrada durante la prueba ..............................1 Lecturas registradas en el anemómetro....................................................................................6 Gasto y carga del aspersor Rain Bird TNT-30 (catálogo) ..5 Gasto y presión del aspersor Rain Bird TNT-30 ................... 77 Cuadro 4................... 77 Cuadro 4..............3 Cuadro de gasto y presión del aspersor del aspersor Rain BirD TNT-30 ...........................................7 Datos registrados por los pluviómetros para cuatro aspersores............................................................. Para llenado de datos de un aspersor .......... 60 Cuadro 3..............................................................4 Datos de tubería ................. 18 Cuadro 1........................................................................... Resultados de laboratorio procesados del aspersor Rain Bird TNT-30 ................................. 39 Cuadro 3...................................Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional ÍNDICE DE CUADROS Cuadro 1................................ 79 Cuadro 4................. Longitud de tramos del pivote central .... 54 Cuadro 3........................................... 36 Cuadro 3...... 31 Cuadro 2.............................................. 78 Cuadro 4.............................................1 Datos de cultivo ......................... 35 Cuadro 2....... 34 Cuadro 2.............4 Carga y presión del aspersor Rain Bird TNT-30 .... 80 Cuadro 4............................2 Valores recomendados del espaciamiento en función de la velocidad del viento ...................... 98 Universidad Autónoma Chapingo x Departamento de Irrigación ........6 Lecturas de tiempo de avance en el cañón Twin 101 .............. 33 Cuadro 2...........................8 Índices de grosor de gota a diferentes presiones y diámetro de boquillas .....2..2 Índice de grosor de la gota ... 55 Cuadro 3................................... 42 Cuadro 3................8 Índices de grosor de gota a diferentes presiones y diámetro de boquillas ...............4 Lecturas registradas en el anemómetro......................................1 Datos registrados en laboratorio del aspersor Rain Bird TNT-30 ................ ........................................... 152 Universidad Autónoma Chapingo xi Departamento de Irrigación ...................................1 para tuberías emisoras ..................... 120 Cuadro 6........7 Clasificación de emisores según normas ISO para CV .................................... 143 Cuadro 7........................... Rain Bird............... 100 Cuadro 5......................8 Clasificación de emisores según norma ASAE EP405.......2 Diámetros de la tubería de distribución del pivote central ......................1 para goteros..........................................1............................................ 119 Cuadro 6......2 Exponentes de descarga de diferentes emisores de acuerdo .. Especificaciones técnicas para el emisor Super Spray de Senninger ............... 150 Cuadro 7.........1 Características de microaspersores en función de tamaño de boquilla y caudal.............................................4 Variaciones de µ y ρ con respecto a la temperatura ..............................................................3 Valores comunes del exponente de descarga (x) para diferentes emisores 137 Cuadro 7...............10 Datos obtenidos durante la calibración del gotero supertif .......5 Volúmenes recogidos en los pluviómetros del pivote central ..... 112 Cuadro 6............... 134 Cuadro 7.....................................................Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional Cuadro 5......6 Factor de corrección de la descarga en función de la temperatura ......... 124 Cuadro 7.....9 Clasificación de emisores según Norma ASAE EP405.............................. 143 Cuadro 7...........6...... 137 Cuadro 7..................... microaspersores y difusores ................................................................. 106 Cuadro 6.......11 Datos obtenidos durante la calibración del gotero hydrogol ... 99 Cuadro 5....................... .............3 Volúmenes obtenidos mediante los pluviómetros instalados en campo durante la evaluación de avance frontal ..........5 Clasificación de regímenes hidráulicos . 121 Cuadro 6....... 118 Cuadro 6..... 140 Cuadro 7... Valor de la uniformidad de distribución ...........4 Descarga de los emisores del equipo de avance frontal ..........................................................................5 Valores ordenados y sus respectivos parámetros obtenidos en los pluviómetros instalados durante la evaluación del equipo de avance frontal ....................... 141 Cuadro 7...........6 Procesamiento de volúmenes obtenidos en los pluviómetros de acuerdo a su número de posición en la evaluación del pivote central ............2.......................... 104 Cuadro 5................... Láminas captadas (mm) en los vasos pluviométricos para las pruebas de uniformidad de aplicación longitudinal en el avance frontal .................. 99 Cuadro 5..............8 Calculo de la uniformidad de Heerman y Hein (1968) para el equipo de pivote central con una velocidad de avance del 100% ....................................... 101 Cuadro 5..................Volumenes ponderados al emplear el área como factor de ponderación en la evaluación del pivote central .............. 143 Cuadro 7... 139 Cuadro 7................. 103 Cuadro 5.....................................4 Separación y descarga de emisores del equipo de pivote central................................3 Condiciones de viento durante la realización de la evaluación del pivote central .......7........................... .......... 171 Cuadro 8............................. 213 Cuadro 9.........11..........................17 Relación carga....7 Volúmenes recogidos en los emisores de goteo NaaNDrip Thin-Wall ........................... 201 Cuadro 9.....................1 Clasificación de los emisores en base a la forma en que disipan la presión 170 Cuadro 8..............................................................................10 Hidrociclones comerciales ......9.............2 Clasificación de emisores de acuerdo a su coeficiente de variación .................6.............. Relación carga...........1 Estado......................................................... 155 Cuadro 7..7 Forma de los granos............................................................ 200 Cuadro 9............ 184 Cuadro 8.......... tipo de impureza y tratamiento de sustancias presentes en el agua .............3 pH y CE de algunos fertilizantes a una concentración de 1 gl-1 de agua destilada ............... 216 Cuadro 10... 180 Cuadro 8.......5 Características de las granulometrías más usadas..............4 Calidad de la arena según friabilidad .......................................... porosidad y superficie especifica .....12 Datos obtenidos durante la calibración de la cintilla Hydrolite ......12 Modelos y especificaciones de modelos comerciales de hidrociclones..6 Caudal en función de la calidad del agua a tratar .Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional Cuadro 7...... 183 Cuadro 8..15 Obtención del modelo del gotero Supertif ......................................... 156 Cuadro 7..........................3 Espectro de filtración de partículas ........................8 Volúmenes recogidos en los emisores Rondo .......................... 202 Cuadro 9.................................................... 195 Cuadro 9..14 Relación carga..... caudal y coeficiente de variación para el gotero supertif ....2 Influencia de la temperatura sobre la solubilidad de algunos fertilizantes (gramos de fertilizante en 1 litro de agua destilada) .....................10 Procesamiento de datos de microaspersores Rondo ..........Modelos y especificaciones de modelos comerciales de hidrociclones .............4 Sensibilidad a la obturación ... 213 Cuadro 9...............3 Coeficiente de descarga de emisores ........ 193 Cuadro 9................ 186 Cuadro 9... 242 Cuadro 10...............8 Caudales según velocidades .........1 Comparación de Sistemas de fertilización ............... 245 Universidad Autónoma Chapingo xii Departamento de Irrigación . Especificaciones técnicas de NaaNDrip Thin-Wall dripline .........13 Datos obtenidos durante la calibración del microaspersor Rondo ................................................................. 215 Cuadro 9.9 Procesamiento de datos de goteo NaaNDrip Thin-Wall .............................................5 Valor de la uniformidad de distribución .......................................... 181 Cuadro 8... 233 Cuadro 10............... 192 Cuadro 9..................... 178 Cuadro 8........... 156 Cuadro 7...16....................................................................... caudal y coeficiente de variación para la cintilla Hydrolite 161 Cuadro 8. 205 Cuadro 9..................2 Espectro de filtración de sustancias presentes en el agua................................... 170 Cuadro 8................ Relación área vs caudal en tanques de filtración ................. 201 Cuadro 9....... caudal y coeficiente de variación para la cintilla Hydrogol 158 Cuadro 7......... 154 Cuadro 7......... 172 Cuadro 8.......................... 5 Especificaciones técnicas de inyectores comerciales ....6 Especificaciones técnicas de bombas inyectoras hidráulicas. 249 Cuadro 10.................................Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional Cuadro 10.4 Tasa de inyección a través de un tanque fertilizante en función del gradiente de presión y del diámetro de los tubos de entrada y de salida ...... 251 Universidad Autónoma Chapingo xiii Departamento de Irrigación ........................... 248 Cuadro 10...................... .........6 Esquema ilustrativo de manómetro y válvula de paso ....................... 11 Figura 1........13.................... Representación de la pluviométrica recolectada mediante curvas .. Hidrante de aluminio .. 13 Figura 1...................................11..........1 Componentes del sistema de aspersión portátil .......... 29 Figura 2........................ 48 Figura 3.. 11 Figura 1.............. Recta ajustada a los datos experimentales ............ 33 Figura 2................................... con sus elementos de control y protección .................... Tubería con compuertas de PVC y lona ...................... Codo de arranque y tee para conectar la tubería con compuertas .....8... Material a utilizar para determinar la curva caudal – carga......................................................... 35 Figura 3............. Equipos de bomba centrifuga horizontal y turbina vertical ......14.................... 43 Figura 3.........9..... Material a utilizar en la evaluación de aspersión portátil..........................1 Componentes principales en una obra de toma ............................................. 45 Figura 3....... Recta ajustada a los datos experimentales del aspersor Rain Bird TNT-30 ................................... 13 Figura 1.... Recta ajustada a los datos experimentales del aspersor Rain Bird TNT-30 ......... 47 Figura 3..........7...........................Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1......................... 4 Figura 1................. 39 Figura 3.....3......6............. Aspersor gigante o cañón .....1 Principales partes del aspersor ............. 10 Figura 1..................4 Aspersor Rain Bird ...............................................................................................3................2 Esquema del emisor de descarga ..... 14 Figura 2................. Esquema de estación de bombeo .....10.. Diferentes modelos de microaspersores .............................2 Casos de obras de toma y bombeo ........ 28 Figura 2.... 12 Figura 1.................................... 6 Figura 1............. Aspersores de impacto . 29 Figura 2.......5...................9....3............ 8 Figura 1.......................................... 25 Figura 2..... Recipiente esquemático para la medición de la descarga................................................ 28 Figura 2..... 32 Figura 2........ 27 Figura 2.......................................................8. 5 Figura 1.7......................................... Tuberías y accesorios de sistemas de riego ................ ........10...... 22 Figura 2...........5 Distribución de los vasos pluviométricos para captar el agua .5 Calibrador de aspersores ......................... 34 Figura 2................................................ Avance frontal y pivote central ..................... 12 Figura 1.........................2 Distribución de los aspersores .........................7...............................6 Toma de lecturas de volúmenes recogidos por los recipientes pluviométricos 48 Figura 3........ 14 Figura 1........... 7 Figura 1............................... Recta ajustada a los datos experimentales del aspersor Rain Bird TNT-30 .......................4.... Tren de descarga...........................................11...........................4 Esquema ilustrativo de la distribución del sistema .......................... 57 Universidad Autónoma Chapingo xiv Departamento de Irrigación .12......... Diferentes tipos de goteros ................................ ...................................... 122 Figura 6......................... Gotero microtubo ........................4.. 96 Figura 5........ 93 Figura 5...................1...................... 95 Figura 5................................................................................. Material necesario para la evaluación del pivote central .............................................8.... 114 Figura 6....... 67 Figura 4..........................5 Mecanismo de propulsión con turbina: flujo parcial y flujo total .................. 115 Figura 6............ 74 Figura 4..................... Representación tridimensional del patrón de mojado del aspersor durante la prueba ..........8 Equipo de pivote central en funcionamiento .................................................. Comparativa de la uniformidad para el caso de uno y cuatro aspersores de acuerdo a los diferentes coeficientes .9.....6 Ubicación de pluviómetros en campo . 65 Figura 4.....................7 Lista de materiales utilizados en la prueba ..................... Gotero helicoidal ............ 66 Figura 4............................... 62 Figura 4........ Láminas captadas en la fila 1 ....... 65 Figura 4.............................................. 92 Figura 5...............................1 Elementos en una instalación de pivote central...............................................7 Disposición de pluviómetros.................... 102 Figura 5......................................................1 Sistema de riego Avance frontal...........................3 Material necesario para la evaluación del pivote central ............................. 95 Figura 5..3 Esquema ilustrativo de ubicación de pluviómetros en la zona dominada por el avance frontal ........................................................... Gasto medido de los emisores instalados en el pivote central .............9 Medición de la descarga ...........................2.......................................2 Cañón de turbina ............ 111 Figura 6........... Emisores del equipo de pivote central durante la evaluación ..... 122 Figura 6..... 87 Figura 5............ 130 Universidad Autónoma Chapingo xv Departamento de Irrigación .......................................... 130 Figura 7..................... 73 Figura 4............................................................... 86 Figura 5.......10...........................................................2 Patrón de aplicación de agua para diferentes tipos de emisores ........................9......................................... Láminas captadas en la fila 2 ..........................................8 Esquema ilustrativo de colocación de pluviómetros .................................... Cañón de brazo oscilante............................. 68 Figura 4.......................................10 Manómetro empotrado antes de la salida del cañón ......... 57 Figura 3...5 Ubicación de pluviómetros en campo ........... 94 Figura 5..............6 Ejemplo de mecanismo guía para enrollamiento de la manguera ...4 Mecanismo de propulsión de fuelle hidráulico .. Caudales descargados por los emisores .....................................................3 Disposición típica de una parcela regada con un cañón viajero .............................................................................. 67 Figura 4.. 71 Figura 4..........................................................................................6....................4.......2.............5..........Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional Figura 3.......... 74 Figura 5...................1..................... 105 Figura 6........... Lamina de riego aplicada durante la prueba de uniformidad para una velocidad de operación del 100% del pivote central ............... 123 Figura 7............. ... 176 Figura 8............. Bi-Wall .... 131 Figura 7........ Gotero sobrelinea pinchado ..... T-Tape ........... 160 Figura 7..... 131 Figura 7.............8.................................... 181 Universidad Autónoma Chapingo xvi Departamento de Irrigación ................. Relación carga .....caudal de la cintilla Hydrolite emisor dos ...........................7...... Relación carga ..........................................caudal del microaspersor uno............. 173 Figura 8.....13..................... Relación carga ........ 177 Figura 8......19.............caudal de la cintilla Hydrolite emisor uno ...........24.....7........................................................... Relación carga ......................20............ 162 Figura 7......................................................caudal del gotero Supertif ...............3 Gotero tipo laberinto....................... 159 Figura 7..............4 Esquema ilustrativo para la selección de laterales ......26........................... 133 Figura 7............18. 163 Figura 7............ 176 Figura 8........... 157 Figura 7...14. Relación caudal presión de emisores según régimen ........ 130 Figura 7..........caudal del microaspersor dos ................................27........... Relación carga ............................................................16 Intervalo de presión de trabajo ...caudal de la cintilla Hydrogol emisor tres..................11......................... 133 Figura 7....... 134 Figura 7......28.............................caudal de la cintilla Hydrolite emisor cuatro ..... 132 Figura 7.caudal de la cintilla Hydrogol emisor uno.........caudal de la cintilla Hydrolite emisor tres ...................................17.....12.............. 132 Figura 7....................... 162 Figura 7................ 138 Figura 7........................ Escala logarítmica en función de la carga y caudal ...... Variación de caudal en función de la presión ..... a) Microaspersor b) Difusor .................. 162 Figura 7...............5 Gotero tipo vortex ......... 135 Figura 7............. 142 Figura 7........... Relación carga ...Relación carga ...... Relación carga .............9.......15 Distribución normal del caudal del emisor ......3 Cintas de riego por goteo instaladas en campo ........................................10....................................29....... 149 Figura 7................... 159 Figura 7................ 160 Figura 7.............caudal de la cintilla Hydrogol emisor cuatro......2 Esquema ilustrativo para la selección de goteros de la unidad de riego ......25.... 163 Figura 7.....................22..... Relación carga .... 169 Figura 8................ 175 Figura 8..............21.....6 Medición de la presión mediante manómetro ..... 165 Figura 7.......................... 133 Figura 7.....caudal de la cintilla Hydrolite emisor cinco .................................4. 159 Figura 7..............5 Medición de la descarga de microaspersor con probeta graduada . Manguera de doble pared.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional Figura 7........................ 165 Figura 8..................... Relación carga .......23........ Manguera perforada............... 136 Figura 7.. Relación carga .caudal de la cintilla Hydrogol emisor cinco .........1 Esquema ilustrativo de un sistema de riego localizado .........autolimpiante..................caudal de la cintilla Hydrogol emisor dos ................ Relación presión-caudal de NaaNDrip Thin-Wall dripline .. Relación carga ........................................... Relación carga ............................ Gotero autocompensante ....................... Cinta de exudación .....................6 Gotero autocompensante ... . Gasto para limpieza para un m2 de lecho filtrante en función del diámetro efectivo de arena .......2 Esquema instalación de inyectora eléctrica .................... 227 Figura 10....................................14...........2 Esquema ilustrativo del hidrociclón .............. Pérdida de carga en función de caudal del filtro de anillos ................. 231 Figura 10.......................25** ........................................ 198 Figura 9................................. 226 Figura 10........ 216 Figura 10..........................................8.10** ........... Diagrama de fases del agua ......... 202 Figura 9.................. 227 Figura 10.. Gráficos de pérdida de carga para las bombas inyectoras TF.......... 252 Figura 10..................8 Esquema de inyector Venturi ............7................ 226 Figura 10.......... Gráficos de pérdida de carga para las bombas inyectoras TF............. Granulometría .....6 Esquema de instalación y funcionamiento de un tanque de inyección ............ 251 Figura 10...... 228 Figura 10............14....................1..............................13...11 Esquema ilustrativo de un anillo ...............................................................4 Esquema genérico de funcionamiento de una inyectora hidráulica ..............................Pérdida de carga en función de caudal del filtro de arena ..........17..............4....... 212 Figura 9.......................... Color del anillo de disco y pérdida de carga en función del caudal......................... Pérdida de carga en función del caudal y diámetro del hidrociclon ..................... 199 Figura 9.........................................10 Instalaciones típicas de inyectores Venturi ....11 Esquema de Venturis en paralelo .............15..........................................12 Proceso de filtrado de un filtro de anillos ............................................................... 206 Figura 9............ Evolución de la concentración en un tanque de 200 l.................................................12 Bombas inyectoras hidráulicas .........................5 Esquema de instalación de una inyectora hidráulica . 198 Figura 9..........................10 Esquema ilustrativo de un filtro de anillos ............1 Esquema de funcionamiento de inyectora eléctrica...............Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CONTENIDO GENERAL Tesis Profesional Figura 9...................6................................................................................................... 232 Figura 10....5 Esquema ilustrativo de los filtros de arena ................................................................... Esquema de relación de medidas en hidrociclones comerciales ............................ 229 Figura 10....................................16. 190 Figura 9........3 Inyección en aspiración de la bomba principal ............................... 213 Figura 9.................3 Esquema de funcionamiento del hidrociclón ...........9 Esquema básico de instalación de un inyector Venturi . 231 Figura 10................ 207 Figura 9...................... 204 Figura 9.............9 Esquema ilustrativo de filtro de mallas .................. 230 Figura 10......... Pérdida de carga en relación al caudal de filtración de hidroclones Yamit Eli ........ 200 Figura 9....... 208 Figura 9.... 197 Figura 9................ 203 Figura 9.................. 206 Figura 9..13 Proceso de lavado de un filtro de anillos ..............7......................................... 225 Figura 10... 252 Universidad Autónoma Chapingo xvii Departamento de Irrigación .............. 207 Figura 9.. 4 Universidad Autónoma Chapingo 1 Departamento de Irrigación . El 54% de esta superficie corresponde a 82 Distritos de Riego.3 millones de hectáreas. se procede con la determinación de los coeficientes de uniformidad y la uniformidad de distribución.uniformidad de distribución. . S. Hernández-Saucedo4. S. México. Se desarrollan diez prácticas para la evaluación de los principales sistemas y componentes del riego presurizado. y el 46% restante a obras de riego pequeñas operadas. eficiencia de aplicación. Montesinos-López1*. V. R. Aguirre-Rojo6 RESUMEN En México. A. Ángeles-Montiel2. 2. la superficie con infraestructura de riego es de 6. J. Profesor del Departamento de Irrigación. las cuales se llaman Unidades de Riego. García-Martínez1*. Martínez –Elizondo3. Departamento de Irrigación. En el presente trabajo se desarrolla la metodología para la evaluación del riego presurizado en sus diferentes sistemas y componentes. Universidad Autónoma Chapingo. R.Pasante de la carrera Ingeniero en Irrigación. Ríos-Cruz5. 1 . conservadas y mantenidas por los propios productores. . en los cuales se calculan los principales parámetros que influyen en la distribución del agua. con lo cual se evalúa el manejo y la aplicación adecuada. Universidad Autónoma Chapingo. Chapingo. F. Fco.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión INTRODUCCIÓN Tesis Profesional MANUAL DE PRÁCTICAS DE INGENIERÍA DE RIEGO A PRESIÓN H. 3. Palabras clave: Coeficiente de uniformidad. we proceed with the determination of the coefficients of uniformity and distribution uniformity. Fco. Uniformity of distribution. 2. which are called Irrigation Units. In this work we develop the methodology for the evaluation of pressurized irrigation in its various systems and components. S. J. the area equipped for irrigation is 6. F. México. which assesses the proper handling and application. 4. preserved and maintained by the producers themselves. application efficiency. Universidad Autónoma Chapingo.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión INTRODUCCIÓN Tesis Profesional ENGINEERING MANUAL OF PRACTICAL IRRIGATION PRESSURE H. S. Keywords: Uniformity coefficient. R. Under graduate of Irrigation Engineering. 54% of this area corresponds to 82 irrigation districts. Montesinos-López1*. Universidad Autónoma Chapingo 2 Departamento de Irrigación . Ríos-Cruz5. Hernández-Saucedo4. Research Profesor Irrigation Dept. Universidad Autónoma Chapingo. García-Martínez1*. Aguirre-Rojo6 SUMARY In Mexico. 1 . V. Irrigation Dept. Ángeles-Montiel2. R. Ten practices are developed for the evaluation of major systems and components of the pressurized irrigation. 3. Martínez –Elizondo3. México. in which calculated the main parameters that influence the distribution of water. A.3 million hectares. and 46% remaining small irrigation works operated. Actualmente no se cuenta con un manual de prácticas correspondiente a la materia. teniendo una función de apoyo a los programas teóricos impartidos en el departamento. regular o mal. evaluación de un sistema de riego localizado. El contenido que se presenta en el trabajo es una herramienta de apoyo a las prácticas de la materia de ingeniería de riego a presión. en primer lugar se da una breve descripción del método de riego. equipos de filtración y equipos de fertilización.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión INTRODUCCIÓN Tesis Profesional INTRODUCCIÓN En el departamento de irrigación se imparte la materia de ingeniería de riego a presión. cada una de las diez prácticas consideradas. para el desarrollo de las prácticas de la materia se cuenta con un laboratorio de Ingeniería de Riego de la sección de Riego y Drenaje del Departamento de Irrigación. algunas de estas prácticas se han venido impartiendo en cursos anteriores. cuyo objetivo es mostrar a los alumnos los principales sistemas de riego a presión que se manejan hoy en día. ubicado en Tlapeaxco. A continuación se describe. sin embargo. También lo aquí presentado puede ser de utilidad para revisar los sistemas de riego en el campo y definir si funcionan bien. evaluación de un sistema de riego por aspersión portátil. resulta conveniente tener uno. evaluación de un sistema por aspersión de cañón viajero. curva carga-gasto de un emisor de riego localizado. Universidad Autónoma Chapingo 3 Departamento de Irrigación . las cuales son: principales componentes de un sistema de riego. tomados en el Laboratorio de Ingeniería de Riego del Departamento de Irrigación. evaluación de un sistema por aspersión de pivote central. tanto en el país como en el mundo. evaluación de sistemas de riego por aspersión de avance frontal. Por tal motivo se realizó el presente manual en el cual se plasma la metodología de evaluación de los diferentes sistemas de riego. curva caudal-carga de un aspersor. con las mejoras y avances que se han tenido en el ramo. posteriormente se ejemplifica con datos de campo y cálculos de gabinete. en forma gradual. evitando cauces inestables. evitando lugares cercanos a caídas y rápidas.) de abastecimiento para conducirla hasta el cárcamo de bombeo. el tramo debe ser lo suficientemente resistente para desplantar la obra. las rejillas. Las partes de la obra de toma son: el acceso. la fuente con la toma y también se aprovecha el paso del agua por ésta estructura. río. OBJETIVO Conocer que es un sistema de riego presurizado a nivel parcela. 1. En caso de canales de tierra. en un tramo lo más recto posible y alejado de curvas. Obra de toma Esta obra permite tomar el agua de la fuente (canal. ASPECTOS TEÓRICOS 1. manantial etc. pozo.1 se presentan las partes de la obra de toma.2. Figura 1. Universidad Autónoma Chapingo 4 Departamento de Irrigación . PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO 1. qué variantes presenta y cuáles son sus principales componentes.2.1. Se construye para comunicar. con pendiente suave y lo más uniforme posible.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO 1. La obra de toma se caracteriza porque la longitud del conducto a la descarga debe ser la mínima posible en el que no resulten grandes volúmenes de excavación. para sedimentar materias en suspensión que lleva el agua. la estructura de entrada.1 Componentes principales en una obra de toma Canal de acceso.1. el mecanismo de control y el conducto. En la figura 1. gastos y características del equipo de bombeo. Adquiere formas y tamaños diversos que dependen de la naturaleza de los cuerpos que va a retener. Constituye la entrada del agua sirviendo de apoyo a las rejillas. la manera de apoyarlas. En ocasiones cerca de ella se antepone un muro para retener y desviar peces. Rejillas.2 Casos de obras de toma y bombeo Partes de la obra de toma La obra de toma consta de la obra civil construida para la extracción del agua de la fuente de abastecimiento. Aloja los mecanismos o sistemas de control para el paso del agua.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO Estructura de entrada. Esta puede ser de diferentes formas dependiendo del tipo Universidad Autónoma Chapingo 5 Departamento de Irrigación . así como lo necesario para facilitar su inspección y limpieza cada vez que lo requiera. Figura 1. así como de su accesibilidad para lograr su limpieza y restitución. Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO de fuente de abastecimiento: pozo profundo, río, bordo, manantial, etc (figura 1.2). En el caso de un pozo profundo, éste puede considerarse en sí como la obra de toma. En el caso de una fuente de abastecimiento superficial, la obra de toma puede variar desde un cárcamo de bombeo simple, integrado por un depósito con una bomba centrífuga, hasta un cárcamo complejo equipado con varias turbinas verticales y un canal de llamada. 1.2.2. Estación de bombeo 1.2.2.1. Cárcamo El pozo de succión o cárcamo es la estructura vertical en donde descarga el conducto de la toma y se instalan las bombas para elevar el agua al nivel deseado (figura 1.3). Consiste generalmente en un depósito enterrado construido de concreto o mampostería cuyas dimensiones están en función de la magnitud del equipo que se vaya a instalar y del procedimiento empleado en su construcción. Además en su diseño se toma en cuenta la facilidad que se debe tener para su inspección y limpieza periódicas. Figura 1.3. Esquema de estación de bombeo 1.2.2.2. Equipo de bombeo Lo constituyen todas las unidades (bomba y motor) de bombeo instalado para proporcionar el gasto requerido, así como los accesorios de control y protección (válvulas) antes de iniciarse la descarga común y los dispositivos de arranque y Universidad Autónoma Chapingo 6 Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO parada. En la figura 1.4 se muestra equipos de bombeo centrifuga horizontal y turbina vertical. Figura 1.4. Equipos de bomba centrifuga horizontal y turbina vertical 1.2.2.3. Descarga Puede decirse que la descarga de una planta de bombeo comprende todos los elementos e instalaciones que se requieren para conducir el agua, desde la salida de la bomba hasta donde se inicia su distribución (figura 1.5). Se componen de equipo de control como medidores de gasto, dispositivos reguladores de presión, válvulas de control y de seguridad, y manómetros; también cuentan con dosificadores de agroquímicos, filtros y accesorios (SARH, 1980). 1.2.2.4. Subestación eléctrica En los casos en que es empleada la energía eléctrica para mover las bombas, es necesario instalar una subestación eléctrica, la cual tiene por objeto cambiar las características de la energía aprovechada (generalmente de alto a bajo voltaje) y suministrar la requerida por el equipo de bombeo (SARH, 1980). Esencialmente una instalación de este tipo consta de las siguientes partes:  Transformador. Mediante estos aparatos se cambia el voltaje de la corriente, obteniéndose el deseado.  Cuchillas fusibles. Se emplea para proteger la instalación contra fallas debidas a sobrecorriente causada por un corto circuito. Universidad Autónoma Chapingo 7 Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO  Interruptor con carga. Sirven para proteger la instalación contra- sobrecorrientes por fallas en la línea de alimentación y además desconectar con carga al transformador, a fin de darle a éste servicio de mantenimiento.  Apartarrayos. Protege la subestación contra las descargas atmosféricas.  Equipo de Medición. Registra la cantidad de energía consumida. La magnitud de la subestación dependerá principalmente de la potencia de cada motor y del total en la instalación. Figura 1.5. Tren de descarga, con sus elementos de control y protección Universidad Autónoma Chapingo 8 Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO 1.2.2.5. Otras partes Caseta de controles Se construye para alojar los controles eléctricos que operan a las bombas, como son arrancadores, estación de botones, etc. Se localiza de tal manera que el acceso a ella sea rápido y fácil. Generalmente se procura que esté cerca de la subestación para acortar la longitud de los cables que conducen la energía de bajo voltaje. Sus dimensiones dependerán de los artefactos que aloja, dotándosele de una buena ventilación. Almacenamiento de combustible En el caso de tener motores de combustión ya sea de gasolina, diesel, etc, será necesario disponer de un depósito para almacenar el combustible empleado y asegurarse de él para evitar interrupciones del servicio por ese elemento. La capacidad deberá estar de acuerdo con el consumo de los motores y considerando el tiempo que se necesita para proveerse de él nuevamente. Se ubicará en un lugar poco alejado de los motores y no expuesto a chispas o flamas, procurando que un vehículo tenga acceso fácil a él para su llenado. Protección de las instalaciones Se deben proteger los elementos de una planta de bombeo expuestos a animales, personas ociosas y del agua de lluvia (SARH, 1980). Para lo primero se construyen cercas de alambre, bardas de tabique, mampostería o muros de celosía, en los lugares que se crean necesarios, procurando que con esto queden integradas todas las partes de la planta. Cuando los motores no sean del tipo intemperie, se protegerán del agua de lluvia mediante una caseta. 1.2.3. Red de conducción y distribución La red de conducción y de distribución constituye el conjunto de tuberías que llevan el agua desde la fuente de abastecimiento o unidad de bombeo, hasta la entrada de las secciones o laterales, en su caso. La red está compuesta por tuberías Universidad Autónoma Chapingo 9 Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO generalmente de PVC o aluminio con sus diferentes accesorios tales como conectores, válvulas de control, válvulas de admisión y expulsión de aire, válvulas de alivio de presión, válvulas de desfogue (figura 1.6). Las tuberías que comúnmente se utilizan para la construcción de líneas de conducción son: acero, fierro galvanizado, fierro fundido, asbesto-cemento, PVC, polietileno de alta densidad y cobre. Figura 1.6. Tuberías y accesorios de sistemas de riego 1.2.4. Líneas de riego y emisores A. Baja presión y tubería con compuertas Hidrantes. Son las válvulas de riego por donde se deriva o se entrega el agua a la parcela, se conectan a la tubería con compuertas mediante la inserción de un codo de arranque; los diámetros más comunes en el mercado son de 6, 8 y 10 pulgadas, en material de aluminio. También se utiliza en sistemas de riego por aspersión, en diámetros menores (figura 1.7). Universidad Autónoma Chapingo 10 Departamento de Irrigación y de direccionar el flujo de agua (figura 1. 8 y 10 pulgadas. Las tuberías con compuertas representan la innovación tecnológica más reciente en la aplicación del riego parcelario por gravedad y tiene características muy importantes para el aforo. Codo de arranque y tee para conectar la tubería con compuertas Tubería con compuertas.70. Figura 1. Universidad Autónoma Chapingo 11 Departamento de Irrigación . El material de las tuberías con compuertas normalmente es PVC. para sistemas operados con carga hidráulica natural. Es un dispositivo portátil que permite la conexión entre el hidrante y la tubería con compuertas. 1. control y manejo del riego por gravedad.9). se puede utilizar manguera de plástico enrollable (figura 1.8). sin embargo.7. con separación entre compuertas de acuerdo con la separación entre surcos (0.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO Figura 1.8.80. Hidrante de aluminio Codo de arranque. los diámetros comerciales más comunes son 6. su función principal es de apertura y cierre del hidrante. 0.0 m). Al igual que en los hidrantes. Universidad Autónoma Chapingo 12 Departamento de Irrigación . A los tubos con los emisores (goteros o microaspersores) se les conoce como líneas regantes.9. y propiamente el microaspersor. se les conoce como sistemas integrados.10 se presentan goteros integrados a la línea regante. la bayoneta o estaca. Los goteros pueden ser colocados en la línea regante durante la instalación del sistema o puede escogerse tubería con goteros ya insertados en fábrica.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO Figura 1. En la figura 1.10. el cual está compuesto por el tubo (tubín) que surte de agua de riego desde la línea regante. Diferentes tipos de goteros En la figura 1. Tubería con compuertas de PVC y lona B. Figura 1.11 se presentan diferentes modelos de microaspersores. Riego localizado En los sistemas de riego localizado los emisores se colocan en líneas de riego que normalmente son tubos de polietileno de baja densidad y en forma equidistante. y los diferentes tipos de goteros. 12. Los de baja presión son aquellos cuya presión de operación es hasta 2 kgcm-2. Suelen ser de Universidad Autónoma Chapingo 13 Departamento de Irrigación . 2002). los más utilizados en la agricultura son los de impacto. Aspersión Los principales componentes de un sistema de riego por aspersión son los aspersores y los tubos elevadores.2 y 1. media y alta presión. Los aspersores de presión de operación media son aquellos que operan entre 2 y 4 kgcm-2.11. Su presión de operación es mayor de 4 kgcm-2. los cuales riegan sólo en un cierto ángulo de trabajo preestablecido (figura 1.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO Figura 1. Los aspersores de alta presión son comúnmente llamados aspersores gigantes o cañones (figura 1.13).5 ls-1 (Comisión Nacional del Agua. Figura 1. Suministran caudales entre 0. Aspersores de impacto Existen diferentes tipos de aspersores.12). Los aspersores están provistos de una o dos boquillas montadas sobre un cuerpo central por las que sale el agua en ambos sentidos. generalmente son de círculo completo y tipo sectoriales. Por su presión de funcionamiento existen aspersores de baja. Diferentes modelos de microaspersores C. El caudal varía entre 5 y 30 ls-1 y su radio de mojado es de 25 a 60 m. Figura 1. Los emisores pueden ser aspersores de brazo oscilante. 1992).Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO gran tamaño y pueden constar de una. Aspersor gigante o cañón Los sistemas de aspersión propulsados presentan desplazamiento en ramales de riego como es el caso de los pivotes central y avance frontal estos constan de torres con separación entre ellas de 25 a 75 m y longitudes de laterales desde 60 a 800 m. aspersores o difusores y cañones de extremo. cuentan con motores eléctricos para su movimiento pudiendo regular su velocidad de avance y un sistema de alineamiento como seguridad del lateral y del mismo equipo (Tarjuelo. dos o tres boquillas.14. Figura 1. Avance frontal y pivote central Universidad Autónoma Chapingo 14 Departamento de Irrigación .13. PROYECTO DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO Un proyecto de riego está constituido por diversos elementos de ingeniería que interactúan para lograr el propósito común de aplicar el agua a los cultivos. el gasto de diseño. tipo de suelo. un aumento de la producción. éstos deberán elaborarse. deben cumplir ciertos requisitos durante las etapas de planeación. el tipo de sistema de riego además se deben tener estudios y datos básicos como: 1) Información básica: caracterización del sitio. el sistema se desempeñará eficazmente. estadística del clima. a esta interacción se denomina sistema de riego (SARH. 1980). Si todas estas actividades se realizan correctamente. Si el proyecto incluye las pruebas y puesta en operación del sistema. 2) Estudios preliminares: levantamiento topográfico con curvas de nivel con la separación adecuada que se requiera para conseguir alta precisión en el diseño del sistema.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO 1. es necesario realizar una prueba electromecánica para determinar su funcionamiento real. 3) Estudios de factibilidad: generalmente el desarrollo de proyectos presupone la existencia de estudios de factibilidad que fundamentan la ejecución. sin embargo. padrón de cultivos. estudio agroclimatológico y caracterización del suelo. tanto el diseñador como el instalador o constructor y el usuario. éstas Universidad Autónoma Chapingo 15 Departamento de Irrigación . esta prueba permite conocer las relaciones gasto-carga y gasto-eficiencia de cada equipo. padrón de usuarios y plano con la tenencia de la tierra. el gasto disponible. lo cual repercutirá en una elevada eficiencia de aplicación del agua a los cultivos. operación y mantenimiento. uso actual del suelo para planear la reconversión de cultivos. fuente de abastecimiento. análisis de calidad del agua para riego. Para que un sistema de riego desarrolle su máximo potencial. cuando no existan. entre otras: la superficie. estudio socioeconómico del área del proyecto para conocer la capacidad financiera de los usuarios. El proyecto debe incluir las características básicas del sistema de riego. muestras de agua. diseño. el ahorro de agua y reducción de costos por concepto de energía eléctrica. instalación. 4) Pruebas y ensayos: cuando el sistema de riego proyectado se conecta a la descarga de una o varias bombas existentes.3. el diámetro de las tuberías regantes. así como la pérdida de energía de la red. pues a mayor inversión inicial por aumento del diámetro de las tuberías. aunque Universidad Autónoma Chapingo 16 Departamento de Irrigación . resultan unidades de riego con áreas de la misma magnitud. 7) Diseño de la unidad de control general y equipo de bombeo: en esta etapa se seleccionan los elementos de la unidad de bombeo de acuerdo con las necesidades de filtrado y de inyección del sistema de riego. y que la velocidad en las tuberías de la red parcelaria no sea mayor de 2. ya que es esencial para la correcta operación del sistema de impulsión. el canal de llamada. 6) Diseño de la red hidráulica: esta etapa consiste en calcular. 8) Diseño de la obra civil: en esta etapa se diseña el cárcamo de bombeo y en algunos casos también la obra de toma.0 ms -1. la unidad de bombeo se selecciona para satisfacer la carga dinámica total necesaria para operar el sistema de riego. así como su tiempo de riego a partir de la lámina de diseño. 9) Reglas básicas de operación: la operación del sistema depende de los aspectos agronómico e hidráulico. la caseta de controles. La red de conducción se debe diseñar manteniendo un equilibrio entre la inversión inicial y el costo de operación por consumo de energía eléctrica. las instalaciones eléctricas. el cárcamo de bombeo y el resto de las obras se diseñan para satisfacer la demanda de agua del sistema de riego y las solicitaciones a las que estarán expuestas. 5) Diseño agronómico: este proceso consiste en dimensionar la superficie máxima de cada unidad. el gasto disponible y de diseño. incluido el sistema de inyección de agroquímicos. distribuidoras y de conducción. cuando el proyecto ha integrado ambos aspectos. el tiempo de operación. se presentará un menor costo por concepto de energía eléctrica y viceversa. el gasto del emisor y otras variables.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO deberán realizarse bajo el procedimiento establecido en un manual de operación. El cárcamo de bombeo es la obra civil más importante. El diseño de la red parcelaria debe considerar al menos dos criterios básicos: que las secciones operen con una uniformidad de emisión alrededor del 90%. bajo un criterio de optimización. los atraques y otros elementos adicionales. Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO Tesis Profesional tengan diferente forma. en los apartados siguientes se muestran algunos formularios básicos de llenado de información. el costo de producción. como son: la tasa de descuento. Además. En este análisis se deben identificar todos los beneficios generados por el sistema de riego que pagará la inversión realizada. el monto de la inversión inicial del sistema de riego y las reinversiones. 10) Evaluación económica: la evaluación económica consiste en obtener los indicadores económicos básicos para establecer la rentabilidad del proyecto.4. el rendimiento esperado. Existen varias decisiones a considerar durante el diseño de un sistema de riego. el periodo de evaluación que estará en función de la vida útil del proyecto. económicas y sociales del proyecto. ya que genera iguales tiempos de riego. por lo que la disponibilidad de información con oportunidad y confiabilidad es indispensable para la selección de la mejor alternativa viable para las condiciones técnicas. para todas las unidades. 1. según el tamaño de la unidad y el número de secciones de riego. Estos indicadores económicos se deben obtener una vez que se hayan definido las condiciones de operación y los parámetros de evaluación. Universidad Autónoma Chapingo 17 Departamento de Irrigación . Las reglas básicas de operación deben especificar el tiempo de riego necesario para satisfacer la demanda evapotranspirativa del cultivo en su etapa crítica. se debe especificar claramente la ubicación de las secciones que pueden operar individual o simultáneamente. Este hecho simplifica la operación del sistema. el volumen de producción y el precio medio del producto. ADQUISICIÓN DE INFORMACIÓN La compilación de información es el primer paso en el proyecto de un sistema de riego. La calidad de la información disponible es determinante para la realización de un diseño económico y funcional. 4. Tipo de Terreno: Tipo de suelo: Superficie a futuro: ___________________ ha.1 Datos de cultivo Lote Cultivo Dist/hilera (m) Dist/plantas (m) Superficie (ha) N° plantas Marco de plantación Sistema de riego 1. Datos del proyecto Fecha: __________________________ Cinta de riego Cañón fijo Multicompuertas Micro aspersión Cañón portátil Jardín Subfoliar Aspersión semi-portátil Otro: 1.2.3. Datos del Terreno Superficie: ___________ ha.4.4.2 Datos de la fuente de abastecimiento Nivel (m) Tipo de fuente Estático Dinámico Tipo: Pozo (P) Noria (N) Desnivel del agua a la descarga Disponibilidad Tiempo Días Caudal (ls-1) (h/día) (día/mes) Rió o Arroyo (A) Canal (C) Caudal a utilizar (ls-1) Pila/embalse (E) Calidad del agua: _____________________________________________________ Universidad Autónoma Chapingo 18 Departamento de Irrigación .4. Datos de la fuente de abastecimiento Cuadro 1. Datos de cultivo(s) Cuadro 1.1.4.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO 1. Plano Arenoso Pedregoso Accidentado Muy accidentado Franco Arcilloso si no Capacidad de campo: ___________________________________ Punto de marchitamiento permanente: _____________________ Profundidad del nivel freático: __________________________________________ 1. México. Croquis o plano Ubicar la fuente de abastecimiento hidráulica y eléctrica. construcciones. 1. Pot.4.7. # de Volt. Manual para la elaboración y revisión de proyectos ejecutivos de sistemas de riego parcelario. barrancas.3 Datos de equipo de bombeo Transformador Bomba Motor Marca Mod. carreteras. Dirección General de Obras Hidráulicas y de Ingeniería Agrícola para el Desarrollo Rural (1980). etc. Datos de tubería Cuadro 1.4.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional PRINCIPALES COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO 1.4. SARH. de línea Tipo de fabricación o (referenciada a) material denominación comercial Diámetro (mm) Exterior Interior ¿Año en que se instaló? ¿Se utilizará en proyecto? 1. drenes. (Hp) fases Capacidad (Kva) Marca Mod. (2002). Universidad Autónoma Chapingo 19 Departamento de Irrigación . todos los obstáculos como ríos. Datos de equipo de bombeo Cuadro.4 Datos de tubería Norma de No. vías FFCC.F.1.5. D.5. Tipo Descarga Caudal -1 Presión Diámetro (ls ) -2 (kgcm ) (pulg o mm) Combustión interna (RPM de operación): ______________________________ Tipo de bomba: Vertical (V) Horizontal (H) Presión de descarga: _______________________________________________ 1. canales. caminos. BIBLIOGRAFÍA Comisión Nacional del Agua. México.6. Proyectos de plantas de bombeo modelo México. incluye información sobre los diferentes modelos de aspersores para las presiones y gastos de trabajo recomendados por los fabricantes.Parte 1: Diseño y requisito de operación.Aspersores rotativos -. CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR 2. ASPECTOS TEÓRICOS Para el diseño de equipos de riego por aspersión es necesaria la determinación de las características de todas las partes que constituyen el equipo.Aspersores rotativos -. REQUISITOS GENERALES Y MÉTODOS DE ENSAYO.2. ISO 15886-3:2004 Equipo de riego agrícola -.Parte 3: Diseño y requisito de operación. Además.1. establece los requisitos de calidad aplicables a los aspersores giratorios por impacto para sistemas de riego por aspersión. ISO 15886-4 (en realización en ISO/TC23/SC18). OBJETIVO Conocer los componentes de un aspersor y observar su funcionamiento para así realizar su calibración mediante la relación de presiones de operación con sus respectivos gastos. Otras normas aplicables a nivel internacional son: UNE 68072 1986 MATERIALES DE RIEGO.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR 2.1. que garanticen el uso eficiente del agua en el riego agrícola. Universidad Autónoma Chapingo 20 Departamento de Irrigación . 2. Normas aplicadas a aspersores La norma mexicana NMX-O-166-SCFI-1999 ASPERSORES GIRATORIOS POR IMPACTO PARA SISTEMAS DE RIEGO POR ASPERSIÓN – ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA. ASPERSORES ROTATIVOS. Procedimiento de ensayos en aspersión con fines de investigación. ISO 7749-1: 1995 Equipo de riego agrícola -. Equipo de riego agrícola -.2. ASAE S330. de tal forma que permitan la aplicación del agua con alta eficiencia y al mínimo costo posible.Aspersores rotativos -. 2. su funcionamiento hidráulico relacionado con el área humedecida del terreno y sus diferentes modelos de distribución del agua aplicada al suelo.Parte 4: Diseño y requisito de operación. También se incluye información sobre las características de las boquillas de los aspersores. Universidad Autónoma Chapingo 21 Departamento de Irrigación . Su mecanismo de giro es a través de balancín. Clasificación de aspersores De acuerdo a su funcionamiento existen diferentes tipos de aspersores. b) Aspersores de balancín: Son aquellos donde el mecanismo de acción del giro es a través de un balancín accionado por su propio peso. dentro de los cuales destacan los aspersores fijos y aspersores giratorios por reacción y por impacto. Clasificación de los aspersores por su número de boquillas a) Aspersores de una boquilla. este martillo produce un golpe intermitente sobre el aspersor produciendo giros pausados. 1992): a) Aspersores de martillo: Son aquellos donde el mecanismo de acción del giro es un martillo sujeto a un eje sobre el cuerpo del aspersor. Clasificación de los aspersores por su presión a) Aspersores de presión baja y media: Son aquellos que operan con presiones entre 100 kPa y 200 kPa (1 kgcm-2 y 2 kgcm-2) y entre 200 kPa y 400 kPa (2 kgcm-2 y 4 kgcm-2). éstos se clasifican de la manera siguiente (Tarjuelo. accionado por una muelle (resorte trabajando a torsión).Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR 2. C. el cual se interpone intermitentemente al chorro de agua ocasionando un giro pausado del aspersor. Su mecanismo de giro corresponde al tipo martillo. A. B. Clasificación de aspersores por el ángulo de salida del chorro a) Ángulo bajo: Corresponde a ángulos menores o iguales a 20 grados b) Ángulo alto: Correspondiente a ángulos mayores a 20 grados. b) Aspersores de dos o más boquillas. respectivamente.2. b) Aspersores de presión alta: Se les conoce comúnmente como aspersores de cañón y operan con presiones de 400 kPa a 700 kPa (4 kgcm-2 a 7 kgcm-2). Clasificación de los aspersores por su mecanismo de giro Aunque todos los aspersores giratorios tienen el mismo principio de movimiento debido al impacto del chorro de agua sobre un accesorio instalado en un mecanismo.2. D. La presentación exterior que debe tener la conexión del aspersor es de un tornillo con rosca de 12.1 se muestra las principales partes de un aspersor de martillo. 19. para roscarlo en el elevador.1 mm (3/4‖) y 25. En el caso de los aspersores Universidad Autónoma Chapingo 22 Departamento de Irrigación .3.2.7 mm (1/2‖). por su parte interior debe ser hueca para que se pueda ajustar a la extensión del cuerpo del aspersor.4 mm (1‖).Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR 2. generalmente la extensión se utiliza para dar mejor acabado en el sitio donde se instala el soporte y el giro del aspersor. y sirve de apoyo opcional en algunos aspersores donde el cuerpo se fabrica de una sola pieza. Cuerpo y extensión Es la parte central del aspersor que realiza la función hidráulica de conducir el agua desde la tubería de acceso (del elevador o de la línea lateral) hasta la sección de descarga (boquilla). Conexión del aspersor Es la parte donde se apoya y gira el aspersor. uniéndose al elevador de la tubería. plástico. B. latón y acero inoxidable. Los materiales que se utilizan para su fabricación pueden ser latón y plástico. Figura 2. principalmente. aluminio. las otras extensiones generalmente son del mismo material del cuerpo del aspersor. hembra o macho.1 Principales partes del aspersor A. Los materiales que se utilizan en la fabricación del cuerpo son básicamente: bronce. Componentes de un aspersor de martillo En la figura 2. En el caso de un cuerpo fundido en bronce se le hace una extensión de un material más fácil de tornear y que resista la fricción como es el latón. también actúa como freno al giro. Los diámetros utilizados en este último tipo de aspersores son 38. las conexiones tienen las mismas funciones antes señaladas.1 mm (1 1/4) o 50. D. sin embargo. De este mecanismo también depende el número de vueltas por minuto que da el aspersor. cambia su presentación por bujes y baleros que soportan los empujes del aspersor. C. según el tipo de aspersor. Boquilla La boquilla es el elemento por donde se descarga el agua del aspersor. Universidad Autónoma Chapingo 23 Departamento de Irrigación . útil para terrenos de baja permeabilidad y cultivos delicados). mientras mayor sea el número de vueltas menor es la pluviometría instantánea de riego del aspersor. que produce el giro del aspersor. Mecanismo de giro Tiene como función producir el giro del aspersor con respecto a su eje y se relaciona con el número de vueltas por minuto que da el aspersor (desde el punto de vista hidráulico. Las partes que componen el mecanismo de acción del giro de un aspersor de martillo. son las siguientes:  Martillo  Muelle  Perno  Cojinetes Aunque su principal función es de evitar las fugas de agua por las articulaciones entre el cuerpo y el soporte del aspersor.8 cm (2‖).Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR de cañón. Su funcionamiento se inicia con la acción del chorro de agua emitido por la boquilla sobre la paleta colocada en el martillo o balancín. éste puede contar con una o más boquillas. son las siguientes:  Empaque de hule  Resorte  Rondanas planas de fierro o plástico. Las partes que componen el mecanismo de reacción al giro para un aspersor de martillo. Su funcionamiento hidráulico es como el de un orificio sujeto a una carga de presión tal que produce una emisión de un chorro de agua de alta velocidad. La carga de presión (p1/γ) de que dispone el agua en el interior de la tubería. carga hidráulica a la entrada del aspersor. h. figura 2. Si se aplica el teorema de Bernoulli entre la entrada al emisor (punto 1) y la sección contraída del chorro de agua a la salida de éste (punto 2). se tiene que: (2. se transforma en carga de velocidad (v22/2g) en la salida del emisor con una eficiencia dada por el coeficiente de velocidad CV .3 en la ecuación 2.4) Universidad Autónoma Chapingo 24 Departamento de Irrigación . coeficiente de descarga característico del aspersor (representa el caudal bajo carga unitaria).2. caudal del aspersor. 1999) . en el caso de los aspersores el valor n estará alrededor de 0.carga en emisores. normalmente en ls -1. exponente de descarga del emisor. tomando el valor de n = 1 para flujo laminar y n = 0 en emisores autocompensantes.4. que depende del tipo de flujo que se establezca en el mismo y de su grado de autocompensación. figura 2.5.2 (Ángeles. normalmente en kgcm-2. Deducción de la relación gasto. En la teoría hidráulica se define la carga de un orificio h. 2. Curvas características de aspersores Son las curvas que representan la relación entre el caudal que descarga el aspersor y la presión existente a la entrada del mismo.2.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR 2. como: (2.2. ajustándose a una ecuación del tipo: q  Kh n (2.5.1) dónde: q. K. n.3) Sustituyendo la ecuación 2. lo que implicaría que q=K.2 y considerando que tanto z1 como z2 son iguales dado que el nivel de referencia está a la misma distancia del eje central del emisor se tiene que: (2. El exponente n varía entre 0 y 1.2) donde he es la pérdida de carga en el emisor. 5. Por otra parte.5 en la ecuación 2. el área de la sección transversal A 2 se relaciona con el área de la sección transversal del emisor Ae a través de la ecuación 2. (2.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR Figura 2. Ahora bien.5) Sustituyendo la ecuación 2. el caudal real qe. se obtiene la ecuación 2.7) donde A2 es el área de la sección transversal en la sección contraída del chorro. evaluada en función de la velocidad real en la sección contraída del chorro v2 está dada por la ecuación 2.7 se tiene que: √ Universidad Autónoma Chapingo 25 (2.8 y la ecuación 2.2 Esquema del emisor de descarga La pérdida de carga en el emisor he. siempre menor que la unidad. (2.9) Departamento de Irrigación . que circula a través de la sección contraída en el punto 2 es: (2.8.6) donde Cv es un coeficiente de reducción de velocidad. Sustituyendo la ecuación 2. √ (2.8) donde Cc es un coeficiente de contracción menor o igual a la unidad.6 en la ecuación 2.4 y realizando algunas operaciones algebraicas.6 para la velocidad en la sección contraída del chorro. Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR Si se llama Cd al producto de los coeficientes de velocidad Cv y contracción Cc y como .10) La ecuación 2. la raíz cuadrada de h se puede expresar como h1/2 o lo que es lo mismo como h0. Cd.13) dónde: qe. Si en la ecuación 2. carga de presión de funcionamiento del emisor. entonces si se hace n = 0. la ecuación 2. puede expresarse en forma genérica. caudal del emisor. h. que depende de la forma y tamaño de la sección transversal del emisor. caudal del emisor. que depende del tipo de escurrimiento del agua que se presente en el emisor. en m. n.11 se hacen las siguientes consideraciones:  Si como se sabe. se tiene que la raíz cuadrada de h se puede expresar como hn  Si además se hace: (2. De. en m-3 s-1. carga de presión o presión de operación del emisor. constante propia del emisor. en m. (2.5.9 queda finalmente como: √ (2. exponente de la carga de presión.10 también se puede expresar como: √ √ (2. mediante la ecuación 2.11) dónde: qe. normalmente en ls -1. h. bajo el punto de vista del funcionamiento hidráulico.5. diámetro interior del emisor.. coeficiente de descarga del emisor. Universidad Autónoma Chapingo 26 Departamento de Irrigación . la relación Gasto Carga de los emisores de riego. K.12) √ Entonces.13. adim. habitualmente en kgcm-2. Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR 2.4) anotando el número de boquillas con el que cuenta. Trabajo de laboratorio A.3.  Aspersor utilizado en práctica (ejemplo): Rain bird de 2 boquillas (3/16 30 °. la marca. modelo. Material a utilizar para determinar la curva caudal – carga 2. Características del aspersor Existen diferentes aspersores de diferentes características por lo que es conveniente realizar una descripción detallada del aspersor con el cual se está trabajando (figura 2. diámetro de boquillas así como las observaciones que puedan influir en el buen funcionamiento del mismo también es conveniente tomar datos de la instalación como potencia y presión del equipo de bombeo. 3/32 7°)  Calibrador de aspersores  Manómetro de caratula  Cronómetro  Formato para anotar la información obtenida  Recipiente de volumen conocido  Equipo de bombeo Figura 2. MATERIALES Y METODOLOGÍA Los materiales y equipos utilizados se muestran en la figura 2. Universidad Autónoma Chapingo 27 Departamento de Irrigación . DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS.1.3.3.3. con Universidad Autónoma Chapingo 28 Departamento de Irrigación .5). además. el cual va conectado a la tubería que alimenta al aspersor. mismo que se podrán replicar en otros sitios (campo o laboratorio). Metodología Una vez instalado el aspersor se realiza la medición del gasto a diferentes presiones de operación. por ejemplo.5 kgcm-2 de presión. Dispositivo de medición La práctica se desarrolló en equipos y dispositivos exprofesos instalados en el laboratorio de hidráulica (figura 2. En función de la presión de trabajo del aspersor esta se puede dividir en varios intervalos.5 Calibrador de aspersores C. Para la medición de la presión se debe tener instalado un manómetro. se podría tomar intervalos a cada 0.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR Figura 2.4 Aspersor Rain Bird B. Figura 2. de contar con una válvula con la cual se pueda variar el gasto y la presión de la tubería de alimentación. las cuales pueden llegar a variar de 0 a 7 kgcm-2 dependiendo del tipo de aspersor mediante un manómetro (figura 2. si la presión de funcionamiento fuera del orden de 4 kgcm-2.6). tiempo en el cual se llena el recipiente. gasto descargado por el aspersor. tomando el tiempo de llenado mediante un cronómetro. Variando la presión a diferentes intervalos y aforando el gasto en cada presión se conocen puntos de la curva de funcionamiento del aspersor por lo cual se puede graficar y se ajusta a un modelo de tipo potencial.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR estos mecanismos se podrá evaluar el funcionamiento a diferentes presiones aforando sus correspondientes gastos (figura 2. Universidad Autónoma Chapingo 29 Departamento de Irrigación . Figura 2. V. en l. Recipiente esquemático para la medición de la descarga.14) donde: Q. T.7). en ls-1. Figura 2. Se obtiene el gasto a través de la expresión: Q V T (2. en s.6).6 Esquema ilustrativo de manómetro y válvula de paso Con la instalación funcionando se aguarda determinado tiempo para que el flujo del agua y la presión a la que se desea hacer la medición se estabilicen.7. volumen del recipiente mediante el cual se realizó el aforo. se procede a conocer el gasto del aspersor funcionando a cierta presión mediante el aforo con un recipiente de volumen conocido (figura 2. 2.4. ADQUISICIÓN DE INFORMACIÓN 2.25 litros Universidad Autónoma Chapingo 30 Departamento de Irrigación .1.4.1 .4.4.3. Obtención de curva gasto-carga del aspersor Una vez funcionando el equipo se registró la carga de operación así como el tiempo de llenado del recipiente. Hora de inicio: 9:00 am Hora de finalización: 10:30 am Volumen del recipiente: 24. los datos se presentan en el cuadro 2. Potencia de la instalación Para el desarrollo de la presente practica se utilizó una bomba con las siguientes características: Presión de salida del bombeo (kgcm-2): 4 Potencia instalada (HP): 16 2. Aspersores La información obtenida del catálogo del fabricante es: Marca y modelo: Rain bird TNT-30 Diámetro boquilla grande: 3/16 30 ° Diámetro boquilla pequeña: 3/32 7° 2.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR 2. PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN Partiendo de los datos de laboratorio y aplicando la ecuación 2. Cálculo del modelo potencial del aspersor Se tiene el modelo siguiente: q  Kh n implementando logaritmos a la ecuación: Universidad Autónoma Chapingo 31 Departamento de Irrigación .71 T4 (s) ---------------------------------52.05 38 Volumen (l) 24.5 3 3.3 33.4700 0.25 24.25 24.25 24.14 se elabora el cuadro 2.5 4 T1 (s) 97 72.27 42.25 Tiempo (s) 96.2506 0. Tiempo(s): tiempo promedio de las observaciones tomadas 2.6617 h (kgcm-2): presión indicada en el manómetro VOLUMEN (l): volumen del recipiente utilizado para la lectura.16 36. observación 1 2 3 4 5 6 7 8 h (kgcm-2) 0.94 39.25 24.92 39.25 24.60 46.65 61.5 2 2.2.33 61.92 39.7 T3 (s) 96.19 -----------43.3964 0.5 3 3.77 42.25 24.11 37.17 51.75 46.65 Gasto (ls-1) 0.17 37.7 42.1 Datos registrados en laboratorio del aspersor Rain Bird TNT-30 h (kgcm-2) 0.1.5 1 1.7 ----------------------51 47.5 4 Volumen (l) 24.2.5.17 51.8 39.5 2 2. Resultados de laboratorio procesados del aspersor Rain Bird TNT-30 No.5648 0.5185 0.25 24.78 73.6193 0.25 24.3307 0.5.17 51.5 1 1. Cuadro 2.25 24.25 h (kgcm-2): presión indicada en el manómetro T1 (s): tiempo transcurrido en llenar el recipiente VOLUMEN (l): volumen del recipiente utilizado para la lectura 2.25 24.34 42.1 39.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR Cuadro 2.25 24.25 24.63 74 61.18 T2 (s) 96.25 24.45 46.25 24. 6192 0.80 Carga (kg/cm2) Figura 2.3307 0.3 Cuadro de gasto y presión del aspersor del aspersor Rain BirD TNT-30 No.40 0. donde: log10 q  y log10 K  a log 10 h  x nb Con la ayuda de una hoja de cálculo se obtiene los siguientes resultados: Cuadro 2.1 -0.2481 -0. b = 0.4714 =0.0 Gasto (l/S) -0.4699 0.9964 0.2081 -0.0.40 -0.4727 K = 10-0.5 -0.2852 -0.60 0.00 0.6617 Log10(h) -0.3964 0.2505 0.6020 Log10(q) -0.3979 0.7 -0.33775 por lo tanto: q  0.5648 0.8.5440 0.4714 R² = 0.3279 -0. Observación 1 2 3 4 5 6 7 8 h (kgcm-2) 0.4727x .3 -0.5 3 3. Recta ajustada a los datos experimentales del aspersor Rain Bird TNT-30 De la regresión se obtiene.20 y = 0.4 -0.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR log10 q  log10 K  n log10 h y al ajustar a un modelo lineal y= a + bx.3010 0 0.3010 0.4018 -0.33775h 0.4771 0.6 -0.1760 0.20 0.1793 0.5 2 2.5184 0.6010 -0.4805 -0.5 1 1.4727 dónde: Universidad Autónoma Chapingo 32 Departamento de Irrigación .2 -0.5 4 Gasto (ls-1) 0. 045 0.4727 K = 10-0.308 0.10 0.00 -0.348 0.6919 1.15 0.10 Log10(h) 0.000 1.271 0.4727 dónde: q: en m3h-1 h: en m.377 y = 0.30 0.477 1.228 0.4094 por lo tanto: q  0.3878 R² = 0. Para el caso de q en gpm y h en psi se obtiene: Universidad Autónoma Chapingo 33 Departamento de Irrigación .25 0.4 Carga y presión del aspersor Rain Bird TNT-30 No.0333 2.05 -0.c.154 0.40 0.00 1. Observación Gasto (m3/h) 1 2 3 4 5 6 7 8 h (m.c.4094h 0.50 2. se obtiene: Cuadro 2.699 1.076 0.c.9.602 Log10(q) -0.a.8666 2.9964 0.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR q: en ls-1 h: en kgcm-2.176 1.4272 1.00 0.4727x . Recta ajustada a los datos experimentales del aspersor Rain Bird TNT-30 b = 0.05 0.1906 1.3878 = 0.398 1.a.544 1.00 Carga (m.2295 2.a) Figura 2.a) 5 10 15 20 25 30 35 40 Gasto (m3h-1) 0.0.50 1.3822 0. Procediendo de igual manera pero para q en m3h-1 y h en m.9021 1.20 0.301 1.c.35 0. 5261 por lo tanto: q  1.10.112 14.914 0.669 49.550 1.872 0.558 42.630 1.971 5.449 8.816 10.223 21.1836 = 1.4727 K = 100.598 0.020 Figura 2.242 6.4727 dónde: q: en gpm h: en psi Universidad Autónoma Chapingo 34 Departamento de Irrigación .851 1.329 1.488 Log10(h) 0.446 35.335 28.5261h 0.218 8. Recta ajustada a los datos experimentales del aspersor Rain Bird TNT-30 b = 0.719 0.152 1.755 Log10(Q) 0.798 0.697 1.951 0.952 9.991 1.454 1.5 Gasto y presión del aspersor Rain Bird TNT-30 No.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR Cuadro 2.283 7.892 Gasto (gpm) 3.781 56. Observación 1 2 3 4 5 6 7 8 h (psi) 7. 07918 1.60 12.54407 1.5149 por lo tanto: q  1.84510 1.11.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR A partir de datos del catálogo de la marca del aspersor Rain Bird TNT-30 se obtuvo lo siguiente: Cuadro 2.81291 1.69897 1.97681 1.5149h 0.80 13.09342 1.20 LOG10(h) 1.00 12.74036 1.1804 = 1.91062 0.39794 1.10721 1.10 10. Observación 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 h (psi) 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Gasto (gpm) 7.83 9.10 11.94596 0.86982 0.87506 1.60206 1.65321 1.12057 Figura 2.4958 K = 100.00432 1.6 Gasto y carga del aspersor Rain Bird TNT-30 (catálogo) No.4958 dónde: q: en gpm h: en psi Universidad Autónoma Chapingo 35 Departamento de Irrigación .41 8.14 8.77815 1.06446 1.04532 1. Recta ajustada a los datos experimentales de donde: b = 0.47712 1.48 10.02531 1.60 11.90309 LOG10(q) 0.40 12. 99 8.56 8.63 10.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR 2.50 10.66 9.6.02 MODELO CATALOGO 6. Se obtuvo el modelo del aspersor en diferentes sistemas de unidades de donde se observa un comportamiento similar variando en dichos modelos el coeficiente de descarga y sin variación el exponente n que depende del tipo de flujo. Cuadro 2.56 8.01 10.7 Comparación entre modelo de catálogo contra modelo de laboratorio del aspersor Rain Bird TNT-30 Carga (psi) 25 30 35 40 50 60 70 80 MODELO LABORATORIO 7.54 13. esta diferencia puede presentarse debido al desgaste de los componentes del aspersor.47 7.4958 Modelo de catálogo Q  1.62 11.13 8.24 8.31 9.40 DIFERENCIA PORCENTUAL (%) -6.23 8.5149h 0.62 12.4727 Modelo de laboratorio El cuadro 2.29 Q  1.69 10.84 9.5261h 0.89 9.49 11. Debido al trabajo del aspersor y al mismo desgaste de los componentes del aspersor con el paso del tiempo estos van presentando un deterioro lo que se ve reflejado en el funcionamiento de la misma forma la presión afecta directamente el funcionamiento Universidad Autónoma Chapingo 36 Departamento de Irrigación .29 12.7 se muestra una comparación entre el modelo obtenido en laboratorio y el de catálogo en la cual se presenta una diferencia porcentual menor del 10 %.93 8. DISCUSIÓN DE RESULTADOS A partir de los modelos obtenidos tanto de laboratorio. como del catálogo del fabricante y a partir de la carga h en psi se obtiene el caudal y se calcula la diferencia en porciento. explicar las posibles variaciones encontradas 3) Obtener los parámetros del modelo potencial en unidades diferentes a las utilizadas sin emplear regresión lineal. México: Universidad Autónoma Chapingo. Editorial de la universidad de costa rica.8. Los equipos y dispositivos de laboratorio se pueden utilizar en cualquier parte ya que son elementos sencillos y controlados. V. (2004). Diseño y evaluación del riego a presión.7. 2.. 2. 2ª Edición. E.9.. BIBLIOGRAFÍA. Fundamentos de hidráulica para diseño y revisión de riego presurizado. Mundi-Prensa Zúñiga M.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional CURVA CAUDAL-CARGA DE UN ASPERSOR 2. (1999). Tarjuelo. Costa Rica. CUESTIONARIO 1) Existe buena correlación entre los datos de presión y caudal del aspersor analizado.99. Ángeles M.carga del aspersor ya que se obtuvo un coeficiente de correlación del R 2 = 0. San José. M y Benito M. El riego por aspersión y su tecnología. CONCLUSIONES La curva de catalogó de fabricante obtenida en laboratorio es ligeramente diferente (10%).1ª edición. Universidad Autónoma Chapingo 37 Departamento de Irrigación . J. 2) Comparar los modelos de laboratorio y catálogo. El modelo potencial se ajusta adecuadamente para obtener la relación caudal. (1999).. Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL 3.  Evaluar la uniformidad de aplicación de los aspersores 3.1. Un sistema completamente portátil emplea líneas de conducción principales.1). En la aspersión semifija. ASPECTOS TEÓRICOS Los sistemas de aspersión pueden ser clasificados de muy diferentes formas. mientras que las tuberías secundarias y líneas laterales son portátiles con el fin de mantenerlas instaladas durante el ciclo del cultivo y levantarlas para preparar el terreno o para cambiarlas de sitio. el sistema de bombeo y las tuberías principales enterradas permanecen fijos. pero la clasificación de acuerdo con su portabilidad es especialmente útil (Fry y Gray. Universidad Autónoma Chapingo 38 Departamento de Irrigación . En el riego por aspersión el agua se aplica en forma de lluvia. utilizando para ello una red de riego que permite conducir el agua con la presión necesaria hasta los aspersores. Los sistemas permanentes son aquellos que permanecen en una sola posición en el campo durante toda la estación de cultivo. 1971).2. Otra clasificación de los sistemas es de acuerdo con la naturaleza de sus movimientos (intermitente y continuo: pivote central. En los sistemas de aspersión portátil todos los elementos que componen el sistema son móviles y pueden desacoplarse rápidamente para los cambios de riego (figura 3. EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL 3. movimiento frontal y cañones viajeros).  Conocer y comprobar los diferentes componentes de la instalación y verificar si su funcionamiento es el recomendado. líneas laterales y aspersores que son portátiles.  OBJETIVOS Analizar los principales factores que intervienen sobre la distribución del agua en sistemas de riego por aspersión portátil. Los sistemas semipermanentes emplean líneas de conducción principales estacionarias. que son los dispositivos encargados de aplicarla. volumen medio de agua recogido en el total de los pluviómetros. volumen de agua recogido por cada pluviómetro. cuando son Universidad Autónoma Chapingo 39 Departamento de Irrigación . Este coeficiente de uniformidad asume que la precipitación del común de los aspersores en uso. N. en ml. ̅ .1. Coeficiente de Uniformidad de Christiansen El Coeficiente de Uniformidad (CU) fue desarrollado por Christiansen (1942).1 Componentes del sistema de aspersión portátil 3. Se expresa en % mediante la expresión siguiente: * ∑ ̅| | ̅ + (3. Cuadro 3.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL Figura 3. en ml. Es una representación estadística de la uniformidad. número total de pluviómetros que intervienen en la evaluación. Coeficiente de Uniformidad de Hart Hart (1961) empezó el desarrollo de un nuevo coeficiente de uniformidad.2. 1999).2.2.1) dónde: Vi. el cual fue concluido por el mismo Hart y Reynolds (1965).1. utilizado principalmente en los sistemas de aspersión. En sistemas de riego por aspersión estacionario se recomiendan valores de CU mayores al 80 % aunque depende de la velocidad del viento (Tarjuelo. Valor de la uniformidad de distribución Fuente: Junta de Andalucía 3. es el parámetro de uniformidad de uso más generalizado. el 79% del área irrigada recibirá como mínimo una aplicación de agua igual a CUH. con el objeto de evaluar los patrones de aspersión sugirió el siguiente parámetro (Curso Internacional de los Sistemas de Riego. ∑ ̅ .Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL operados bajo condiciones estándar es normalmente distribuida y. 1976).3) dónde: UD uniformidad de distribución. ̅̅̅̅ promedio del cuarto inferior (promedio obtenido con el 25 % de las cantidades de agua captadas más bajas) ̅̅̅̅ dónde: pequeños. El área bajo la curva normal de ̅ hasta ± ∞ es aproximadamente el 79% del área total bajo la curva (Hart y Heerman. y Briones S. CUH es el límite inferior de (Vi) en esta fracción de área.2) dónde: CUH.2. Si la distribución del agua sigue una función estadística normal. 1999. ̅̅̅̅ *̅ + (3. promedio general de las cantidades de agua captadas en toda el área de la prueba. en %. coeficiente de Hart. la distribución puede ser descrita mediante una distribución normal (García C. es igual a √ (Velazco.3. 1978). Así.4) suma del 25 % de las cantidades de agua captadas con los valores más numero de cantidades de agua captadas utilizadas en calcular La uniformidad de distribución se evalúa en el campo considerando los volúmenes de agua recogidos por pluviómetros o recipientes pequeños. 1997). 3. S. I. capitulo 5). ̅ . por tanto. en ml. Así. G. desviación Estándar de Vi. el coeficiente de uniformidad de Hart es: * + (3. . entonces el valor absoluto de la media de las desviaciones del valor promedio. Coeficiente de Uniformidad de USDA El departamento de Agricultura de Estados Unidos USDA (1965). ∑ (3. colocados en una Universidad Autónoma Chapingo 40 Departamento de Irrigación . media del volumen captado. 4. Índice de grosor de la gota La distribución de los tamaños de gotas en los que dispersa el chorro de agua descargado por el aspersor es la base de la explicación de muchos procesos relacionados con la distribución del agua (Montero. Universidad Autónoma Chapingo 41 Departamento de Irrigación . La distribución del agua puede verse afectada negativamente con tamaños de gota extremos. propuesto por Benami y Hore (1964).5 ms-1 ó 16 kmh-1).5) | (3.2. H. presión del aspersor. 3. Coeficiente de Uniformidad de Benami-Hore El coeficiente para determinar la uniformidad de distribución del agua. 2000). Sólo se justifican valores de IG menores de 7 en condiciones de vientos fuertes (más de 4.3 IG  12. dicho coeficiente se expresa de la siguiente manera: * + dónde: ∑| ∑| en la que: (3. Va y Vb. en kgcm-2. El grosor de las gotas se determina por el índice de grosor (Tarjuelo. H 1.7) es un coeficiente de Benami y Hore. se basa en considerar las desviaciones de las medidas de los grupos de observaciones por arriba y por abajo (excesos y déficits en la aplicación) de la media general. Ma y Mb.2. y valores mayores que 17 indican gotas demasiado finas. 3.8) donde: IG. donde cada uno representa un área igual de riego. 1999) (IG). Valores menores que 7 indican gotas demasiado gruesas. medida de los grupos de observaciones por arriba y por debajo de la media general respectivamente.85  D (3.6) | (3. índice de grosor de la gota. suma de las desviaciones absolutas con respecto a Ma y Mb. en mm. diámetro de la boquilla. D.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL cuadricula cubriendo el área mojada por los aspersores.5. lámina de agua aplicada por los aspersores. en lh-1. tiempo de la evaluación. lámina de agua aplicada por los aspersores. en %. S. del tamaño de las gotas y de la distancia que tengan que recorrer hasta llegar al suelo (Tarjuelo. en min. la temperatura del aire y del agua. Lp. Las pérdidas por evaporación y arrastre del viento (Pe) se calculan como la diferencia entre la lámina de agua aplicada por los aspersores (La) y la lámina de agua recogida en los pluviómetros (Lp): * + (3. la altura del emisor. gasto del aspersor.2 Índice de grosor de la gota IG<7 IG>17 IG 7 a 17 ÍNDICE DE GROSOR Gotas gruesas Gotas finas Grosor de gotas recomendable 3. son las pérdidas por evaporación y arrastre del viento. el tamaño de las gotas y la velocidad del viento. El caudal del aspersor. La lámina aplicada por un aspersor es la cantidad de volumen de agua que pasa por la boquilla del aspersor por unidad de superficie: La  q s  60 T (3. se calcula mediante la fórmula: q  Universidad Autónoma Chapingo 42 V  3600 T (3. en mm. Las pérdidas por arrastre dependen de la velocidad del viento.2. La.: lámina de agua recogida en los pluviómetros. en litros por hora.6. superficie de la zona evaluada. En las pérdidas por evaporación y arrastre del viento tiene gran importancia el tamaño de las gotas de agua que dan los aspersores y serán mayores cuanto más pequeños sean las gotas y mayor sea el viento y la temperatura. q. T.11) Departamento de Irrigación . Pérdidas por evaporación y arrastre del viento Las pérdidas por evaporación en el aire dependen principalmente de: la humedad ambiental. en m2.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL Cuadro 3. 1999). en mm. en mm.9) donde: Pe.10) donde: La. 2 Distribución de los aspersores La lámina de agua recogida en los pluviómetros se calcula mediante la fórmula: Lp  V  10 A (3. Alternativamente se puede emplear la función potencial del aspersor obtenida en la práctica 2. .2. tiempo de llenado. V. en lh-1. Siendo el área de los vasos calculada mediante la siguiente expresión: A  0. considerando las pérdidas de agua originadas por evaporación y arrastre del viento.785 * D2 (3. El caudal aplicado sobre la zona evaluada se calculara teniendo en cuenta que si se toman 4 aspersores. volumen medio recogido. es el diámetro del vaso.12) donde: Lp. en l. en cm. área de la embocadura de los vasos. gasto del aspersor.13) donde: D. Ea  100  P  D  Pe Universidad Autónoma Chapingo 43 (3. en mm. lámina media de agua recogida en los pluviómetros. en s.14) Departamento de Irrigación . Eficiencia de aplicación Es la relación entre la cantidad de agua necesaria durante un ciclo de cultivo para mantener la humedad del suelo al nivel requerido indeseable de stress en las plantas y la proporcionada a la parcela de riego (López. La eficiencia de aplicación es el porcentaje de agua de riego que es realmente utilizada por el cultivo con respecto al total de agua aplicada. la cuarta parte del agua de los aspersores cae sobre la zona evaluada como se muestra en la figura 3. A. 3.7.2. Figura 3.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL donde: q. en cm3. 1997). en cm2. V. T. volumen recogido. sino también como fuente de contaminación del acuífero por la lixiviación de fertilizantes. Pe. y corresponde al porcentaje de déficit (en por ciento) con respecto a la cantidad total requerida. D. Percolación (P) Este término se define como la proporción de lámina infiltrada más allá de la profundidad de raíces. percolación. déficit. que no utilizan los cultivos. para su evaluación dicho parámetro se calcula con la siguiente ecuación: * + (3. evaporación y arrastre. eficiencia de aplicación.15) Donde Ea es la eficiencia de aplicación Déficit (D) Se denomina déficit cuando la profundidad de raíces no es irrigada por completo. P. Para su estimación se usa la siguiente ecuación (Anyoji y Wu. Lo anterior se expresa como un porcentaje de la cantidad total del agua aplicada por el riego sobre el campo. Universidad Autónoma Chapingo 44 Departamento de Irrigación . en %.16) donde: Er es la eficiencia de requerimientos Eficiencia de almacenamiento o requerimiento (Er) Hansen. Anyoji y Wu (1994) proponen la siguiente ecuación: – (3.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL donde: Ea.17) Donde Za es la lámina de agua promedio almacenada en la zona de raíces por efecto del riego en mm. 1994): – (3. citado por Luna (1988) indica que esta eficiencia cuantifica los excesos (percolación) o deficiencias (déficit) del agua aplicada en el riego con relación a la cantidad de agua requerida por la profundidad de raíces. Zr es la lámina de agua requerida en la zona de raíces también en mm. esto no sólo se considera como pérdida de agua. 3. En primer lugar se comprobará si los aspersores son idénticos en marca. modelo.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL 3. lo que es fundamental para el correcto desarrollo de los riegos.3. tipo y diámetro de boquillas y altura. Material a utilizar en la evaluación de aspersión portátil 3. Componentes de la instalación Se realizará una inspección de los componentes del sistema. DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Y MATERIALES 3.2. etc. piezas especiales. Equipo utilizado en evaluación completa  Un manómetro con tubo de pitot  Un cronómetro  Un recipiente de volumen conocido  Pluviómetros o recipientes  Probetas para determinar el volumen de agua colectado en los pluviómetros  Un barreno para tomar muestras de suelo  Una cinta métrica  Catálogo del fabricante de los aspersores  Vernier  Anemómetro Figura 3. Universidad Autónoma Chapingo 45 Departamento de Irrigación .1. juntas. desde tuberías.3. elementos de control.3.  Se miden las condiciones climáticas cada 10 ò 15 min. Es conveniente asegurarse de que los recipientes estén libres de agua o cualquier otra sustancia entes de iniciar la prueba.  Verifique el diámetro de las tuberías.3. 3. Una vez logrado esto. permita que el aspersor rote para que los recipientes inicien la recolección del agua. Esta prueba consiste en operar un solo aspersor y obtener la distribución de la precipitación en los colectores que sirva de base de datos para la obtención de los espaciamientos entre aspersores. donde se agrega un volumen de agua conocida y luego se vuelve a medir al final del ensayo. desviando el chorro de agua fuera de los pluviómetros. También deberá anotarse la existencia o no de elementos de medida y control de agua. reguladores de presión. El volumen de agua colectada se puede medir en una probeta graduada y debe ser identificado dentro de una cuadricula en el campo y con respecto al aspersor en estudio. Sin embargo. etc.  Durante la operación del sistema determine la presión del aspersor en el lateral. Comparar con las especificaciones del catálogo. Prueba de un solo aspersor  Para un aspersor simple. el modelo puede ser una cuadricula máxima de 3 x 3 m. antes de iniciar la prueba. su ubicación y su estado general: manómetros o tomas manométricas.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL Se comprobará la existencia de fugas en las juntas entre tubos de aspersión y cualquier elemento de la instalación. colocados en forma tal que el aspersor se encuentre en el centro de la cuadricula y que puedan recolectar el agua. la cantidad que existe de cada uno. regule la presión en la bomba a la presión de diseño del equipo.3. principalmente en las conexiones a las tomas o bocas de riego.  Determine la evaporación ocurrida durante la prueba mediante uno de los recipientes utilizados como pluviómetro. Universidad Autónoma Chapingo 46 Departamento de Irrigación . Ubicación de los pluviómetros en campo A. el tamaño y estado de las boquillas. detenga el aspersor hasta que se estabilice la salida de agua.  Establezca la red de pluviómetros en el campo. contadores.  Anote la velocidad del viento y su dirección. desviando el chorro de agua fuera de los pluviómetros.  Se miden las condiciones climáticas cada 10 ò 15 min.6 el modelo puede ser una cuadricula máxima de 3 x 3 m. escoja una colocación del lateral de riego que sea típica o la más representativa de lo usual en el predio figura 3. Sin embargo. e ideal cuando se hayan recogido al menos unos 5 cm de altura de agua en los recipientes. Una vez logrado esto. colocados en forma tal que puedan recolectar el agua de dos áreas de traslape en cuatro aspersores a lo largo del lateral. antes de iniciar la prueba.  Para utilizar la expresión de Christiansen se suman los datos en su posición de traslape con el fin de obtener los valores de los volúmenes recolectados. El volumen de agua colectada se puede medir en una probeta graduada y debe ser identificado dentro de una cuadricula en el campo y con respecto a los aspersores en estudio.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL  Colecte el agua por lo menos 1 hora. Universidad Autónoma Chapingo 47 Departamento de Irrigación . permita que los aspersores roten para que los recipientes inicien la recolección del agua. Es conveniente asegurarse de que los recipientes estén libres de agua o cualquier otra sustancia entes de iniciar la prueba.5. regule la presión en la bomba a la presión de diseño del equipo. B.4 Esquema ilustrativo de la distribución del sistema  Establezca la red de pluviómetros en el campo según se muestra en la figura 3. Prueba de cuatro aspersores Para la prueba. Figura 3. detenga los aspersores hasta que se estabilice la salida de agua. el tamaño y estado de las boquillas.  Colecte el agua por lo menos 1 hora.  Determine la evaporación ocurrida durante la prueba mediante uno de los recipientes utilizados como pluviómetro. donde se agrega un volumen de agua conocida y luego se vuelve a medir al final del ensayo. Universidad Autónoma Chapingo 48 Departamento de Irrigación . el estado de los elevadores de los aspersores y que todas sus alturas sean iguales.  Anote la velocidad del viento y su dirección  Verifique el diámetro de las tuberías.  Se miden los volúmenes recogidos en los pluviómetros anotando las posibles anormalidades en la verticalidad. Figura 3. Comparar con las especificaciones del catálogo. e ideal cuando se hayan recogido al menos unos 5 cm de altura de agua en los recipientes.5 Distribución de los vasos pluviométricos para captar el agua  Se colocan varios pluviómetros fuera de la zona de ensayo con la cantidad de agua que aproximadamente recogerá la red de pluviómetros para estimar el volumen de agua perdido por evaporación.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL Figura 3. La distancia entre aspersores por laterales.6 Toma de lecturas de volúmenes recogidos por los recipientes pluviométricos  Durante la operación de sistema determine las presiones de los aspersores en el lateral. y permite simular patrones de traslape a diferentes arreglos de aspersores. en la pestaña ―DATOS -> DATOS GENERALES DE LA PRUEBA‖. Los datos se analizan con el programa traslape de la manera siguiente: 1) Se abre el programa. el cual permite el cálculo de los coeficientes de uniformidad de Christiansen. Benami-Hore.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL 3.4. Traslape de los volúmenes recogidos mediante el programa TRASLAPE El programa TRASLAPE es un software desarrollado en el Departamento de Irrigación. mostrando la pantalla siguiente: 2) Se introducen los datos generales de la práctica de riego. como se muestra a continuación: Universidad Autónoma Chapingo 49 Departamento de Irrigación . Hart y USDA.3. Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL 3) Se introducen las lecturas de los puntos muestreados: Universidad Autónoma Chapingo 50 Departamento de Irrigación . Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL 4) Una vez ingresada toda la información se procede a ir a la pestaña. mostrándonos el patrón traslapado a una distancia de 12x12. mostrando estos de la siguiente forma: 5) Finalmente se muestra la pantalla principal con la tecla ―ESC‖ para de esta forma ir a la pestaña ―RESULTADOS‖ en la opción ―PATRÓN TRASLAPADO‖. Universidad Autónoma Chapingo 51 Departamento de Irrigación . RESULTADOS en la cual se muestra la opción. COEFICIENTES OBTENIDOS. 5. Datos generales Propietario/a: Universidad Autónoma Chapingo. Departamento de Irrigación Parcela: Montecillos Nombre del cultivo: Alfalfa Fecha: Octubre de 2008 3. EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA EN ASPERSIÓN PORTÁTIL 3.1. Lateral portaspersores Para el caso de los portaspersores instalados en la zona de evaluación se obtuvo la siguiente información: Espaciamiento entre ramales: 12 m Espaciamiento entre aspersores: 12 m Material: Aluminio Longitud: 36 m Diámetro: 4 pulg Pendiente: 5 % Nº aspersores: 4 C. la cual proporciona una carga y una potencia de: Presión de salida del bombeo (kgcm-2): 4 Potencia instalada (HP): 58 Marca: Valsi Universidad Autónoma Chapingo Modelo: 13X3BMD58JEG 52 Departamento de Irrigación . Aspersores A partir de los aspersores instalados en campo se procede a obtener la información siguiente: Marca y modelo: Rain Bird TNT-30 Diámetro boquilla grande: 3/16 30 ° Diámetro boquilla pequeña: 3/32 7° Altura del aspersor: 1.5. Potencia de la instalación El sistema cuenta con una bomba de combustión interna. Descripción y evaluación de los componentes de la instalación A.2 m B.2.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL 3.4. 5 13.5 0 14 24 29 31 46 48 48 30 15 4.5 29 15 4 0 4 12 18. Para llenado de datos de un aspersor ARREGLO DE 12X12 PLUVIOMETROS (1 SOLO ASPERSOR) 0 0 0 0 0 0 0 1 3 8 0 0 0 0 0 0 5 4 1 0 0 0 1 9 15 20 21 20 13 5 2 0 0 1 8 15 22 33 34 39 22 15 7 0 0 4 14 21 29 33 41 49 41.5 0 1 10 14 19 25 34 28 23 16.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL D. Uniformidad de la instalación Una vez puesta en marcha la bomba y propiamente el sistema se procedió a recolectar la lámina precipitada en los recipientes previamente colocados en la posición indicada en la metodología obteniéndose los siguientes valores: Espaciamiento entre vasos pluviométricos: 3 m Hora de inicio: 9:00 am Hora de finalización: 10:00 am Volumen del recipiente: 1 l Cuadro 3.5 2.3.8 10 0 0 0 3 9 13 16 22 17 16 10 2 0 0 0 0 4 5 7 11 11 5 2 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 TUBERIA PRINCIPAL 0 6 0 9 ARREGLO DE 4X4 PLUVIOMETROS (4 ASPERSORES) 96 96 82 82 Universidad Autónoma Chapingo 53 113 120 114 94 114 120 106 77 115 109 80 71 Departamento de Irrigación .5 25 32 30 43 32.5 24 12 2.2 0 6 15 23 28 29 42 42 45.5 22. 00 492. Pérdidas por evaporación y arrastre del viento A. Condiciones de viento Si se requiere investigar la velocidad media del viento (V. Evaporación Cuadro 3. 1989): (3.00 Diámetro del bote: 0.3.4727 dónde: q: en ls-1 h: en kgcm-2. se aplica la siguiente formula (Romo y Arteaga. 3.4 Lecturas registradas en el anemómetro Lectura Inicial Lectura Final Tiempo prueba (min) 242818.00 Evaporación promedio (ml) 9. Medidas de presiones y caudales Se utiliza la curva caudal-presión del aspersor calibrado en laboratorio. para los cuales se tienen sus recorridos respectivos (k1 y k2) .33775h 0.00 48 B.1016 m Área del bote: m2 Universidad Autónoma Chapingo 0. en kmh-1) entre dos tiempos (t1 y t2).Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL E.00 490.00 Recipiente 2 500.5. cuyo modelo resultante es el siguiente: q  0.00 242880.00 Promedio de pérdida por evaporación 9.00 8.008107 54 ml Departamento de Irrigación .5 Evaporación registrada durante la prueba Recipientes Volumen (ml) inicial Final Diferencia Recipiente 1 500.18) Cuadro 3.00 10. 68 1.68 3.269 Volumen medio del cuarto inferior: 101.68 3.25 3.25 6.31 8.38 1.68 3.68 118 3. Volumen ̅| | Orden (Vi) ml 5 121 11.63 3 4 5 6 98 108 121 111 9 14 13 11 115 113 113 113 5.31 ml Desviación estándar: 6.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL 3.75 2.75 3.68 1.31 1.63 2 102 12 118 8.25 2.31 5.6 Datos registrados por los pluviómetros para un aspersor No.68 Via Vib Via-Ma 121 6.31 3.38 104.25 21.25 ml  Coeficiente de Christiansen De acuerdo al cuadro 3. En el cuadro 3. Procedemos a calcular mediante la expresión siguiente: Universidad Autónoma Chapingo 55 Departamento de Irrigación .31 11.31 7.31 2. Evaluación de la uniformidad del riego A.75 0.6.25 24.38 3.75 VibMb 3. PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN 3.38 108 108 107 106 104 102 101 98 114. Cuadro 3.68 115 113 113 113 0.1.38 1.63 1.6 se muestran los volúmenes procesados.38 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 107 106 115 108 113 118 113 113 111 101 15 6 10 4 7 8 1 2 16 3 Total 111 111 108 108 107 106 104 102 101 98 1749 1.31 81 111 111 3.75 1. posteriormente se ordenan descendentemente y se calculan los valores medios y la desviación estándar.6.00 Volumen promedio: 109.6 se tiene que: n   Vi  V  81ml i 1 La suma de todos los volúmenes recogidos por los pluviómetros da un total de 1749 mm. Volumen Orden (Vi) ml 1 104 No. Para un aspersor El procesamiento de datos se realizó con el programa traslape. 6 se tiene que: La media del volumen del cuarto inferior es: 101.31 ml ̅̅̅̅ [ ] ̅  [ ] Coeficiente de Benami-Hore Del cuadro de datos recogidos por los pluviómetros se obtiene: Media de valores después del término medio Mb: 104.269 Sustituyendo valores en la expresión del coeficiente de Hart se tiene que: *  + * + Coeficiente de USDA A partir de los datos del cuadro 3.6 se tiene que: Volumen promedio: 109.75 Numero de valores que forman la región Na: 8 Sustituyendo: [ Universidad Autónoma Chapingo 56 ] Departamento de Irrigación .37% 1749    Coeficiente de Hart De acuerdo a los datos presentados en el cuadro 3.25 Valores del término medio hacia el inferior Xb: 24 Numero de valores que forman la región Nb: 8 Media de valores antes del término medio Ma: 114.31 ml Desviación estándar: 6.25 ml Volumen medio de los datos obtenidos con los pluviómetros es: 109.38 Valores del término medio hacia la parte superior Xa: 21.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL 81   CU  1  100  95. 7. 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Figura 3.8.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL En las figuras 3. Representación de la pluviométrica recolectada mediante curvas Figura 3.7 y 3. el cual se obtuvo a partir la la posición y pluviometría de cada bote instalado en campo. Representación tridimensional del patrón de mojado del aspersor durante la prueba Universidad Autónoma Chapingo 57 Departamento de Irrigación .8 se representa el patrón de mojado del aspersor mediante curvas y en un modelo tridimensional respectivamente. 75 63.31 22.13 1.69 113 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 114 94 114 120 106 77 115 109 80 71 14 11 1 2 8 3 4 15 12 16 Total 109 106 96 96 94 82 82 80 77 71 1589 9.69 115 114 114 6 120 5 113 13.69 14.50 Volumen promedio: 99.696 Volumen medio del cuarto inferior: 77.31 233 109 106 0.75 13.13 0.31 3.31 19.75 7.75 2.88 84.88 7.13 0.25 11.69 120 6.25 2.7 se tiene que: n   Vi  V  233ml i 1 La suma de todos los volúmenes recogidos por los pluviómetros da un total de 1589 mm.34%  1589  Universidad Autónoma Chapingo 58 Departamento de Irrigación .31 28.7 Datos registrados por los pluviómetros para cuatro aspersores No.69 14. Volumen Orden (Vi) ml 6 120 | ̅| Via Vib Via-Ma Vib-Mb 20. Se procede a calcular CU mediante la expresión siguiente: 233   CU  1    85. Cuadro 3. Volumen Orden (Vi) ml 1 96 No. así como su ordenamiento descendentemente y se calculan los valores medios y la desviación estándar.31 ml Desviación estándar: 16.88 96 96 94 82 82 80 77 71 113.31 17.7 se muestran los volúmenes de cada bote.75 27.69 6. Para cuatro aspersores En el cuadro 3.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL B.25 9.69 3.5 ml  Coeficiente de Christiansen De acuerdo al cuadro 3.69 120 3 4 5 82 82 113 13 7 9 115 114 114 15.31 17.75 4.25 11.31 5.13 2 96 10 120 20.13 6.88 4. 88 Valores del término medio hacia la parte superior Xa: 27.75 Valores del término medio hacia el inferior Xb: 63.5 Numero de valores que forman la región Nb: 8 Media de valores antes del término medio Ma: 113.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL  Coeficiente de Hart De acuerdo a los datos presentados en el cuadro 3.25 Numero de valores que forman la región Na: 8 Sustituyendo: [ Universidad Autónoma Chapingo 59 ] Departamento de Irrigación .7 se tiene que: La media del volumen del cuarto inferior es: 77.31 ml ̅̅̅̅ *̅ +  * + Coeficiente de Benami-Hore Del cuadro de datos recogidos por los pluviómetros se obtiene: Media de valores después del término medio Mb: 84.7 se tiene que: Volumen promedio: 99.31 ml Desviación estándar: 16.5 ml Volumen medio de los datos obtenidos con los pluviómetros es: 99.696 Sustituyendo valores en la expresión se tiene que: *  + * + Coeficiente de USDA A partir de los datos del cuadro 3. 61l / s  2198l / h El caudal aplicado sobre la zona evaluada (lh -1) se calculará: ( Universidad Autónoma Chapingo 60 ) Departamento de Irrigación .33775h 0. en litros por hora.57 2.28 10 1.16 5.50.41 13.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL 3. o en su defecto haciendo los cálculos respectivos se obtiene que el índice de grosor de la gota es: De acuerdo a los resultados se tiene que para el caso de la boquilla de mayor tamaño se encuentra en valores aceptables y lo que corresponde a la boquilla pequeña se tiene que las gotas son finas.12 6.14 5.19 3.4727 q  0.79 10.8.68 2.17 8.11 1.86 0.43 1.20 30 0.94 5. Evaluación del índice de grosor de la gota Teniendo la presión a la que está funcionando el aspersor y conociendo el diámetro de boquilla del mismo se procede a calcular el índice de grosor de la gota: Presión: 3.90 3.51 2.6.3.60 5. 3.2.60 3.33775 * 3.76 mm y 2.80 6.6.47 4.29 3.8 Índices de grosor de gota a diferentes presiones y diámetro de boquillas Presión kg/cm2 1 2 3 4 5 6 Diámetro de boquilla en mm 15 20 25 0.36 7.38 mm Cuadro 3.05 1.79 2. Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre del viento Las pérdidas por evaporación y arrastre del viento (Pe) se calculan como la diferencia entre la lámina de agua aplicada por el aspersor (La) y la lámina de agua recogida en los pluviómetros (Lp).4727  0.5 kg/cm2 Diámetro de boquilla: 4. es: q  0.21 4.58 1. El caudal del aspersor.64 0.40 De acuerdo al cuadro 3.27 3. esto puede justificarse a que el primero toma en cuenta la desviación de los valores por arriba del promedio entre la desviación por debajo de los valores obtenidos. esto se puede observar en el cuadro 3.2% 3.9 y en la figura 3.007854 m2  Se calcula el área de la embocadura de los vasos (cm2):  La lámina de agua recogida en los vasos se calculará como: Para este valor puede haber influido la velocidad del viento y la evaporación de la misma. la eficiencia de aplicación sería del orden de: Ea  100  8. en el segundo toma en cuenta la desviación estándar general de los datos entre la media del volumen captado asumiendo que estos volúmenes siguen una distribución normal. el valor es relativamente bajo.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL La lámina de agua recogida por los pluviómetros Lp se calculará: Diámetro del bote: 10 cm Área del bote: 78. Universidad Autónoma Chapingo 61 Departamento de Irrigación .54 cm2 = 0. DISCUSIÓN DE RESULTADOS De acuerdo a los resultados obtenidos en base al coeficiente de uniformidad y cómo podemos observar en la tabla comparativa. tenemos que.7.9. para el caso de traslape de 4 aspersores el menor coeficiente de uniformidad para los mismos datos se presenta en el de Benami – Hore y el mayor en las mismas condiciones es el de Hart. Considerando la percolación (P) y el déficit (D) como valor nulo. Haciendo una comparación entre las uniformidades de 4 aspersores y 1 aspersor podemos observar que para el caso de un solo aspersor la uniformidad es mucho mayor que para el segundo caso.8  91. 53 1 aspersor 95.58 78.42 92.9 Coeficientes de uniformidad obtenidas en la evaluación Coeficiente Christiansen: Hart: USDA: Benami .68 Figura 3. de acuerdo a la desviación estándar de los datos observamos que para el caso de cuatro aspersores es de 16.04 69. Comparativa de la uniformidad para el caso de uno y cuatro aspersores de acuerdo a los diferentes coeficientes Analizando las diferencias entre los coeficientes de uniformidad obtenidos con cuatro y un aspersor respectivamente.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL Cuadro 3.62 90.Hore: 4 aspersores 85. puede ser provocada debido a los efectos del viento sobre las gotas y la evaporación de las mismas. ahora bien.34 86.9.696 y en un aspersor es de 6. Universidad Autónoma Chapingo 62 Departamento de Irrigación . lo cual nos dice que hay mayor variación en los datos obtenidos en la evaluación de cuatro aspersores lo cual explica la diferencia porcentual obtenida entre ambos ensayos. observando las desviaciones de los valores.269.37 95. ¿Son buenos los coeficientes de uniformidad obtenidos en la práctica? 4. 3. y las necesidades de agua del cultivo por citar algunos. ¿Cuáles factores de campo pudieron haber afectado los coeficientes de uniformidad obtenido? 5. De acuerdo a la tendencia y la tecnología. El programa TRASLAPE sirve para probar diferentes espaciamientos y patrones de traslape de aspersores por lo que es una herramienta útil. ¿Qué hacer para mejorar el coeficiente de uniformidad ? 6. la topografía. esta evaluación nos da una idea aproximada de cómo se comporta el agua incorporada a un parcela con cultivo. En su opinión que expresión recomienda de las cuatro utilizados para determinar el coeficiente de uniformidad. 3.8. Compare los valores de evaporación y arrastre estimados y medidos durante la práctica. pero finalmente intervienen muchas variables que varían en una sola parcela como la textura del suelo.9. ¿Si hay diferencias? ¿Cuáles son las posibles causas? Universidad Autónoma Chapingo 63 Departamento de Irrigación . que finalmente el mejor indicador se traduciría al cultivo. CUESTIONARIO 1. ¿Cuál es la lámina de Riego Aplicada? 7. Las pérdidas por evaporación y arrastre son significativas por lo que se debe de tomar en cuenta al hacer el diseño de este sistema o realizar medidas que contribuyan a la disminución de la misma.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL 3. CONCLUSIONES Se encontró que el la uniformidad del riego y la aplicación del mismo se encuentra de valores aceptables a buenos mediante esta prueba. para definir la mejor separación entre aspersores y laterales. En un riego por aspersión ¿Cuál es el coeficiente de uniformidad aceptable? 2. (1972). Mundi-Prensa. Keller. P. Romo González. B.. Rain Bird Sprinkler Mabufacturing Corporation. (1999). (2000). España. Glendora. Utah State University Montero M. and J. Normal Distribution Water Application for Drip Irrigation Schedules. Wu. García C. Agric. Méx. (1978).: UACH. ―Subsurface distribution of nonuniformity applied surface waters. Vol. Madrid. Universidad de Castilla. EUA. Tarjuelo M.10. Sistemas de riego por aspersión y goteo.CENID-RASPA Merriam. University of California. (1994). J. H. A. Hart W. and I. Perú: Universidad Nacional Agraria "La Molina". J. Análisis de la distribución de agua en sistemas de riego por aspersión estacionario: desarrollo del modelo de simulación. L. Irrig. Aplicación de un modelo lineal para la evaluación de riego por superficie. Dept.. J. & I. E. Departamento de Irrigación. Christiansen. Chapingo. W. Velazco L. 670 Berkeley. (1988). California.. Transactions of the ASAE.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO POR ASPERSIÓN PORTÁTIL 3. El riego por aspersión y su tecnología. J. H. Grey. España. R. (1942). y Alfred S. (1971). y Briones S. La Mancha. México. Luna D.‖ Transactions of the ASAE 15(4). SIRIAS.. Farm irrigation system evaluation: a guide for Management. E. (1989). California. J. Irrigation by Sprinkling. Eng. Sprinkler Irrigation Handbook. Universidad Autónoma Chapingo 64 Departamento de Irrigación . Meteorología agrícola.Arteaga Ramirez. Evaluación de la distribución de agua aplicada por medio de aspersores.. Informe de Investigación INIFAP. Logan. (1997).BIBLIOGRAFÍA Anyoji. G. I. Fry. Trillas. (1978). 2.2) (Tarjuelo.  Obtener el coeficiente de uniformidad de aplicación del equipo.3. Figura 4. Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑÓN VIAJERO 4. de construcción robusta para resistir los esfuerzos que originan el elevado caudal descargado y la presión de trabajo.1. 1999).1.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO 4.1.  Aforar el gasto del cañón en condiciones de funcionamiento y compararlo con los datos del catálogo. Los cañones Son grandes aspersores giratorios. ASPECTOS TEÓRICOS 4.2. Una disposición típica de un cañón viajero o enrollador en campo se muestra en la figura 4. 4. Cañón de brazo oscilante Figura 4. OBJETIVOS  Analizar los principales factores que intervienen sobre la distribución de agua con sistemas de riego por aspersión cañón viajero.1 y 4. pudiendo ser de brazo oscilante o de turbina (véase figuras 4.2 Cañón de turbina Universidad Autónoma Chapingo 65 Departamento de Irrigación . los ángulos de descarga del chorro entre 15º y 32º.2.2. A.3 Disposición típica de una parcela regada con un cañón viajero 4. siendo sustituidos por los de fuelle. y los mayores son más afectados por el viento( Tarjuelo. El fuelle se expande por acción de la presión del agua en su interior y se contrae por la acción de un muelle exterior que lo comprime al conectar la cámara interna con la atmósfera. 1999). 4. existiendo dos variantes: de pistón o fuelle y de turbina. Los diámetros de boquilla varían normalmente entre 12 y 40 mm. Boquillas Las boquillas son cónicas (de plástico o metálicas) o de anillos.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional Figura 4.2. Existen también cañones de riego con ángulo variable entre 15º y 45º. Universidad Autónoma Chapingo 66 Departamento de Irrigación .3. Mecanismos de propulsión Los cañones de riego pueden moverse propulsados por un motor de explosión o por la toma de fuerza del tractor. aunque los más recomendables suelen ser entre 21º y 25º. pero lo más frecuente es que lleven un motor hidráulico accionado por la propia corriente de agua.4). El movimiento alternativo origina el giro del tambor a través de un mecanismo de trinquete (figura 4. Mecanismos de fuelle hidráulico Los mecanismos de pistón han sido abandonados por su rápido deterioro cuando el agua lleva arena. Los ángulos menores tienen poco alcance. y transmite el giro al tambor de enrollamiento a través de una caja de engranajes o un sistema de poleas. Éstos no consumen agua.5). Mecanismos de funcionamiento.4.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional Figura 4.6).5 Mecanismo de propulsión con turbina: flujo parcial y flujo total 4. La turbina es alimentada por una parte de caudal principal o por todo él (figura 4. Figura 4. control y seguridad Los mecanismos de guía de la manguera para su enrollamiento en el tambor constan de: una horquilla. 1999).c.2.a. Universidad Autónoma Chapingo 67 Departamento de Irrigación . que guía el tubo y se mueve en traslación alternado a la derecha e izquierda sobre un tornillo con roscas o tornillo sinfin cruzadas. Mecanismos de turbina Son los mecanismos más frecuentes en los enrolladores (Tarjuelo.4 Mecanismo de propulsión de fuelle hidráulico B. El tornillo gira de forma continua por estar unido al tambor a través de un mecanismo de engranaje y cadena (figura 4. pero producen una pérdida de carga en el flujo principal de unos 5 a 10 m. los diámetros oscilan entre 50 y 125 mm.6 Ejemplo de mecanismo guía para enrollamiento de la manguera 4. teniendo una vida útil de 6 a 8 años. cubriendo las necesidades de los cultivos para la obtención de máximas producciones y al mismo tiempo minimizando las pérdidas de agua.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional Figura 4. lo que será necesario para decidir el tiempo de riego.2.7. esto es. Las mangueras Las mangueras son diseñadas para soportar altas presiones y las fuerzas de tracción que se provocan por el arrastre sobre el suelo.6. Importancia de una evaluación La evaluación de un sistema de riego por aspersión es un proceso por el que se puede saber si la instalación y el manejo que se hace de ella reúnen las condiciones necesarias para aplicar los riego adecuadamente. 4. Permitirá conocer la cantidad de agua que aplica el sistema por unidad de tiempo y su uniformidad. Universidad Autónoma Chapingo 68 Departamento de Irrigación . Cuando realizar una evaluación Se debe realizar una evaluación del riego:  Recién finalizada la instalación.2.  Al principio de cada temporada de riegos. las longitudes varían entre 120 y 500 m. 4. Se comprobará que las presiones en cuanto a la capacidad de aportar una cantidad de agua con una determinada uniformidad coinciden con lo proyectado.5.2. Merrian y Keller (1978). mencionan un valor típico de 71 %. En las pérdidas por evaporación y arrastre del viento tiene gran importancia el tamaño de las gotas de agua que dan los aspersores y serán mayores cuanto más pequeñas sean las gotas y mayor sea el viento y la temperatura. 4.9. Puede expresarse en mm de altura de lámina de agua y coincide con la cantidad de agua que debe ser aplicada con el riego en condiciones normales de manejo (sin fracción de lavado para sales). * + (4.1) Se utiliza como indicador de la magnitud de los problemas en el proceso de aplicación de agua. 4. Pérdidas por evaporación y arrastre del viento En riego por aspersión existen dos factores que afectan negativamente a la aplicación de agua sobre el suelo: la evaporación de las gotas de agua que producen los aspersores y el arrastre de dichas gotas por efecto del viento.2.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO  Tesis Profesional Cuando existan motivos para sospechar la existencia de cambios en la uniformidad o en la lámina de agua aplicada.2.2. 4. (4. Déficit de humedad permisible Indica la sequedad del suelo en la zona radicular en el momento de realizar la medida.8.2) Las pérdidas por evaporación y arrastre del viento (Pe) se calculan como la diferencia entre la lámina de agua aplicada por el cañón (La) y la lámina de agua recogida en los pluviómetros (Lp): Universidad Autónoma Chapingo 69 Departamento de Irrigación .11. Uniformidad de distribución Se obtiene a partir de los datos de campo resultantes de la evaluación y es un indicador de la uniformidad de altura de agua infiltrada en el conjunto de la parcela. en m.2.12. en mmin-1. factor de unidades. 4. en lmim-1. S. Índice de grosor de la gota El tamaño de las gotas de agua que dan los aspersores influye directamente sobre la distribución del agua aplicada y afectan en las pérdidas por arrastre del viento y evaporación. en m. . capacidad del sistema.13. Lámina aplicada promedio Para el cálculo de la lámina aplicada promedio en milímetros se procede con la siguiente expresión: (4. velocidad de la unidad de movimiento. Para calcular IG se medirá la presión (p) en kgcm-2 en el aspersor seleccionado para la evaluación y el diámetro (d) de las boquillas en mm: Universidad Autónoma Chapingo 70 Departamento de Irrigación . q.3) La lámina de agua media recogida por los vasos (Lp) es la relación entre el volumen medio recogido en cm3 y el área de la embocadura de los vasos en cm2. factor de conversión de unidades (60 unidades métricas). gasto del aspersor. en grados. r. 4.2. El grosor de las gotas se evalúa con el Índice de grosor (IG). 4. ángulo del circulo de mojado. en lmin-1. en mmh-1.5) donde: La. k. en mm. W. K.4) donde: Ia. lámina de riego.2.14. radio de mojado del aspersor o cañón. Intensidad de aplicación promedio La intensidad de aplicación se calcula mediante la siguiente expresión: (4. espaciamiento entre líneas de riego del cañón. intensidad de aplicación. q. 1 para unidades métricas.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional (4. Probeta graduada Carrete de manguera Cronometro Anemómetro Cañón Manómetro Botes Recipiente de volumen conocido Cinta métrica Figura 4.7. Valores menores que 7 indican gotas demasiado gruesas.3.7 Lista de materiales utilizados en la prueba Universidad Autónoma Chapingo 71 Departamento de Irrigación . y valores mayores que 17 indican gotas demasiado finas.6) Es recomendable que el índice de grosor esté entre 7 y 17. 4. Sólo se justifican valores de IG menores de 7 en condiciones de vientos fuertes (más de 4. La distribución del agua puede verse afectada negativamente con tamaños de gota extremos.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional (4. DESCRIPCION DE EQUIPOS Y MATERIALES Los materiales que han de utilizar en el desarrollo de la evaluación son los siguientes:  Cañón modelo Twin 101 de 20 mm de diámetro  Un manómetro  Carrete de manguera  Un cronómetro  Botes a manera de pluviómetro  Probetas graduadas  Una cinta métrica  Anemómetro para conocer la velocidad del viento  Recipiente de volumen conocido Los cuales son mostrados en la figura 4.5 ms-1 ó 16 kmh-1). tipo y diámetro de boquillas y altura. los pluviómetros deben estar pintados de blanco para evitar el calentamiento por los rayos del sol para aminorar la evaporación.1. la cantidad que existe de cada uno. lo que es fundamental para el correcto desarrollo de los riegos.  Se colocan pluviómetros colgados a unos clavos que previamente se habían clavado a las estacas.  En primer lugar se comprobará las características del aspersor en marca. etc. elementos de control.  Se comprobará la existencia de fugas y cualquier elemento de la instalación.3. Evaluación de los componentes de la instalación  Se realizará una inspección de los componentes del sistema.  También deberá anotarse la existencia o no de elementos de medida y control de agua.  Se hace avanzar el equipo hasta que cruce totalmente la red de pluviómetros  Se procede a la recolección de datos y se hacen los cálculos respectivos. Los vasos se instalarán sobre el suelo o soportados mediante estacas de 60 cm de altura.3. y justo sobre el cultivo en caso contrario (figura 4. piezas especiales. Evaluación de la uniformidad del riego A. principalmente en las conexiones.8). etc. Universidad Autónoma Chapingo 72 Departamento de Irrigación . juntas.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional 4.2. desde tuberías. reguladores de presión. modelo. su ubicación y su estado general: manómetros o toma manométrica. se alinean perpendicularmente al sentido del riego y se nivelan. de tal forma. cuando el cultivo no altere la lluvia de los aspersores. que el agua no salpique fuera y la evaporación se reduzca a un mínimo. se colocará una red de vasos pluviométricos de iguales características. Procedimiento para medir el riego  Antes de comenzar el riego.  El equipo se coloca a una distancia ligeramente mayor al radio de mojado del cañón antes de la red de pluviómetros en el sentido del riego. 4. 8 Esquema ilustrativo de colocación de pluviómetros B. Procedimiento para medir el clima  La velocidad del viento durante la prueba deberá ser medida con el anemómetro o con otro dispositivo de igual o mejor exactitud.  Se toma la lectura inicial en el anemómetro así como la final y el tiempo de duración de la prueba para así obtener la velocidad del viento.  El equipo de medición del viento deberá ser localizado lo más cerca del área de la prueba y a una altura de 4 m.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional Figura 4.  Determine la evaporación ocurrida durante la prueba mediante uno de los recipientes utilizados como pluviómetro.  La dirección del viento deberá ser medida con una veleta de viento con 8 puntos de base de su compás. Universidad Autónoma Chapingo 73 Departamento de Irrigación . donde se agrega un volumen de agua conocida y luego se vuelve a medir al final del ensayo. con esto se tendrá el valor de q.9). la presión en el manómetro se obtiene en kgcm-2. en m. carga. se conoce el gasto. Universidad Autónoma Chapingo 74 Departamento de Irrigación . x.7) donde: q. generalmente tiende a 0. Figura 4.9 Medición de la descarga Se sabe que el modelo de funcionamiento del aspersor que está definido por: q  Kh n (4.10).10). gasto.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional C. en Is-1. con esto es posible conocer la carga h (en m) y sustituyendo en la anterior ecuación. Medición volumétrica de la descarga La medición volumétrica de la descarga puede hacerse colocando una manguera y depositando el agua en un recipiente (bote) calibrado y tomar el tiempo con cronómetro hasta que se llene perfectamente (figura 4. h. extrapolando se puede determinar el gasto que un sistema está entregando en campo midiendo únicamente la presión (figura 4. K y n. parámetros de funcionamiento (adimensionales).5 por la naturaleza del flujo y K se puede estimar si se conoce h (figura 4.10 Manómetro empotrado antes de la salida del cañón Por lo cual es posible conocer el gasto del aspersor al medir únicamente la presión con un manómetro. Figura 4. para hacerla más exacta se hace en una probeta graduada al mililitro.  Se colocan 3 estacas a cada 10 m en la dirección de movimiento del cañón para cuantificar en campo la velocidad de avance del mismo.  Con los datos obtenidos se procede a conocer la uniformidad de aplicación.  Se mide la lámina captada y se registran las mediciones.  Medir la presión de entrada antes del mecanismo de giro y la respectiva presión antes de la salida del cañón. Universidad Autónoma Chapingo 75 Departamento de Irrigación .Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional D. Duración de la prueba y registro de información  Una vez que se ponga a funcionar el cañón se deja que se riegue desde que entra la primera gota a los pluviómetros hasta que deja de caer agua a los mismos. 9 kgcm-2  Perdida de presión por manguera: 4.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional 4.4.4.9 kgcm-2  Perdida de presión por turbina: 0. Suelo:  Textura: Arcilloso CC: 40% PMP: 24% 4.1. Marca y modelo del cañón viajero: Twin 101 Radio de mojado: 31.4. Datos generales Localización: Campo Montecillos Parcela: ―LA CERONA‖ Cultivo: Alfalfa Profundidad de raíces: 80 cm. EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA EN CAÑÓN VIAJERO 4.2 Descripción de los componentes de la instalación Componentes del equipo.5 kgcm-2  Propulsión Tipo: Turbina Universidad Autónoma Chapingo 76 Departamento de Irrigación .5 m Angulo de riego: 290° Boquilla:  Tamaño: 20 mm  Presión de operación : 2 kgcm-2 Manguera:  Largo : 280 m Diámetro de la manguera: 63 mm Diámetro interior: 55 mm  Presión de entrada: 7.3 kgcm-2 Presión de salida: 1. 00 242880.00 ml Diámetro del bote: 0.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional 4. Cuadro 4. radio de mojado. en función de la velocidad del viento. Cuadro 4. Evaporación Al inicio de la evaluación se colocó un recipiente al cual se le agrego un volumen de 500 ml los datos registrados se presentan en el cuadro 4.00 492.4. %. Velocidad del viento (ms-1) 1-2.5. factor de ajuste.5-5 >5 75-70 65-60 55-50 donde: E. en m.00 Recipiente 2 500. en m.18: B.5 2.4. 1999.00 Evaporación (ml) promedio 9. Espaciamiento entre líneas: Los espaciamientos entre posiciones de riego más adecuados. Ajustando los espaciamientos a longitudes comerciales de tuberías se obtiene: C.00 490. Condiciones de viento Cuadro 4. suelen ser los del cuadro 4.00 Promedio de pérdida por evaporación: 9.00 8. espaciamiento.1 Lecturas registradas en el anemómetro Lectura Inicial Lectura Final Tiempo prueba (min) 242818. r.00 48 La velocidad del viento se procede a calcular mediante la ecuación 3.3. P.00 10.10 m Universidad Autónoma Chapingo 77 Departamento de Irrigación .2 Valores recomendados del espaciamiento en función de la velocidad del viento 0-1 80 Espaciamiento (% del diámetro de mojado) Fuente: Tarjuelo. Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre del viento A.3 Evaporación registrada durante la prueba Recipientes Volumen (ml) Inicial Final Diferencia Recipiente 1 500. Volumen recogido en los recipientes instalados en campo Volumen captado por los recipientes Lado izquierdo de la línea Lado derecho de la línea No.5 m y para una velocidad de viento de 4.8 kgcm-2  En el carrito: 7 kgcm-2 Caudales  Volumen del recipiente: 200.4 se presentan los volúmenes recolectados por los recipientes. Volumen recogido en los pluviómetros En el cuadro 4.20 m3  Tiempo: Universidad Autónoma Chapingo 78 Departamento de Irrigación . Pluv Volumen (ml) 1 235 15 2 250 14 3 270 13 4 260 12 5 240 11 7 6 225 10 160 7 215 9 215 8 170 8 295 9 120 7 280 10 55 6 265 11 5 300 12 4 305 13 3 275 14 2 225 15 1 220 B.4.4.65 km/h se obtiene un espaciamiento de 42 m por lo que al colocar los recipientes en campo a una distancia de 3 m se obtiene un máximo de 15 pluviómetros a cada lado.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional 4. Pluv Volumen (ml) No. velocidades y caudales Presiones  En el cañón: 1. de acuerdo al radio de mojado de 31.00 litros ó 0. Cuadro 4. Medidas de presiones.3 Evaluación de la uniformidad de la instalación A. 25 Caudal: Velocidad del cañón  Distancia: 10 m  Tiempo: Cuadro 4.6 Lecturas de tiempo de avance en el cañón Twin 101 Observación Distancia.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional Cuadro 4.17 Lectura 2 (min) 20 47.16 Lectura 4 (min) Promedio (min) -------- 47.2 Lectura 2 (s) 30.16 Velocidad: Universidad Autónoma Chapingo 79 Departamento de Irrigación .3 Lectura 3 (s) 31. en m Tiempo. en min/10 m  Lectura 1 (min) 10 47.15 Lectura 3 (min) 30 47.25 Lectura 4 (s) -------- Promedio (s) 31.5 Lecturas de tiempo en la medición de la descarga en cañón Twin 101 Aforo 1  Lectura 1 (s) 32. .75 305.5 10.5.5 19.5 Lado izquierdo de la línea Lado derecho de la línea No.85 x10-3 Universidad Autónoma Chapingo 80 Departamento de Irrigación Ordenado de mayor a menor ml 465 430 400 385 320 305 300 275 270 260 250 247 235 225 220 927 4587 231. Pluv. Por ejemplo.5 4.7 Volúmenes recogidos en los pluviómetros instalados en campo y procesamiento de los mismos Volumen captado por los recipientes Separación entre Pluviómetro 42 40. Volumen (ml) 1 235 15 2 250 14 3 270 13 4 260 12 5 240 11 7 6 225 10 160 7 215 9 215 8 170 8 295 9 120 7 280 10 55 6 265 11 5 300 12 4 305 13 3 275 14 2 225 15 1 220 SUMA DEL CUARTO INFERIOR : SUMA TOTAL: PROMEDIO DEL CUARTO INFERIOR : PROMEDIO GENERAL: Contenido total de los lados ml 235 250 270 260 247 385 430 465 400 320 300 305 275 225 220 Volumen promedio de los traslapados = 374.5 1. 3+13. 2+14. . 1+15.5 37.5 25.5 7. Volumen (ml) No.5 31.1. Pluv.8 .5 16.5 PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN 4... Uniformidad de distribución Para utilizar la expresión de Christiansen se suman los datos de la parte izquierda con los de la parte derecha en su posición de traslape con el fin de obtener los valores de los volúmenes recolectados.5 22.5 28. etc Cuadro 4.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional 4.5 13.5 34.5 ml Área del recipiente= 7. 304 mm.5.5. 4. 4.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional La uniformidad de riego se obtiene mediante la relación que existe entre el promedio de lámina captada en el ¼ inferior y el promedio de lámina general: 4.3.17 mmh -1 tenemos que es inferior por lo que no se provoca encharcamiento. 2000) y de acuerdo a valor de intensidad de 9. Intensidad de aplicación promedio La intensidad de aplicación se calcula mediante la siguiente expresión: La intensidad de aplicación puede ser comparada con la infiltración del suelo que en este caso es arcilloso teniendo una infiltración media de 11. Evaluación de las pérdidas por evaporación y arrastre del viento Las pérdidas por evaporación y arrastre del viento (Pe) se calculan como la diferencia entre la lámina de agua aplicada por el cañón (La) y la lámina de agua recogida en los pluviómetros (Lp). del gasto descargado y de la velocidad del mismo se tiene que la lámina aplicada promedio es de 50. Lámina aplicada promedio Para el cálculo de la lámina aplicada promedio en milímetros se procede con la siguiente expresión: A partir del espaciamiento del cañón. Universidad Autónoma Chapingo 81 Departamento de Irrigación .4.5.2.5 mmh-1 (Abnal. Diámetro de boquilla: 20 mm Cuadro 4.81 9 22.45 10 25.79 4 7.26 8. se observa que de acuerdo a la clasificación del grosor de gotas se encuentra en gotas gruesas lo que es característica de este sistema. lo cual es aceptable.33 % de lo cual se puede deducir que es mínima la perdida.90 11.19 3.58 1.94 5.14 1.75 8.16 2.4 20.5.06 6.51 0.86 0.13 10. o en su defecto haciendo los cálculos respectivos tenemos que el índice de grosor de gota seria: De acuerdo al resultado .39 8.9.82 10.79 5.63 10.94 7.11 1.44 13.8 Índices de grosor de gota a diferentes presiones y diámetro de boquillas Presión Diámetro de boquilla en mm kgcm-2 10 15 20 25 30 1 1.64 0.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO * Tesis Profesional + Tenemos una perdida por evaporación y arrastre del 5.36 14.21 4.64 17. Evaluación del índice de grosor de la gota Teniendo la presión a la que está funcionando el cañón y conociendo el diámetro de boquilla del mismo se procede a calcular el índice de grosor de la gota: Presión: 2 kgcm-2. la eficiencia de aplicación sería del orden de: Ea  100  5.28 4.22 8. Considerando la percolación (P) y el déficit (D) como valor nulo.40 7 16.59 7.18 12.60 5 10.33  94.43 2 3.47 6 13.79 9.5.12 2.09 12.05 3 5.90 3.41 6.45 5.36 3.60 5.67% 4.29 0.68 2.38 8 19.55 De acuerdo al cuadro 4.17 3.18 8.18 6.57 2.27 1.67 6.80 6. Universidad Autónoma Chapingo 82 Departamento de Irrigación .20 8. la velocidad el viento que se presentó durante el desarrollo de la evaluación en promedio fue de 4.3 milímetros. es decir.4 %.65 kmh -1 y una evaporación de 9 ml.8. La relación entre las láminas precipitadas y la velocidad de infiltración son compatibles en función del tipo de suelo y la capacidad de acumulación para láminas hasta de 12 mm por evento de riego. de 100 milímetros de agua por aplicar en riego 5. La intensidad de aplicación muestra la lámina de agua aplicada en el sector durante el tiempo transcurrido de la evaluación obteniéndose un valor de 9. 4. La uniformidad de distribución obtenida en la evaluación para este sistema resulto ser de 75. CUESTIONARIO 1) ¿Bajo qué condiciones es recomendable el uso de cañón viajero? 2) ¿Cuáles son los factores que afectan la uniformidad de aplicación en el cañón viajero evaluado y cuáles serían las posibles recomendaciones para disminuir tales efectos? 3) ¿Qué recomendaría para disminuir las pérdidas de carga de presión en la manguera y en la turbina cuando empieza a avanzar el cañón? 4) ¿Cómo seleccionaría la boquilla para el cañón analizado? 5) ¿Cómo se establece en campo el ángulo de mojado? Universidad Autónoma Chapingo 83 Departamento de Irrigación .6. DISCUSIÓN DE RESULTADOS De acuerdo a las pérdidas por evaporación y arrastre del viento (Pe) representan el 5.7. 4. CONCLUSIONES A partir de la evaluación del cañón viajero es posible afirmar que en términos generales la uniformidad de distribución de acuerdo a Merrian y Keller (1978) es aceptable.78 % la cual es buena. esta lámina de aplicación esta en estrecha relación con el tiempo de riego y la velocidad de avance del cañón.4 milímetros se perderán por arrastre del viento y evaporación.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional 4. La lámina aplicada promedio es de 50.17 mmh-1. Departamento de Irrigación. Mundi-Prensa. Análisis de la distribución de agua en sistemas de riego por aspersión estacionario: desarrollo del modelo de simulación de riego por aspersión.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE CAÑON VIAJERO Tesis Profesional 4. Universidad Autónoma Chapingo 84 Departamento de Irrigación .C. SIRIAS/ Jesús Montero Martínez.M. Chapingo. Farm irrigation system evaluation: A guide for management. Merrian J. L.9. ―El riego por aspersión y su tecnología‖. Utah. (2000). C. Ediciones de la universidad de castilla – La Mancha. Tarjuelo J. Montero M.. Logan. J. BIBLIOGRAFÍA Abnal M.. (1978). (2000). Méx.. 2ª Edición. Tesis. Utah State Univ. Diseño y evaluación de un sistema de aspersión mecanizado cañón viajero (caso campo experimental la cerona). y Keller J.Benito M. España. Tesis doctoral. y Domínguez G. Press. (1999). Universidad Autónoma Chapingo. . la longitud de estos equipos va de los 67 a los 900 m. y hay algunos modelos que se pueden remolcar para instalarse en otros sitios. Para ampliar el área a regar se instala un aspersor de cañón en el extremo y si se desean cubrir las esquinas de una superficie cuadrada se monta el cañón en un brazo móvil. está conectado a la fuente de suministro de agua.1. Descripción del equipo El riego con pivote central es uno de los sistemas de aspersión de movimiento continuo que rocía el agua a través de una tubería lateral que va montada sobre torres con ruedas que se mueven por medio de energía eléctrica o mecánica. 5. El extremo central llamado punto de pivote.  Determinar la uniformidad de distribución del agua de riego.1. La tubería o lateral esta fija en uno de sus extremos mientras que el otro se desplaza en movimiento circular (figura 5.  Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL OBJETIVOS Comprobar el estado de los diferentes componentes de la instalación y si el mantenimiento es adecuado. instalados en bastones bajantes que asperjan el agua sobre el campo. controladas por un sistema de alineamiento.  Detectar los problemas de funcionamiento del equipo y plantear soluciones sencillas y económicas para resolverlos.2. ASPECTOS TEÓRICOS 5. Universidad Autónoma Chapingo 85 Departamento de Irrigación . La autopropulsión de los sistemas de pivote central es una de sus principales ventajas. La tubería está equipada con una red de aspersores de impacto o con cabezas de rociadores.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL 5.2.1). 5. se adaptan bien a suelos con un alto rango de infiltración (figura 5. Universidad Autónoma Chapingo 86 Departamento de Irrigación .Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional Figura 5.  El sistema de suministro de agua y energía. para zonas donde le viento rebase los 15 kmh-1.  La capacidad del sistema.  Las características de infiltración del suelo. Los pivotes son recomendables para cultivos de cobertura total incluyendo los de talla alta.1 Elementos en una instalación de pivote central Los principales factores que deben considerar en el diseño de un sistema de riego por pivote central son los siguientes:  El rango máximo de uso de agua para el área de diseño. siempre y cuando no rebasen el cuerpo del equipo. de textura media. para terrenos de topografía uniforme.  La configuración de las boquillas de los aspersores.2). No se recomienda para suelos de textura arcillosa. también se puede adaptar a terrenos irregulares y ondulados en donde la pendiente en general no sea mayor del 15 %. ángulo y desgaste.  Oscilación del gasto a causa de variaciones en el equipo de bombeo. 2009) son:  El espaciamiento entre emisores. que considera su velocidad y ciclicidad.  Movimiento de la máquina.  El tamaño de la boquilla en relación con su ubicación relativa a lo largo del brazo. Esta falta de uniformidad genera variaciones en el rendimiento a través del área de riego. la presión de operación de la boquilla y la configuración de los emisores. ya sea sobreirrigadas o subirrigadas. Una pobre uniformidad alrededor de las torres donde se ubican las ruedas es un problema común causado por que los productores y distribuidores de los equipos con frecuencia emplean técnicas inapropiadas para reducir el atascamiento de las Universidad Autónoma Chapingo 87 Departamento de Irrigación .  Altura de la boquilla.2. En campos no humedecidos uniformemente. algunas partes serán regadas con la lámina deseada. Uniformidad del riego La uniformidad de aplicación se refiere a que tan homogénea es aplicada el agua en todo el campo. Nelson. 2004).2 Patrón de aplicación de agua para diferentes tipos de emisores 5. resultando en diferencias en el retorno económico para diferentes porciones del campo (Foley y Raine.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional Figura 5. 2001.  Escurrimientos a consecuencia de una alta intensidad de aplicación.2. mientras que otras partes podrán estar. Los factores que contribuyen a una falta de uniformidad (Ascencio. Heermann y Hein (1968) propusieron una medida de la uniformidad de aplicación que puede ser usada especialmente para un pivote central: [ ∑ | ∑ ̅| ] (5. volumen medio de agua recogida en el total de los pluviómetros. 2009). número total de pluviómetros que intervienen en la evaluación. La uniformidad de distribución (UD) es un índice y se puede definir mediante la siguiente expresión: * ̅ ̅ + (5. V .2) en las proximidades de las torres. uniformidad de distribución. es el parámetro de uniformidad de uso más generalizado y está dado por la siguiente expresión: ∑ * ̅| | + ̅ (5. la lámina media colectada en los pluviómetros es ponderada respecto a la superficie que representan. V . En este coeficiente. fue propuesto inicialmente por Christiansen (1942) y es una representación estadística de la uniformidad. para calcular la UD.2) donde: Vi. en %. El Coeficiente de Uniformidad (CU). V25%.1) donde: UD. Posteriormente.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional ruedas. lo que se refleja en una menor uniformidad de aplicación (Ascencio. utilizado principalmente en los sistemas de aspersión.3) donde XS es la lámina de agua aplicada en un colector a una distancia Ss del punto pivote. lo que permite representar el área anular de cada colector. n. las láminas aplicadas son ponderadas de acuerdo a su posición radial a lo largo del brazo del equipo. volumen medioa en el 25% de las observaciones más bajas. volumen medio de todas las observaciones. y SS es la distancia radial a la que están dispuestos los colectores. En el caso de los equipos de pivote central. volumen recogida por cada pluviómetro. como es el de disminuir la tasa de aplicación del agua (figura 5. X es la lámina media aplicada en todos los colectores. Universidad Autónoma Chapingo 88 Departamento de Irrigación . y es equivalente a una ponderación respecto a sus posiciones. En los equipos de pivote central. el viento o el cambio del plato de los aspersores (Foley y Raine. L. hr. 7200. en m. gasto total de los emisores del equipo. Tasa de aplicación promedio La tasa de aplicación (TAP). TAP al radio r en el punto j. L. horas por revolución. 2001).5) -1 donde: TAPj. La TAP puede ser calculada con la expresión: (5. la TAP será siempre más alta en el extremo exterior del pivote. longitud total del equipo. -1 gasto total de los emisores del equipo. 2004). Universidad Autónoma Chapingo 89 Departamento de Irrigación . en m. radio en el punto j. dado que el gasto de los emisores individuales aumenta a consecuencia de que tienen que regar una superficie mayor (Nelson. en l s .6) -1 donde: Q. La lámina promedio aplicada ―d‖ por revolución está dada por: (5. gasto total de los emisores del sistema. Q. La TAP se altera cuando el área de humedecimiento o el gasto del aspersor cambian. Para el caso del equipo de pivote central la TAP puede ser calculada mediante la ecuación: (5. en m. El área de humedecimiento se afecta por la altura del aspersor. ancho del patrón de humedecimiento del aspersor.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional 5. La TAP normalmente se reporta en milímetros de agua aplicada por hora.6 para unidades métricas de ls -1 y m.3. K. en m.4) -1 donde: Q. se define como la lámina media que se aplica en la superficie de riego por unidad de tiempo y se obtiene al dividir el gasto total de los emisores del sistema entre el área de la superficie de suelo de la franja humedecida a lo largo del sistema. en lh . en h. en m. longitud total del lateral. ancho del patrón de humedecimiento del aspersor en el punto j. en mm h . en m. lo que permite una comparación directa con la tasa de infiltración del suelo. Wj. W. en l h . L. rj.2. longitud del equipo (radio del circulo básico). 1999).7) 5. El flujo en gpm. sumando la lámina media captada y la evaporación estimada. etc. Así. diferencias en los componentes de los sistemas de riego. la eficiencia de riego se refiere al porcentaje del agua suministrada a un cultivo que sirve efectivamente para satisfacer sus necesidades hídricas. El caudal del sistema puede ser estimado en un medidor de flujo a la entrada.. pérdidas de presión en los sistemas debido a fricción.1996): a) La eficiencia de riego expresada como la relación entre el volumen de agua utilizada o disponible para ser aprovechado por un cultivo y el volumen de agua bombeado o entregado para su uso. cambios en la elevación. escurrimiento superficial y subsuperficial. Eficiencia de riego La eficiencia. o por otras causas como sobrerriego. expresa la relación entre la cantidad de recursos necesarios y los realmente utilizados en un proceso o actividad. Esto es hecho por una primera estimación de la lámina bruta aplicada. et al. Pluviometría máxima en el extremo Uno de los factores más críticos en el diseño de un pivote es la pluviometría máxima en el extremo (Pmax). en una acepción general. No es posible la aplicación de la cantidad exacta de agua de riego requerida con una uniformidad perfecta debido a las variaciones en las propiedades del suelo. Así. percolación profunda.2. evaporación. Para determinar el parámetro anterior se calculará como paso Universidad Autónoma Chapingo 90 Departamento de Irrigación .5. se tienen dos conceptos de eficiencia de riego (Smajastra. pueden ser estimados por: Gasto Distribuid o (gpm)  [450] [área (acres)] [lámina bruta (pulg/rev)] tiempo por revolución (h) (5.4. zona donde se puede tener mayor riesgo de escorrentía (Tarjuelo.2.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional 5. el cual fue distribuido a través de los aspersores. arrastre por el viento. y b) La eficiencia de riego expresada como la relación entre el rendimiento de un cultivo o el incremento en su rendimiento con relación a la producción obtenida sin riego y el volumen de agua de riego utilizada. pluviometría máxima en el extremo. Se obtendrá a partir de la fórmula siguiente: (5. pluviometría media en el extremo.8) donde: Pm. la cual hace referencia al valor de la intensidad de agua media que cae sobre el suelo en el extremo del pivote. no debiendo ser menores de 7 -10 mm para no aumentar mucho las pérdidas por evaporación. La pluviometría máxima en el extremo puede ser un indicador del riesgo de escorrentía en un determinado suelo. se podrá disminuir la pluviometría del extremo aumentando la anchura mojada por el emisor. Teniendo en cuenta que el reparto de agua de un pivote sigue un modelo elíptico. V. Universidad Autónoma Chapingo 91 Departamento de Irrigación . Lp. La comparación entre la Pmax y la capacidad de infiltración del terreno nos permitirá decidir la conveniencia o no de emplear el pivote.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional previo la pluviometría media en el extremo (Pm). Cuando la escorrentía sea un problema que no pueda solucionarse aumentando la velocidad de avance. ra. en mm. en mmh-1. Pluviometría media en el extremo. radio mojado por el emisor en el extremo del pivote. en mh-1.9) donde: Pm. en m. sobre todo cuando ésta es mayor que la infiltración del agua en el suelo y no hay una buena capacidad de almacenamiento superficial del suelo. lamina media de agua recogida. velocidad de avance de la torre exterior. la pluviometría máxima en el extremo (Pmax) podrá determinarse con la relación: * + (5. en mmh-1. Si existe este problema puede evitarse con un manejo adecuado. en mmh-1. Este objetivo podrá alcanzarse bien cambiando el tipo de emisor o bien localizando los existentes en unos pequeños tubos horizontales dispuestos perpendicularmente al pivote. Podrá utilizarse en suelos de poca velocidad de infiltración incrementando la velocidad de avance de manera que pase por un punto antes de que se supere el valor de la infiltración admisible más el posible almacenaje superficial del suelo. Pmax. Esto implicará el aporte de dosis más pequeñas y frecuentes. Equipo requerido  Anemómetro para determinar las condiciones de viento. así como para calcular la velocidad de la máquina.  Botes. o cartones de plástico.1.  Una probeta graduada para medir el volumen de agua captada en los botes.  Recipiente de volumen conocido para determinar la descarga.3. presión y las instrucciones sobre las velocidades de la máquina. colocar los botes y revisar los perfiles de suelo. gastos.  Una pala para emparejar áreas.  Un cronómetro o reloj con segundero fácilmente visible. pueden usarse botes de aceite de un litro.3 Material necesario para la evaluación del pivote central Universidad Autónoma Chapingo 92 Departamento de Irrigación . raíz y penetración del agua.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL 5. Figura 5.  Una cinta para medir la distancia a la que se colocarán los botes. Tesis Profesional DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Y MATERIALES 5.3.  Especificaciones del catálogo del fabricante: de boquillas. Si la evaluación de uniformidad no es aceptable habrá que estudiarlos y pensar en alguna modificación. midiendo el tiempo o duración en emitir cada aspersor un volumen conocido. la cantidad que existe de cada uno. piezas especiales. etc. la existencia o no de elementos de medida y control del agua.). los posibles emisores que estén obstruidos y cualquier otra anomalía que pueda apreciarse.3. su ubicación y su estado general. Figura 5. mediante la división del volumen de agua entre el tiempo de llenado.3. juntas. Componentes de la instalación  Se realizará una inspección de los componentes del sistema. Posteriormente conociendo el tiempo en obtener el volumen de referencia se calculó el gasto por unidad de tiempo en cada uno de los emisores. Universidad Autónoma Chapingo 93 Departamento de Irrigación . reguladores de presión. elementos de control. Tasa de aplicación promedio Para obtener la TAP en los equipos pivote central se sigue el procedimiento de aforar cada una de los emisores a todo lo largo del equipo. 5. desde tuberías.4.  Se deberá anotar el modelo de los emisores y sus características (nº de boquillas.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional 5. Los distintos tipos de emisores y la separación entre ellos son criterios prefijados por el diseñador.3. etc.  En primer lugar se comprobará si los emisores están instalados a la misma altura. Emisores del equipo de pivote central durante la evaluación  También se comprobará visualmente si a lo largo del equipo hay posibles fugas.2. También se comprobará si el alero lleva un cañón final para aumentar la superficie mojada. Figura 5. A. En parcelas con topografía ondulada. se conocerá cual es la longitud del pivote hasta la última torre y la superficie regada.5 Ubicación de pluviómetros en campo Universidad Autónoma Chapingo 94 Departamento de Irrigación .4. se medirá la separación entre torres a través de sus huellas en el terreno y la longitud del alero final. De esta forma. Metodología En primer lugar y antes de comenzar el riego. aquella con mayores diferencias de cota. también conviene evaluar el pivote en la zona más desfavorable para el riego. Uniformidad del riego Para evaluar la uniformidad de un sistema de riego por pivote. Ésta deberá ser aquella zona en la que el equipo esté en una posición con el mínimo de diferencias de cota.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional La tasa de aplicación promedio ―TAP‖ no solo es útil a lo hora de considerar la elección del juego de aspersores del equipo. el primer paso será elegir la zona a evaluar.3. 5. sino también es de especial atención en la definición de las láminas de riego y un indicador de comparación directa con la tasa de infiltración. 7). este y oeste )comenzando desde el centro pivote. Los pluviómetros se dispondrán a tresbolillo (norte.6 Ubicación de pluviómetros en campo Los vasos se instalarán sobre el suelo cuando el cultivo no altere la lluvia de los emisores del pivote. y justo sobre el cultivo en caso contrario (figura 5. sur.6). se dispondrán los pluviómetros siguiendo la dirección de norte. La separación entre los pluviómetros en cada radio será de 5 metros cuando los emisores sean aspersores y de 3 metros cuando se utilicen difusores. este y oeste (figura 5. sur. Figura 5. Puede aprovecharse el camino de acceso al centro del pivote para colocarlos.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional A continuación.7 Disposición de pluviómetros Universidad Autónoma Chapingo 95 Departamento de Irrigación . Figura 5. dejándolos en posición vertical.8 Equipo de pivote central en funcionamiento Una vez iniciado el riego. en los emisores próximos a la primera y última torre y en una torre intermedia o Universidad Autónoma Chapingo 96 Departamento de Irrigación . Figura 5. se medirán 10 m o más. será necesario medir:  La velocidad media de desplazamiento de la última torre. separándolos en caso de ser necesario para que no les afecte el posible goteo continuo que se produce en las torres. comenzando en el momento en que se ponga en marcha. Los pluviómetros se colocarán lo suficientemente lejos del pivote para que cuando el frente mojado llegue a los pluviómetros el pivote esté funcionando en su régimen normal (figura 5. Los pluviómetros deberán quedar lo más distante posible de las huellas de las ruedas. en el punto pivote si lleva manómetro.8).  El tiempo de aplicación de agua en un punto del extremo. numerando también los pluviómetros que se han dejado sin poner (20 % de la longitud del pivote). Los pluviómetros se enterrarán ligeramente para evitar que se vuelquen. siguiendo la huella de la rueda y se cronometrará el tiempo que tarda en recorrerlos. En el momento de pararse la torre.  La presión en el grupo de bombeo. en caso de no utilizar estacas para sostener los botes.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional Se asignará un número de orden a la localización de cada pluviómetro empezando por el centro pivote. No obstante. se tendrá un control de las condiciones climáticas.  El volumen de agua recogido en los pluviómetros tan pronto como sea posible. en ningún caso. La Uniformidad de Distribución del sistema (UD) será la media aritmética de las uniformidades de cada sector. Durante todo el tiempo de evaluación.  La distancia entre torres para todos los tramos. se dejará de regar y se terminará de medir los volúmenes recogidos en los pluviómetros con ayuda de una probeta graduada. al inicio de la prueba. De esta forma se obtendrá una excelente estimación de la Uniformidad de Distribución del conjunto del sistema. este y oeste) de pluviómetros se obtendrá un valor de UD. Las presiones se controlarán varias veces para asegurarse de que no varían durante la evaluación. deberá ser inferior al 75%. que coincidirá normalmente con la longitud del equipo si no tiene ―pistola o cañón‖ final. ya que el viento lo incrementa y lo reduce con facilidad. midiendo en tres momentos la velocidad y dirección del viento. Universidad Autónoma Chapingo 97 Departamento de Irrigación . que servirá de comprobación para la localización de los pluviómetros y para una posterior identificación y localización de posibles problemas. Podrá ser difícil conocer exactamente este radio. donde se agrega un volumen de agua conocida y luego se vuelve a medir al final del ensayo. que. comenzando por los situados junto al borde de la parcela que serán por los que primero pasará el equipo. B. Una prueba dejará de ser válida cuando la velocidad del viento supere los 12 kmh-1. sur. Para cada sector (norte.  La evaporación ocurrida durante la prueba mediante uno de los recipientes utilizados como pluviómetro.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional en varias si la longitud del pivote es mayor de 350 m. Uniformidad del sistema Cuando finalice la evaluación. se puede establecer un criterio razonable que podría ser llegar hasta el pluviómetro que recoja un valor próximo a la media cuando no hay viento. durante y al final.  El radio efectivo regado. 46 50. S. Tesis Profesional EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA EN EQUIPO DE PIVOTE CENTRAL 5. Diámetros de la tubería de distribución (mm) En el cuadro 5. Datos generales Propietario/a: UACH Parcela: Montecillos Nombre del cultivo: Alfalfa Fecha: 14 de noviembre de 2009 Superficie: 3.2 se presentan los diámetros del pivote central medidos a partir de la torres. 5. Longitud de cada tramo del pivote.1. M.5 ha Textura del suelo: Arcillo arenoso Evaluadores: G. Cuadro 5.05 m Radio efectivo regado: 105.2.1.43 m Longitud del alero final: 5 m Diámetro de la tubería: 6 5/8‖ A.4. Descripción de la instalación Marca y modelo: Valley Longitud: 99.59 Número de torres: 2 Ángulo del sector circular que se riega: 360° B.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL 5.4. S. En el cuadro 5.4.1 se presentan las longitudes de la torres del equipo de pivote central. Universidad Autónoma Chapingo 98 Departamento de Irrigación . H. L. y M. Longitud de tramos del pivote central Tramo 0-1 1-2 Longitud (m) 48. 63 min 5.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional Cuadro 5.88 mh-1=2. Descarga de los aspersores En el cuadro 5.752 4.3 Condiciones de viento durante la realización de la evaluación del pivote central Velocidad (kmh-1) Al inicio Durante Al final de la prueba 4. los volúmenes se aforaron con un recipiente de 21 litros y se tomó su tiempo de llenado con lo cual se calcula el gasto descargado por cada emisor con respecto a su ubicación a lo largo del equipo.752 Dirección del viento respecto al pivote. Universidad Autónoma Chapingo 99 Departamento de Irrigación . Cuadro 5. sureste sureste sureste 5.752 4.3.4.3 observando que se presentó con una dirección sureste.4 se muestran la descarga de los emisores instalados en el equipo de pivote central. Datos de funcionamiento Velocidad del equipo en el riego (%): 100 Velocidad de desplazamiento de la última torre (mh -1): 173. Condiciones de viento Las lecturas tomadas en campo en lo que respecta al viento se presentan en el cuadro 5.4.2 Diámetros de la tubería de distribución del pivote central Tramos 0-1 Diámetros 6 5/8” 1-2 6 5/8” C.898 mmin-1 Tiempo de aplicación de agua en un punto del extremo (min): 3.4. 81 7 0.76 1.27 1.73 20 0.48 4 0.69 0.1 29 0.72 10 0.59 2 0.80 0.70 0.21 1.23 97.64 0.71 9---10 2.85 0.58 0.10 0.97 0.97 15---16 3 16 1.05 16---17 2.88 12---13 2.93 0.78 6---7 2.0 Departamento de Irrigación .38 0.98 0.33 23---24 2.53 27---28 2.82 19 1.56 0.4 Separación y descarga de emisores del equipo de pivote central SEPARACIÓN ENTRE ASPERSORES Aspersores Separación(m) # Aspersor Gasto (ls-1) Gasto catalogo (ls-1) PP---1 4.5 12 1.01 0.53 26---27 2.78 11---12 3.35 0.76 11 1.15 0.05 17---18 2.63 7---8 2.72 23 1.00 0.83 1.9 24 0.88 0.53 Q total = Universidad Autónoma Chapingo 100 30.43 1.18 1.84 26 0.78 10---11 2.14 18---19 2.24 21---22 2.63 8---9 2.22 1---2 5.71 4---5 5.33 22---23 2.91 8 0.85 17 1.41 24---25 2.82 13 1.76 27 0.14 19---20 2.61 15 0.85 0.72 28 0.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional Cuadro 5.11 1.760 30.87 2.89 0.86 1.25 1.88 13---14 2.78 14 1.86 1.68 18 1.94 5---6 5.54 3---4 5.68 22 1.82 1.76 0.82 25 0.97 14---15 2.63 1 0.24 20---21 2.45 25---26 2.47 5 0.64 6 0.60 28---29 Distancia Total 3.80 0.36 2---3 5.72 9 0.71 21 1.18 1.76 3 0.25 1. 06 80 10.40 55 7.5 Volúmenes recogidos en los pluviómetros del pivote central # Bote Fila 1 Ubicación 1 5 2 10 3 15 4 20 5 25 6 30 7 35 8 40 9 45 10 50 11 55 12 60 13 65 14 70 15 75 16 80 17 85 18 90 19 95 20 100 Universidad Autónoma Chapingo 101 Volumen (ml) Lamina (mm) 82 10.82 Departamento de Irrigación .35 100 12.5.80 79 10.15 62 7.42 66 8.89 93 11.15 64 8.57 97 12.87 kg cm-2 En la primera torre: 3. Volumen recogido en los pluviómetros Espaciamiento entre vasos pluviométricos: 5 m Diámetro del vaso pluviométrico: 10 cm Distancia al centro del primer pluviómetro: 5 m En el cuadro 5.19 74 9. Evaluación de la uniformidad 5.93 30 3.5.2.10 83 10.40 77 9.4. Distribución de presiones Presión en bombeo: 4 kg cm-2 En el punto pivote: 3.73 66 8.4.44 95 12.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional 5.00 64 8.87kg cm-2 5.5 se presentan los volúmenes captados por los pluviómetros colocados en el campo para realizar la evaluación del pivote central en el cual se indica el número de bote su ubicación y su respectivo volumen y lamina captada.4.1.40 66 8.5. Cuadro 5.19 78 9.84 80 10. el total de volúmenes ponderados y las sumas de las posiciones totales y del cuarto inferior. Tesis Profesional PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN 5.5. en el cuadro 5.5. se descartó el bote 20 por ser un valor muy bajo puesto que se encuentra en el extremo del pivote . así como.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL 5.4 se muestra las descargas para cada emisor.5. En la figura 5. y con la suma de todos los gastos se obtuvo el caudal total del equipo.1.9. Universidad Autónoma Chapingo 102 Departamento de Irrigación .6 se presenta los volúmenes recolectados por los pluviómetros ponderados por el número de posición y ordenados de mayor a menor.9 se observa una tendencia lineal del gasto de los emisores incrementándose con la distancia radial en la que se localiza. Figura 5.2. Evaluación de la uniformidad del riego  Cálculos preliminares En el cuadro 5. Descarga de los emisores Se procedió en primer término a medir el gasto que aportaba cada emisor individual instalado en la lateral del pivote. Gasto medido de los emisores instalados en el pivote central 5. así sucesivamente hasta el último recipiente. en el cual. Universidad Autónoma Chapingo 103 Departamento de Irrigación .Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional Cuadro 5. finalmente el área calculada se utilizó para ponderar el volumen multiplicándolo por el área resultante. a partir del radio se calculó el área de cada bote comenzando en el uno y para el dos se calculó el área de acuerdo a su radio descontando el área del primer bote.6 Procesamiento de volúmenes obtenidos en los pluviómetros de acuerdo a su número de posición en la evaluación del pivote central VOLUMENES RECOLECTADOS POR LOS PLUVIOMETROS DATOS ORDENADOS DE MAYOR A MENOR VOLUMENES PONDERADOS # Bote Volumen Volumen (ml) ponderado 100 500 # Bote Ubicación Volumen (ml) 1 5 82 82 5 2 10 95 190 4 97 388 3 15 83 249 2 95 190 4 20 97 388 11 93 1023 5 25 100 500 3 83 249 6 30 66 396 1 82 82 7 35 55 385 12 80 960 8 40 64 512 18 80 1440 9 45 64 576 17 79 1343 10 50 62 620 19 78 1482 11 55 93 1023 16 77 1232 12 60 80 960 13 74 962 13 65 74 962 6 66 396 14 70 66 924 14 66 924 15 75 66 990 15** 66 990* 16 80 77 1232 8** 64 512* 17 85 79 1343 9** 64 576* 18 90 80 1440 10** 62 620* 19 95 78 1482 7** 55 385* Suma del total de volúmenes : Suma del total de volúmenes ponderados : Suma de volúmenes del cuarto inferior ponderados (*) : Suma del total de números de posición: Suma de los numero de posición del cuarto inferior (**): 1461 14254 3083 190 49 En el cuadro 5.7 se presentan los volúmenes ponderados de acuerdo al área como factor de ponderación. 90 100 66 55 64 64 62 93 80 74 66 66 77 79 80 78 Suma del 25% inferior (*): Media del cuarto inferior: Media general Suma total 78539.27 2670. el promedio obtenido es de 9.72 1570.19 2513.46 150796.32 97 60946.11 2356.11 210957.61 145141.13 7696.Volumenes ponderados al emplear el área como factor de ponderación en la evaluación del pivote central No. De posición 1 2 3 Radio (m) 5 10 15 Área (m2) 157.58 155508.82 62203.35 2827.7.30 117842.87* 97389.84* 193522. Universidad Autónoma Chapingo 104 Departamento de Irrigación .51 96855.96 2042.02 484276.90 785.83 628.80 1727.43 2984.8 mm.53 29845.40 942.77* 90477.16 471.88 1884.67 232792.10 se muestra la lámina captada por los pluviómetros de acuerdo a su posición.04 2199.48 1099.37* 160692.66* 80424.64 1413.08 Volumen captado (ml) Tiempo de revolución La figura 5.08 314.56 1256.13 39112.24 4 20 5 25 6 30 7 35 8 40 9 45 10 50 11 55 12 60 13 65 14 70 15 75 16 80 17 85 18 90 19 95 Suma de volúmenes Media Área total Área del 1/4 inferior  82 95 83 Volumen ponderado 12880.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional Cuadro 5.95 226194. se observa que aproximadamente a los 21 m hay un decremento de la misma.53 60475.45 151110.79 2239013.51 1461 77 29845. Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional Figura 5. Lamina de riego aplicada durante la prueba de uniformidad para una velocidad de operación del 100% del pivote central  Coeficiente de uniformidad del cuarto inferior Para el volumen medio ponderado mínimo.10. puede ser usado un número desconocido de colectores que representan el cuarto inferior del área irrigada. La media ponderada del ¼ inferior se encuentra dividiendo la suma de los volúmenes ponderados del cuarto inferior entre la suma de los números de posición asociados al cuarto inferior.02ml Suma de todos los números de posición 190 Suma de todos los volúmenes captados [ Universidad Autónoma Chapingo  ponderados del 1 Inferior 3083ml 4   62. El cuarto inferior es seleccionado escogiendo progresivamente los volúmenes mínimos (sin ponderar) y permaneciendo un recorrido total de los números asociados hasta que el subtotal se aproxime a ¼ de la suma de la posición de todos los colectores. Los indicadores evaluados corresponde a la uniformidad de distribución ―UD‖ propuesto por Merrian y Keller (1978).92ml Suma de los números de posiciónde l / 4 inf erior 49 105 ] Departamento de Irrigación . y que en este caso para su cálculo se utilizó la expresión que pondera las láminas con la posición que representan: Del Sistema  Del 1 4 inf erior  Suma de todos los volúmenes captados ponderados  14254 ml   75. 8 Calculo de la uniformidad de Heerman y Hein (1968) para el equipo de pivote central con una velocidad de avance del 100% # Bote Fila 1 1 Ubicación Volumen (cm-3) Ss|Xs.32 4800 13 65 74 188.74 3100 11 55 93 885.79 2560 9 45 64 580.16 4810 14 70 66 762.68 71270 [ Universidad Autónoma Chapingo 106 ] Departamento de Irrigación .63 2500 6 30 66 326.42 6160 17 85 79 178.8 el área total es de 29845.05 950 3 15 83 91.53 410 2 10 95 181.̅ | Xs*Ss 5 82 25.11 1940 5 25 100 577.26 2880 10 50 62 744.Hein Otra representación estadística de la uniformidad de aplicación del agua que se refiere al coeficiente de uniformidad de Heerman y Hein (1968) modificada: Cuadro 5.79 5115 12 60 80 186.13 m2 y la suma total de los volúmenes ponderados es de 2239013.58 1245 4 20 97 402.63 4620 15 75 66 817.32 1925 8 40 64 515.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional De acuerdo al cuadro 5.84 1980 7 35 55 766.08 por lo que el volumen medio ponderado del sistema es: [  ] Coeficiente de Uniformidad de Heerman.95 6715 18 90 80 279.11 4950 16 80 77 8.47 7200 19 95 78 105 7410 Media : 77 Suma : 7623. el cual se Universidad Autónoma Chapingo 107 Departamento de Irrigación . 5. este presentara encharcamiento y puede disminuirse aumentando la velocidad de avance el equipo. y con la suma de todos los gastos se obtuvo el caudal total del equipo. DISCUSIÓN DE RESULTADOS El equipo de riego de pivote central fue evaluado con los principales indicadores que caracterizan la uniformidad de aplicación. se colocaron vasos pluviométricos a una distancia de 5 m distribuidos a lo largo del equipo. Evaluación de la pluviometría máxima en el extremo La altura media de agua recogida en los pluviómetros es por lo tanto: Teniendo en cuenta que el reparto de agua de un pivote sigue un modelo elíptico.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional 5. estas diferencias pueden ser causadas por el uso y desgaste de las boquillas de los aspersores o por la calidad del agua provocando obstrucciones en los mismos o en dicho caso se tendría que analizar si la boquilla es adecuada para entregar el caudal necesario en la zona. se procedió en primer término a medir el gasto que aportaba cada emisor individual instalado en la lateral del pivote.6.5. La lámina de riego medida en cada punto de muestreo para la velocidad de operación del 100% se presenta en la figura 5.10 donde se observan variaciones significativas principalmente a la mitad del pivote tomando de referencia el centro pivote. la evaluación fue realizada para la velocidad de operación de 100%. Para el cálculo de la descarga de los emisores. la pluviometría máxima en el extremo (Pmax) podrá determinarse con la relación siguiente: La pluviometría es un indicador comparable con la velocidad de infiltración del suelo pues ya que si el suelo tiene poca velocidad de infiltración. Para esto.3. 4) Realizar una corrida de las boquillas necesarias para el equipo evaluado y compararlas con las que se tienen instaladas. Universidad Autónoma Chapingo 108 Departamento de Irrigación . Finalmente se calculó otra representación estadística de la uniformidad de aplicación del agua que se refiere al coeficiente de uniformidad de Heerman y Hein (1968) modificada ―CUh‖.8.3%.7. Para la velocidad de operación de 100%. 5.87 %. el cual de acuerdo a los mismos autores es aceptable. comparándola con la de Merrian y Keller (1978) se presenta más holgada. y que en este caso para su cálculo se utilizó la expresión que pondera las láminas con la superficie que representan y la ponderación por su número de posición. 3) En su opinión a qué velocidad recomienda operar el equipo para no producir escurrimiento en función del tipo de textura del suelo. el cual resultó ser de 89. La relación entre las láminas precipitadas y la velocidad de infiltración son compatibles en función del tipo de suelo. la ―UD‖ fue de 83. valor que resulta ser aceptable según los propios Heerman y Hein (1968) por ser superior a 80 %. CUESTIONARIO 1) ¿Cómo influye el gasto de cada uno de los emisores a lo largo de la tubería del pivote en la lámina aplicada al suelo? 2) Justifique analíticamente que los volúmenes ponderados por numero posición proporcionan el mismo valor que una ponderación por área de influencia. Otro de los indicadores evaluados corresponde a la uniformidad de distribución ―UD‖ propuesto por Merrian y Keller (1978). 5.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL Tesis Profesional muestra en la figura 5. El coeficiente de uniformidad de Heerman-Hein (1968) es aceptable. CONCLUSIONES A partir de la evaluación del pivote central es posible afirmar que en términos generales la uniformidad de distribución es aceptable.9 se puede observar que con forme se aleja uno del centro pivote los aspersores emiten más gasto. (2009).. ―Diseño de sistemas de riego de pivote central. W.. 1000176/1. USA. P. El riego por aspersión y su tecnología.9. Tarjuelo M. Keller J. Montecillos. J. Jordan R. St. F. ―Water application solutions for Center pivot irrigation. USA. (2004). Universidad Autónoma Chapingo 109 Departamento de Irrigación .‖ Nelson Irrigation Corporation. (1998). P. (1999). MN. R." Transactions of the ASAE.. Madrid. y Hein. Toowoomba. ―Spatial variability of water application from center pivot irrigation systems and precipitation. Duke H. ―Performance Characteristics of self-propelled center pivot sprinkler Irrigation system.. Nelson. B. y Raine S. Foley J.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSIÓN DE PIVOTE CENTRAL 5. y Heermann D. (1970). Mundi-Prensa. Diseño. F. R. USQ. Paul. Mexico..‖ National Centre for engineering in agriculture publications. Hermann D. R. R. ―Centre Pivot and Lateral Move Machine in the Australian cotton industry. (2001). España. (1968).. instalación y evaluación de un laboratorio de riego en el campus montecillo del colegio de postgraduados..‖ In: Proceedings of the fourth international conference on precision agriculture. Ascencio H. Tesis Profesional BIBLIOGRAFÍA.‖ Venezuela: Centro Interamericano de Desarrollo Integral de Aguas y Tierras. La estructura es similar a la del pivote. puesto que de ser menores.2. Universidad Autónoma Chapingo 110 Departamento de Irrigación .Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL 6.2. con la diferencia que la torre de mando se mueve con el resto del equipo. Estos equipos de riego se abastecen de agua a lo largo de todo su recorrido (Mariscal Z. los costos por unidad de superficie aumentan. la sociedad Wade Rain diseñó una máquina denominada Square-Matic. La superficie de riego es rectangular e idealmente el recorrido del equipo debe ser dos o tres veces la longitud del lateral.1).1 Descripción del equipo En 1971. derivada de las rampas giratorias (pivote central). El lateral de avance frontal puede ser considerado como una adaptación del pivote central en el cual el sistema de riego se mueve linealmente sobre el campo (figura 6. ASPECTOS TEÓRICOS 6.1. pero solo pocos ejemplares se pusieron en venta. que no regaban en círculos sino en zonas rectangulares.  Detectar los problemas de funcionamiento del equipo y plantear soluciones sencillas y económicas para resolverlos. 6. sólo se recomiendan superficies más largas si se usan dos o más cultivos con diferente período crítico de humedad.  Determinar la uniformidad de distribución del agua de riego. que avanzan siguiendo una dirección perpendicular al tubo sobre el que van montados los aspersores. También pueden ser dotados de cañones de riego en los extremos del lateral. Fue hacia 1977. 2005). Por otra parte. Tesis Profesional EVALUACIÓN DE SISTEMAS DE RIEGO POR ASPERSIÓN DE AVANCE FRONTAL OBJETIVOS  Comprobar el estado de los diferentes componentes de la instalación y si el mantenimiento es adecuado. el alineamiento se consigue con el mismo procedimiento que en las rampas giratorias (Slack . 2004). 6. y Currie. cuando en los Estados Unidos comenzaron a producirse rampas de desplazamiento frontal continuo durante el riego. En el avance frontal. los más utilizados son de cuatro tipos: una zanja guía. Para mantener el movimiento lineal está relacionado con un sistema de guías.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL Tesis Profesional Figura 6. la tubería regante está conectada a un tractor con motobomba que se desplaza en forma perpendicular a los límites del terreno. agua con bajo contenido en sales y carbonatos para evitar que se formen costras en las boquillas. suelos de textura Universidad Autónoma Chapingo 111 Departamento de Irrigación . El abastecimiento de agua se puede hacer de dos maneras: a través de un canal o de un hidrante al que se conecta una tubería flexible que permite al sistema desplazarse cierta distancia. la presión del agua y el espaciamiento entre los aspersores. una serie de postes que son percibidos por los sensores del lateral.1 Sistema de riego Avance frontal El sistema de avance frontal es un equipo de aspersión de movimiento. La tubería está equipada con bastones y una serie de aspersores que rocían el agua en forma de lluvia. en cambio la lámina de agua está en función del gasto de entrada y la velocidad de traslado del avance frontal. Las condiciones recomendables para el avance frontal son: cultivos de cobertura total. el rango de aplicación de agua está determinado por el tamaño de las boquillas. cuya altura no rebase el cuerpo del equipo. un alambre enterrado que emite una señal eléctrica que es interceptada por las antenas del lateral y un cable colocado en ángulo recto con respecto al lateral que va montado en una serie de postes. Las principales diferencias son que no se mueve en círculos sino que avanza en línea recta y no se ancla en un extremo. muy semejante al pivote central (Ascencio 2009). El lateral puede tener una longitud de hasta 800 m y desplazarse 1600 m o más instalándose al final de la tubería en algunos casos un cañón para regar el extremo de la superficie. Uniformidad de distribución del sistema La Uniformidad de Distribución del sistema (UD) será la media aritmética de los coeficientes de cada repetición. para terrenos lo más planos posibles.2) donde: Para cada fila de pluviómetros se obtendrá un valor UD (fila). valor que nos puede servir para analizar el riesgo de escorrentía. Valor de la uniformidad de distribución Fuente: Junta Andalucía 6.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL Tesis Profesional media a ligera. media de los volúmenes medidos en la cuarta parte de los vasos que han recogido menos agua. Pluviometría máxima Uno de los factores más críticos en el diseño de un lateral de desplazamiento frontal es la pluviometría máxima (Pmax). V25 %.2.2.4. 6.1) donde: Vm. en ml. media de los volúmenes medidos en cada uno de los vasos. Uniformidad de distribución de la fila La uniformidad de distribución (UD) se puede definir mediante la expresión: * + (5.1. en ml.2. con infiltración básica mayor de tres centímetros por hora. Para calcular el parámetro anterior se calculará como paso previo la pluviometría media (Pm). 6. ∑ (5.3. Cuadro 6. para vientos ideales menores a 10 kmh -1 y no mayores a 15 kmh-1.2. no recomendado para suelos arcillosos. la cual hace referencia al valor de la intensidad de agua Universidad Autónoma Chapingo 112 Departamento de Irrigación . climas áridos y semiáridos. en m.  Especificaciones del catálogo del fabricante: de boquillas. Material necesario para la evaluación  Anemómetro para determinar las condiciones de viento. gastos.2. pueden usarse botes de aceite de un litro. DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Y MATERIALES 6. Teniendo en cuenta que el reparto de agua en un lateral sigue un modelo elíptico. colocar los botes y revisar los perfiles de suelo.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL Tesis Profesional media que cae en el suelo cuando se está regando. es la velocidad de avance.4) La pluviometría máxima puede ser un indicador del riesgo de escorrentía en un determinado suelo. sobre todo cuando ésta es mayor que la infiltración del agua en el suelo y no hay una buena capacidad de almacenamiento superficial del suelo. 6. o cartones de plástico.  Una pala para emparejar áreas. Se obtendrá a partir de la siguiente fórmula: (5. Universidad Autónoma Chapingo 113 Departamento de Irrigación .2. presión y las instrucciones sobre las velocidades de la máquina.  Una cinta para medir la distancia a la que se colocarán los botes.3. así como para calcular la velocidad de la máquina.  Un cronómetro o reloj con segundero fácilmente visible. en mh-1. la Pmax del equipo podrá determinarse con la relación: (5.  Una probeta graduada para medir el volumen de agua captada en los botes. es el radio de mojado de los emisores. Los materiales se muestran en la figura 6. raíz y penetración del agua.3. ra.  Botes. en mm. V.3) donde: Lp. es la altura media de agua recogida.  Recipiente de volumen conocido para determinar la descarga. La comparación entre la Pmax y la capacidad de infiltración del terreno nos permitirá decidir la conveniencia o no de utilizar un lateral. Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL Tesis Profesional Figura 6.2. Material necesario para la evaluación del pivote central 6.3.3. Evaluación de los componentes de la instalación  Se realizará una inspección de los componentes del sistema, desde tuberías, juntas, elementos de control, piezas especiales, etc.  Comprobar si los emisores son idénticos en marca, y altura.  Si la evaluación de uniformidad no es aceptable habrá que estudiarlos y pensar en alguna modificación.  Se deberá anotar el modelo de los emisores y sus características (nº de boquillas, reguladores de presión, etc), la existencia o no de elementos de medida y control del agua, la cantidad que existe de cada uno, su ubicación y su estado general.  Comprobar visualmente si a lo largo del equipo hay posibles fugas, los posibles emisores que estén obstruidos y cualquier otra anomalía que pueda apreciarse.  Si es por manguera a partir de hidrantes, se vigilarán las gomas periódicamente y durante el funcionamiento de la máquina. Si la alimentación es por canal y con motobomba habrá que llevar a cabo el mantenimiento específico de cada uno de estos componentes.  Se mantendrá en un buen estado de conservación el sistema de alineamiento que utilice la máquina, sobre todo si utiliza el sistema de surco en el suelo. En este caso ha de mantenerse siempre el surco limpio y recto. Universidad Autónoma Chapingo 114 Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL Tesis Profesional 6.3.4. Evaluación de la uniformidad del riego  Elegir la zona a evaluar. Ésta deberá ser aquella zona en la que el equipo esté en una posición con el mínimo de diferencias de cota. En parcelas con topografía ondulada, también conviene evaluar el lateral en la zona más desfavorable para el riego, aquella con mayores diferencias de cota.  Se medirá la separación entre torres a través de sus huellas en el terreno y la longitud del alero final. También se comprobará si el alero lleva un cañón final, para aumentar la superficie mojada y se determinará la longitud del recorrido a regar y la superficie regada.  Se dispondrán los pluviómetros siguiendo dos líneas (filas) paralelas al lateral y con una distancia entre ellas de 50 m (figura 6.3). Los pluviómetros se dispondrán a tresbolillo comenzando desde el punto de alimentación del lateral. La separación entre los pluviómetros en cada fila será de 5 m cuando los emisores sean aspersores y de 3 m cuando se utilicen difusores. Figura 6.3 Esquema ilustrativo de ubicación de pluviómetros en la zona dominada por el avance frontal  Los vasos se instalarán sobre el suelo cuando el cultivo no altere la lluvia de los emisores del lateral y justo sobre el cultivo en caso contrario.  Los pluviómetros se colocarán lo suficientemente lejos del lateral para que cuando el frente mojado llegue a los pluviómetros el equipo esté funcionando en su régimen normal. Los pluviómetros deberán quedar lo más distante posible de las huellas de las ruedas, separándolos en caso de ser necesario para que no les afecte el posible goteo continuo que se produce en las torres. Universidad Autónoma Chapingo 115 Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL Tesis Profesional Una vez iniciado el riego, será necesario medir:  La velocidad media de desplazamiento de una de las torres, se mide la velocidad y se correlaciona con el porcentaje de trabajo, para lo cual, se medirán 10 m o más, siguiendo la huella de la rueda y se cronometrará el tiempo que tarda en recorrerlos, comenzando en el momento en que se ponga en marcha.  El tiempo de aplicación de agua en un punto fijo al paso del lateral.  La presión en el grupo de bombeo, en la cabecera del lateral si lleva manómetro, en los emisores próximos a la primera y última torre y en una torre intermedia o en varias si la longitud del lateral es mayor de 350 m. Las presiones se controlarán varias veces para asegurarse de que no varían durante la evaluación.  La longitud efectiva regada, que coincidirá normalmente con la longitud del equipo si no tiene ―pistola o cañón‖ final. Podrá ser difícil conocer exactamente esta longitud, ya que el viento la incrementa y reduce con facilidad. No obstante, se puede establecer un criterio razonable que podría ser llegar hasta el pluviómetro que recoja un valor próximo a la media cuando no hay viento.  El volumen de agua recogido en los pluviómetros tan pronto como sea posible, comenzando por la primera fila de pluviómetros por la que pasará el equipo.  La distancia entre torres para todos los tramos, que servirá de comprobación para la localización de los pluviómetros y para una posterior identificación y localización de posibles problemas. Durante todo el tiempo de evaluación, se tendrá un control de las condiciones climáticas, midiendo en tres momentos la velocidad y dirección del viento, al inicio de la prueba, durante y al final. Determine la evaporación ocurrida durante la prueba mediante uno de los recipientes utilizados como pluviómetro, donde se agrega un volumen de agua conocida y luego se vuelve a medir al final del ensayo. Una prueba dejará de ser válida cuando la velocidad del viento supere los 12 kmh -1. Universidad Autónoma Chapingo 116 Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL Tesis Profesional 6.3.5. Uniformidad del sistema Cuando finalice la evaluación, se dejará de regar y se medirá el volumen recogido en cada vaso con ayuda de una probeta graduada en unidades de cm3. Con los volúmenes recogidos en cada una de las filas de pluviómetros se calculará la Uniformidad de Distribución de la fila UD (fila). Para cada fila de pluviómetros se obtendrá un valor UD (fila). La Uniformidad de Distribución del sistema (UD) será la media aritmética de los coeficientes de cada fila. De esta forma se obtendrá una excelente estimación de la Uniformidad de Distribución del conjunto del sistema, que, en ningún caso, deberá ser inferior al 75 %. 6.4. EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA EN EQUIPO DE AVANCE FRONTAL 6.4.2. Datos generales Propietario/a: UACh Parcela: M4 Nombre del cultivo: Alfalfa Fecha: 24 de Noviembre de 2009 Superficie: 05-79-35 Textura del suelo: Franco arcillosa 6.4.3. Descripción de los componentes del lateral Marca y modelo: Valley linear Endfreed 8000 machine summary Longitud del equipo: 193.94 m Longitud de recorrido: 294.32 m Longitud del alero final: 5.52 m Distancia entre emisores: 2.57 m  Longitud de cada tramo del lateral: Número de torres: 4  Características de los emisores: Tipo (aspersor, difusor, difusor rotativo,...): Difusor Marca: Senninger Directional Modelo: Super Spray Universidad Autónoma Chapingo 117 Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL Tesis Profesional Los emisores instalados en el equipo varían desde el tamaño 15, 15.5, 16, 16.5 y 17, en el cuadro 6.2 se muestra las características del emisor. Cuadro 6.2. Especificaciones técnicas para el emisor Super Spray de Senninger  Datos de funcionamiento Velocidad del equipo en el riego (%): 100 Velocidad de desplazamiento (mh-1): 202.58 (3.37 m/min ) Tiempo de aplicación de agua en un punto (min): 0:02:56 6.4.4. Condiciones de viento Velocidad del viento: 3.6 kmh-1. Evaporación: 1.5 mm 6.4.5. Evaluación de la uniformidad Hora de inicio: 11:38 am Hora de finalización: 12:05 pm A. Distribución de presiones Presión en bombeo: 4.2 kgcm-2 En cabecera: 3.2 kgcm-2 En la primera torre: 3.2 kgcm-2 En torres intermedias: 3.2 kgcm-2 Universidad Autónoma Chapingo 118 Departamento de Irrigación 5 19 18 18 18.5 21.5 17. Cuadro 6.5 19 19 23 23 20 22 20 20 20 18 23 20 18.5 18.5 18 18 19.5 22 22.5 22 22 23.5 18 17.6 18 22 20 18 18.5 17.5 20 18 18 18 18 18 Departamento de Irrigación .5 21 18 21 20 20 119 Volumen (ml) fila 2 18 19.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL Tesis Profesional B.3 se presentan los volúmenes recolectados por los pluviómetros instalados en campo para la fila 1 y 2. Volumen recogido en los pluviómetros Espaciamiento entre vasos pluviométricos: 5 m Diámetro del vaso pluviométrico: 10 cm Tipo de emisor (aspersor o difusor): Difusor Distancia entre primera torre y primer pluviómetro: 17 m En el cuadro 6.3 19 23 22 22 20 21 22.5 21 22 23 22 22 19 24 22 22 18.3 Volúmenes obtenidos mediante los pluviómetros instalados en campo durante la evaluación de avance frontal N° BOTE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 Universidad Autónoma Chapingo Volumen (ml) fila 1 18 22. 72 51.337 0.53 0.77 49.4 se muestran los valores de caudales aforados en los difusores mediante un recipiente y el tiempo de llenado del mismo.52 52.430 0.07 49.59 0.391 0. rec.429 0.53 0.30 51.56 0.430 0.05 52.45 50.47 0.80 51.448 0.56 0.56 0.53 0.423 0.17 49. el gasto del equipo aforado fue de 26.400 0.64 49.53 0.20 51.385 0.43 45.65 49.425 0.394 0.25 21 21.407 0.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL Tesis Profesional C.50 0.59 0.56 0.403 0.395 0.53 0.75 54.75 52.10 47. rec.90 61.348 0.54 51. (l) 21.47 0.59 0.55 50.14 50.56 Vol.99 49.56 0.72 53.95 54.435 0.77 49.386 0.56 0.08 Q cat.56 0.50 0.56 0.56 0.407 0.463 0.423 0.56 26.54 51.426 0.51 49.56 0.05 N° de aspersor 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Tiempo prom.382 0.50 0.413 0.56 0.442 0.56 0.56 0.56 0.55 62. Cuadro 6.53 0.405 0.25 51.4 Descarga de los emisores del equipo de avance frontal Vol.70 49.45 53.56 0.424 0.70 47.22 49.53 0. (ls-1) 0.03 49.56 0.56 0.43 49.05 20.15 51.421 0.83 47.401 0.037 30. (s) 62 64.56 0.407 0. (ls-1) 0.037 y el gasto proyectado 30 ls -1.393 0.51 49.9 21 21. Volumen descargado por los difusores En el cuadro 6.56 0.429 0.05 21.69 53.59 0.356 0.429 0.415 0.447 0.56 0.00 51.53 0.53 0.60 47.25 47.406 0.56 0.29 45.422 0. finalmente en la columna 5 se muestra el gasto de catálogo para la presión de la torre.95 45.56 0.47 Universidad Autónoma Chapingo Q (ls-1) 0.392 0.53 0. (l) 21.76 47.445 0.56 0.56 0.409 120 Q cat.56 0.40 52.423 0.64 48.420 0.56 0.395 0.02 Q (ls-1) Departamento de Irrigación .403 0.47 0.59 0.387 0.27 54.15 54.404 0.80 52.416 0.59 0.12 N° de aspersor 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 Total Tiempo prom.30 47.84 48.460 0.56 0.84 50.445 0.20 50.53 0.91 50.422 0.53 0.53 0.74 50.445 0.56 0.466 0.56 0.53 0.10 51.411 0.413 0.35 49.402 0.434 0.59 0.447 0.353 0.15 50. (s) 53.424 0.53 0.59 0.414 0.423 0.53 0.53 0.405 0.10 47.56 0.25 53.403 0. 5 20 20 20 20 20 20 19. se lleva a cabo para observar si hay datos con variación considerable que influya en la uniformidad (figuras 6.5.5 23 23 22.5 se ordenan los datos de mayor a menor y se procede a calcular los parámetros descriptivos de los datos.5 Valores ordenados y sus respectivos parámetros obtenidos en los pluviómetros instalados durante la evaluación del equipo de avance frontal N° BOTE 9 29 5 19 2 24 26 4 6 7 10 11 14 20 21 25 27 28 3 23 30 32 15 22 33 34 8 18 12 17 1 13 Volumen (ml) fila 1 24 23. Uniformidad de distribución del sistema Con los datos obtenidos en campo durante el desarrollo de la evaluación se procede a obtener la uniformidad del sistema.5 19 19 19 18.5 18. En el cuadro 6.5 22.5 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 21 21 21 21 20 20 20 20 19 19 18.3 18 18 Universidad Autónoma Chapingo 121 N° BOTE 6 7 14 9 3 8 10 11 12 15 29 2 28 4 5 20 16 17 23 1 13 21 22 24 26 27 30 31 32 33 34 18 Volumen (ml) fila 2 23 23 23 22 21. la información en forma gráfica de los volúmenes vs distancia del lateral. Cuadro 6. Tesis Profesional PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN 6.5).5 19.5 Departamento de Irrigación .5 18.6 18.2.5.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL 6.4 y 6.5 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 17.5 22. 5 17.19 17.00 18.5 se estima la uniformidad de la fila 2.0 0 50 100 150 200 Distancia al extremo de alimentacion [m] Figura 6.0 0.5 3.5.83 Con los datos del cuadro 6.9 21. Láminas captadas en la fila 2 Universidad Autónoma Chapingo 122 Departamento de Irrigación .0 0.5 0.0 1.5 se estima la uniformidad de la fila 1 aplicando la ecuación 5.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL 16 31 SUMA MEDIA MEDIA 25% 18 18 713.1: Lamina captada [mm] PRUEBA DE UNIFORMIDAD FILA 2 3. aplicando la ecuación 5.1: Lamina captada [mm] PRUEBA DE UNIFORMIDAD FILA 1 4.0 2.5 19.0 3.4.5 1.0 2.0 0 50 100 150 200 Distancia al extremo de alimentacion [m] Figura 6.5 652.0 1.5 2. Láminas captadas en la fila 1 Con los datos del cuadro 6.54 Tesis Profesional 19 25 SUMA MEDIA MEDIA 25% 17. Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL Tesis Profesional Por lo que la uniformidad de distribución del sistema es: De acuerdo al cuadro 6. Con respecto a la descarga de cada boquilla tenemos que el gasto del sistema es de 26. la altura media de agua recogida y el radio de mojado de los emisores.037 ls -1 que es la suma de todas las descargas de las boquillas y una media de 0.3.6.6. Figura 6. En el cuadro 6.6 y tomando los datos del cuadro 6. Universidad Autónoma Chapingo 123 Departamento de Irrigación .3 se procede a calcular la láminas de aguas captadas por los pluviómetros como una relación entre el volumen recolectado por los mismos y el área del pluviómetro en turno.5.413 ls-1 como se puede observar en la figura 6. Pluviometría máxima Para la estimación de la pluviometría se parte de la velocidad de avance del equipo.1 tenemos que es una uniformidad excelente. Caudales descargados por los emisores 6. el área del pluviómetro se mide mediante un vernier o una regla. 4 2. una altura media de agua recogida de 2.1 10 62 2.5 2.8 22 122 2.3 2.3 2.3 2.5 2.6.3 2.3 17 97 2.8 28 152 2.4 19 107 2.8 15 87 2.7 31 167 2.9 27 147 2.8 21 117 2.4 2.8 26 142 2.5 Lámina media captada por los pluviómetros Lamina fila 2.8 9 57 3.3 32 172 2.3 14 82 2.8 8 52 2.4 2. Láminas captadas (mm) en los vasos pluviométricos para las pruebas de uniformidad de aplicación longitudinal en el avance frontal N° BOTE Distancia.3 2.3 2.9 6 42 2. tenemos una pluviometría media de: Universidad Autónoma Chapingo 124 Departamento de Irrigación .7 4 32 2.5 34 182 2.5 2.7 33 177 2.5 2.5 16 92 2.7 2.7 24 132 2.8 7 47 2.3 2.8 2.9 3 27 2.3 2.3 2.8 5 37 2.9 2.5 23 127 2.9 25 137 2. en m Lamina fila 1.3 18 102 2.9 20 112 2. en mm 1 17 2.56 Por lo que para una velocidad de 202.2 2.9 2.2 2.5 2.0 30 162 2.2 2.5 2.58 mh-1 para una velocidad de avance del 100 %.4 13 77 2.5 2.8 29 157 3.3 2.3 2 22 2.4 2.3 2.9 2.3 2.4 2.8 11 67 2.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL Tesis Profesional Cuadro 6.5 2. en mm 2.25 m.4 2.56 mm y un radio de mojado de los emisores de 4.8 12 72 2. 5. a lo largo del equipo. La pluviometría máxima es un indicador del riesgo de escorrentía en el suelo cuando esta es mayor que la infiltración del suelo y no hay buena capacidad de almacenamiento superficial del suelo. Para esto se colocaron vasos pluviométricos a una distancia de 5 m distribuidos en dos líneas separadas a 50 m entre sí.68 mmh-1 y tenemos que para un suelo franco-arcilloso la infiltración es de 11 mmh-1 por lo que el escurrimiento dependerá de la capacidad de almacenamiento del suelo.6. En el cuadro 6.92 % para la fila 2 resultando una UD del sistema de 90.3 se comparan los gastos descargados y los de catálogo se observa una variación pudiendo ser debido a la presión en la línea de distribución del equipo. La pluviometría máxima obtenida es de 77. DISCUSIÓN DE RESULTADOS La uniformidad de distribución fue evaluada para el avance frontal a 100% de velocidad de operación del equipo. Universidad Autónoma Chapingo 125 Departamento de Irrigación .Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL Tesis Profesional Teniendo en cuenta que el reparto de agua en el tiempo de un lateral sigue un modelo elíptico.62 %. En las figuras 6. se muestran de manera gráfica las láminas de agua colectadas en cada uno de los vasos pluviométricos colocados para una velocidad de avance del 100 %. por lo tanto la pluviometría máxima es de: El valor corresponde a la intensidad de agua media que cae en el suelo cuando se está regando. El gasto de la evaluación resulto ser diferente al proyectado debido a que el equipo originalmente consta de 73 emisores e instalados actualmente son 63. 6.32 % para la fila 1 y 92. que en este caso fue de 88.4 y 6. Otro de los indicadores evaluados corresponde a la uniformidad de distribución ―UD‖ . se observa una buena distribución en las mismas. el cual de acuerdo a los mismos autores es aceptable. (2005). 6. M. El equipo no presenta encharcamiento de acuerdo a la lámina distribuida por el mismo. 4) A que velocidad de avance recomienda operar el equipo para la textura del suelo del predio en donde se localiza el equipo. y Currie H. X Curso internacional de sistemas de riego. El riego por aspersión y su tecnología. España. J. instalación y evaluación de un laboratorio de riego en el campus montecillo del colegio de postgraduados. Mexico.. México. El juego de emisores con los que se cuenta son adecuados y no se presentaron fugas y las presiones de funcionamiento fueron adecuadas a las proyectadas. J. Universidad Autónoma Chapingo. (2009). La velocidad del viento presentada fue muy baja por lo que la evaporación registrada fue mínima lo que contribuyó a una buena uniformidad.7. F.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACIÓN DE UN SISTEMA POR ASPERSION DE AVANCE FRONTAL 6. Mundi-Prensa. Slack D.. Argentina.8.9. Zunino E. Chapingo. Tesis Profesional CONCLUSIONES La uniformidad de distribución del equipo resulto ser excelente pues ya que fue alta.‖ Universidad Nacional del Nordeste. Diseño. Salta. BIBLIOGRAFÍA Ascencio H. Tarjuelo M. Departamento de Irrigación. ―Determinación de la eficiencia de aplicación en equipos de riego mecanizado en el área de influencia de finca Tolloche. (1999). (2004). Volumen II... Montecillos.. CUESTIONARIO 1) ¿Cuáles son las condiciones que favorecen la instalación de un equipo por aspersión avance frontal? 2) ¿De qué depende la lámina de aplicación en equipo de avance frontal? 3) Son aceptables los coeficientes de uniformidad encontrados en la prueba: si o no y por qué. 6. B. Universidad Autónoma Chapingo 126 Departamento de Irrigación . Madrid. Mariscal F. R.  Resistencia a la agresividad química y ambiental. y controlan la salida de agua.1.  Estabilidad de la relación caudal-presión a lo largo del tiempo.  Elevada uniformidad de fabricación.  Poca sensibilidad a los cambios de temperatura.  Comparar las curvas y modelos obtenidos en campo o laboratorio con los catálogos del fabricante. ASPECTOS TEÓRICOS 7. Emisores Son los dispositivos que controlan la salida del agua.2.  Tesis Profesional CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO OBJETIVOS Obtener la curva de funcionamiento y el modelo caudal-carga de presión de diferentes tipos de emisores.  Reducida pérdida de carga en los sistemas de conexión. desde las tuberías laterales. López (1997) menciona que en el riego localizado las características fundamentales que se deben tener presentes al seleccionar un emisor son:  Caudal uniforme y constante. en puntos discretos o continuos. así como a las operaciones agrícolas. desde las tuberías laterales. Universidad Autónoma Chapingo 127 Departamento de Irrigación . poco sensible a las variaciones de presión.2. Los emisores.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO 7.1. 7.  Poca sensibilidad a las obturaciones.  Bajo costo. 7. con caudales inferiores a 16 lh-1 para goteros y de 16 a 200 lh -1 para microaspersores. son uno de los elementos fundamentales de las instalaciones de riego localizado.  Resistencia al ataque de insectos y/o roedores. Características y clasificación de goteros Los goteros.10 < CV <= 0.  Sobre la línea y con elevador. en la proximidad de la zona radicular del cultivo. Cuando dos o más piezas acopladas en fabrica no pueden separarse a menos que se provoque su rotura. Cuando el gotero va insertado en la tubería.5 CV > 0. gota a gota o con flujo continuo. Por su colocación en la tubería  En línea.  Desmontables. Universidad Autónoma Chapingo 128 Departamento de Irrigación .05 < CV <= 0. Son emisores con caudales inferiores a 16 lh-1. son dispositivos diseñados para distribuir el agua sobre el suelo descargándola.10 0.5 Bueno Medios Deficientes Inaceptables Por su construcción  Sellados. Ellos producen una disipación de energía por lo que el agua sale gota a gota. Cuando dos o más piezas del mismo pueden separarse para proceder a su limpieza manual. Según Martínez.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional A.05 0. (1991) se pueden agrupar en apartados de acuerdo a diferentes criterios: Según el coeficiente de variación de fabricación (CV) de los goteros CV <= 0. La manguera va enterrada y se inserta un elevador hasta la superficie del suelo donde se coloca el emisor. Clasificación de emisores Los emisores utilizados en el riego localizado pueden ser los siguientes: a) Microaspersores y/o difusores b) Cintas o tuberías perforadas c) Goteros B. Cuando se corta la tubería y se une a través del gotero  Sobre la línea. Por su manera de distribuir el agua:  Salida simple  Salida múltiple Según la configuración de los conductos de paso de agua. múltiples. lo cual le produce flujo y menos sensibilidad a las obturaciones y cambios de temperatura  De orificio. Se trata de goteros con flujo turbulento o transitorio en los que se intenta obtener un caudal constante independientemente de la presión.  De régimen parcialmente turbulento.1). Goteros de laberinto. disminuyendo la sección de paso de agua y limitando así el caudal. Estos goteros tienen una cámara circular en donde se produce un flujo vertical. Este movimiento se consigue al entrar el agua tangencialmente a la pared circular de la cámara produciendo flujo turbulento  Autocompensantes.5 a 2 mm).Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional Por la forma de regular la presión  De largo conducto. puede encontrarse:  Microtubos. El flujo es laminar dentro. Tubo de PE de diámetro entre 0. En ellos la perdida de carga tiene lugar en un largo tramo del conducto de hasta 2m de longitud y pequeño diámetro (0.6-2 mm y de longitud variable (figura 7.  De laberinto. Emisores de régimen laminar con alta sensibilidad a temperatura y Universidad Autónoma Chapingo 129 Departamento de Irrigación . en donde tiene lugar la mayor pérdida de carga. El régimen es turbulento  De tipo vortex. En ellos el agua sale al exterior a través de uno o varios orificios de pequeño diámetro. Por el régimen hidráulico de funcionamiento  De régimen laminar. Largo recorrido y pequeño caudal. etc. Tiene largos conductos tortuosos. La auto-regulación se consigue normalmente mediante una pieza móvil y flexible de caucho que se deforma bajo el efecto de la presión. 3 Gotero tipo laberinto  Goteros de orificio: Goteros sobrelínea en los que el agua sale al exterior a través de un orificio de pequeño diámetro donde se disipa la presión Universidad Autónoma Chapingo 130 Departamento de Irrigación . Figura 7. presión y obturaciones. Figura 7. menos sensibles a temperatura. Gotero helicoidal  Goteros de laberinto: El agua circula de forma más tortuosa.3). Gotero microtubo  Goteros helicoidales: Modificaciones de los microtubos. enrollados alrededor de un cilindro y haciendo que la trayectoria del agua sea helicoidal y el régimen hidráulico se aleja de la condición laminar (figura 7. Su costo es menor y se pueden uniformizar los caudales cortando los microtubos a la longitud que la práctica demuestre como adecuada.1. Figura 7.2.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional presión y mayor riesgo a las obturaciones. Pueden ser interlínea y sobre línea (figura 7.2). en régimen turbulento. La autocompensación sólo se da entre un rango de presiones que es necesario conocer. pues el orificio de salida es muy pequeño.6).5). produciéndose una importante pérdida de carga.4. Este movimiento se consigue al entrar el agua tangencialmente a la pared circular de la cámara. Figura 7.5 Gotero tipo vortex  Gotero autocompensante: son de flujos turbulento o transitorio en los que se intenta obtener un caudal constante independiente de la presión. Gotero sobrelinea pinchado  Gotero tipo vortex: estos goteros tienen una cámara circular en donde se produce un flujo vorticial (figura 7. El principal problema son las obturaciones. La autorregulación se consigue normalmente mediante una pieza móvil y flexible de caucho que se deforma bajo el efecto de la presión. disminuyendo la sección de paso del agua y limitando así el caudal (figura 7.4).Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional disponible (figura 7. Universidad Autónoma Chapingo 131 Departamento de Irrigación . Figura 7. 7. López. están fabricados para que partículas relativamente grandes sean expulsadas durante su funcionamiento. (1997). fabricadas a base de PE. existen los siguientes tipos: Universidad Autónoma Chapingo 132 Departamento de Irrigación . de espesor variable. Figura 7. Existen fundamentalmente dos tipos de goteros autolimpiantes: los que pueden estar o no en posición limpiante y los que continuamente lo están. son tuberías flexibles capaces de tomar una forma plana. frecuentemente. y uno secundario del cual el agua sale al exterior. Características y clasificación de cintas de riego. Gotero autocompensante . Los primeros sólo se limpian durante el corto tiempo que tarda el sistema en ponerse en funcionamiento y alcanzar la presión de régimen. plantea que las cintas emisoras están. provistas de puntos de emisión espaciados a distancias variables.autolimpiante C.7).Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional Figura 7. de limpieza continua.6 Gotero autocompensante  Autolimpiantes (figura 7. Los segundos. y que consisten en dos conductos paralelos. el espesor está relacionado con su vida útil. uno principal del cual el agua pasa al secundario a través de un orificio que provoca una primera pérdida de carga. Además. o en pararse y pasar de esta a la presión atmosférica. Las cintas. T-Tape Universidad Autónoma Chapingo 133 Departamento de Irrigación . Son tuberías de PE. Figura 7. Cinta de exudación - Mangueras tipo ―Bi – wall‖. de forma lineal en sentido axial o circulares (figura 7.8).10). generalmente de poco espesor.8. Constan de dos tubos excéntricos o adyacentes. desde donde sale al exterior por otras perforaciones (figura 7. Su vida útil es corta y muy sensible a obturaciones.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO - Tesis Profesional Mangueras porosas o de rezume.9). Figura 7. Figura 7. Suelen ser de polietileno de distinto espesor.0254 mm).9.001 pulgada = 0. El agua circula por uno de ellos y pasa a través de unos pequeños orificios al segundo tubo. Manguera de doble pared. Estas cintas presentan el grosor de sus paredes en unidades llamada ―mil‖ (1 mil = 0. En ellas el agua sale al exterior a través de material poroso (figura 7. lo que influye en su vida útil. Bi-Wall - Mangueras perforadas. con perforaciones esparcidas uniformemente.10. Manguera perforada. 1 7.8 3.3 3.5 8.3 1.5 6.7 1.7 9.5 0.0 6.0 9.9 3.0 7.7 - Departamento de Irrigación .11.6 0.8 2.1.2 6. Tanto los difusores como los microaspersores tienen caudal inferior a los 200 lh-1.5 7.0 1.0 1.0 2. que a intervalos regulares se comunican con la cámara interior que actúa como tubo para la conducción de agua.5 10. con unos circuitos.8 5.1 Características de microaspersores en función de tamaño de boquilla y caudal.4 8.11).5 7.3 3.0 8.7 8.7 7.2 10.9 7.0 9. en este caso el aire es el principal medio de propagación del agua (figura 7.3 0.5 9.8 1.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO - Tesis Profesional Otros tipos.7 4.7 0.0 3. sale al exterior.10 m.2 1.1 1.4 3.0 9. En el caso particular de los microaspersores el caudal que sale a través de las boquillas se define por colores.6 9.0 2. 134 800 801 803 806 807 809 5.6 3. a) Microaspersor b) Difusor Cuadro 7. Otros tipos de mangueras llevan una solapa en toda su longitud.0 10.2 7. Figura 7.5 6. generalmente impresos.2 9. normalmente entre a 1.4 0. D.2 1.1 1. y ésta.2 3.3 4.4 1. tal como se puede ver en el cuadro 7.6 2.0 10.8 2. Rain Bird.3 5. Características y clasificación de microaspersores Son aspersores de baja presión y caudal. tras circular por los conductos.1 4.1 3.8 1.8 10. tipo laberinto.0 5. Color de Tamaño la boquilla boquilla (mm) 0.4 0.0 6.7 8.0 9.3 2.1 8.6 4. El alcance es pequeño.2 0.2 lh-1 gh-1 35 50 60 70 90 105 120 140 160 200 240 9 13 15 18 24 27 32 36 42 52 63 Universidad Autónoma Chapingo Máximo Diámetro de alcance a 2 atm.5 1. Variación de caudal en función de la presión Universidad Autónoma Chapingo 135 Departamento de Irrigación . es la constante o coeficiente de descarga característico del emisor y equivale al caudal que proporciona a una presión de 1 m. es la presión hidráulica a la entrada del agua en el emisor.c.1) donde: q.12.1: (7. k. otro emisor con una x = 1. El caudal que descarga un emisor está relacionado con la presión hidráulica existente a su entrada mediante la ecuación 7. Cuanto menor sea el valor de x. es el exponente de descarga y está caracterizado por el régimen de flujo dentro del emisor y de sus dispositivos de autocompensación. La ecuación 7. en m. Su caudal variaría en la misma proporción que la presión. su curva también sería una línea recta a 45º que pasaría por el origen. h. Aspectos hidráulicos de goteros.a. caudal de emisor.2.a. Figura 7. un emisor que tuviera una x = 0 tendría como curva.12. x.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional 7.c.. Por lo contrario.. una recta horizontal paralela al eje de las abscisas desde una determinada presión. la curva que representa tenderá hacia la horizontal.2. en lh-1. Relación caudal – presión. microaspersores y cintas de riego A.1 puede representarse tomando en ordenadas caudales y en abscisas presiones como se muestra en la figura 7. su caudal seria constante e independiente de la presión. se aplican las siguientes fórmulas a los datos o pares de valores caudal-presión. x se podrá obtener gráficamente midiendo con una escala los segmentos BC y AB y dividiéndolos. X = BC/AB (7.13. número de presiones evaluadas. caudal de un emisor a la presión hi.4) ∑ ∑ ∑ (7. h. Obteniendo del grafico los valores h1 – q1.a. . (1997).Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional Si la curva definida por la ecuación 7. Escala logarítmica en función de la carga y caudal Log. qi.n.c. para utilizarlos en los cálculos para el diseño del sistema de riego. se transforma en una recta cuya pendiente es precisamente x y su ordenada en el origen es k. Universidad Autónoma Chapingo 136 Departamento de Irrigación . h2 – q2. en m. De esta forma. presión de trabajo. Los valores de k y x son característicos de cada tipo de emisor. n. . = es 1.1 se representa en un papel logarítmico. k mediante: ∑ ∑ ∑ ∑ (7.1 se obtiene: Figura 7. ya que al aplicar logaritmo a la ecuación 7. hn – qn también se pueden calcular los valores de x . . permite obtener los valores k y del exponente ―x‖. la curva de caudal vs presión facilitada por el fabricante.2) Por tanto. ……. lh-1. 2.3) k se determinará leyendo en la escala logarítmica la ordenada en el origen de la recta.5) donde: i. q = x log h + log k (7. para deducirlos. Según López. 3. el coeficiente de determinación mediante la expresión: – (7. 1990). de tal forma que: (7. En el caso de emisores autocompensante. Cuadro 7. el ajuste mediante una función potencial es bastante deficiente resultando valores muy bajos de r2. 1990.2 Exponentes de descarga de diferentes emisores de acuerdo Fuente: Riego Localizado de Alta Frecuencia. Pizarro. Cuadro 7.2 y 7.3. En muchos casos se realizará un mejor ajuste mediante una línea recta que puede llegar a tener pendiente negativa.6) – Cuanto más se aproxime el valor de r2 a la unidad mejor será el ajuste obtenido.7) en donde: – (7.8) – Universidad Autónoma Chapingo 137 Departamento de Irrigación .Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional Para comprobar la bondad del ajuste se puede obtener.3 Valores comunes del exponente de descarga (x) para diferentes emisores Fuente: Holzapfel H E. El exponente de descarga x es una medida de la sensibilidad de los emisores a la variación de presión (Pizarro. Algunos valores de x se muestran en los cuadros 7. por tanto. como lo muestra la siguiente figura 7. Relación caudal – temperatura. entonces el caudal también se ve afectado. Medina (1981).Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional – (7. Figura 7. 1990 Aunque en un principio bastarían dos puntos para definir la curva es evidente que cuantos más se tomen mejor será el ajuste. en los sistemas de riego localizado. los laterales se sitúan sobre el terreno y quedan expuestos a la radiación solar. Pizarro. explica la variación de descarga en goteros a causa de la temperatura por el efecto de ésta sobre dos parámetros: 1. sobre todo en los últimos tramos.14. Relación caudal presión de emisores según régimen Fuente: Riego localizado de Alta Frecuencia. Como este también varía con la temperatura.10) – La relación caudal . Comúnmente. Universidad Autónoma Chapingo 138 Departamento de Irrigación . Diseño del emisor: El diseño del emisor puede ser tal que trabaje en régimen laminar y que. dependa de la viscosidad del líquido. parece necesario. Un número mínimo de 5 puntos por elemento. Esto provoca que el agua que circula por su interior. tomando más en el caso de emisores autocompensantes por su peculiar comportamiento. B.9) y – (7.presión se puede representar gráficamente con el caudal en ordenadas y la presión en abscisas.14. se caliente y provoque diferencias en la descarga de los goteros. 1990.12) donde: µ. en m2s-1. se define como: (7. viscosidad dinámica del agua. Cuadro 7. viscosidad cinemática y el número de Reynolds (Re). El número de Reynolds se expresa por: (7. en m. mediante la relación que existe entre la temperatura. 1990). diámetro. v. densidad del agua. en kgm-1s-1.4. Universidad Autónoma Chapingo 139 Departamento de Irrigación . en ms-1.. D. es un número adimensional dado por una relación entre las fuerzas de inercia de la circulación de un fluido y las fuerzas de rozamiento interno de las partículas del fluido (Pizarro. . en kgm-3. Los valores de µ y ρ en función de la temperatura se presentan en el cuadro 7. viscosidad cinemática del agua.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional Esto se explica. adim. ρ. la viscosidad cinemática.11) donde: Re.4 Variaciones de µ y ρ con respecto a la temperatura Fuente: Riego Localizado de Alta Frecuencia. Re. número de Reynolds. a continuación. velocidad del agua. Pizarro. Uno de los componentes de esta fórmula. en m. para calcular perdida de carga por fricción. según el Re. la viscosidad dinámica varía considerablemente con la temperatura. por lo tanto. caudal. las pérdidas de carga son menores y el caudal aumenta. aceleración de gravedad. En la fórmula de Darcy – Weisbach. en m. f. coeficiente o factor de fricción. mediante: (7. disminuye el coeficiente de fricción. caudal del emisor. va a haber una disminución de la viscosidad dinámica. Este factor de fricción en un tipo de flujo laminar. en ms-2. Pizarro 1990. Como se observa en el cuadro 7. largo de la tubería.15) donde: q. Cuadro 7.14) En definitiva. está determinado por el número de Reynolds de la siguiente manera: (7. en m3s-1. y Tal S. Zur B. no lo hace con la proporción de la primera.13) donde: hf.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional En el cuadro 7.. En vista de esto. pérdida de carga en la tubería. en m3s-1.5 se presentan los regímenes posibles de presentarse en los emisores. basándose en todo lo anterior deducimos que: al aumentar el Re. (1981). q. también presenta variaciones. se tiene: (7. m y n. L. D. esto hace disminuir la viscosidad cinemática del agua y por lo tanto se produce un aumento del número de Reynolds.4. han estudiado profundamente este tema y han encontrado una relación lineal entre el caudal de un emisor y la temperatura. en m. diámetro de la tubería. se puede deducir que: al aumentar la temperatura. g.5 Clasificación de regímenes hidráulicos Fuente: Riego Localizado de Alta Frecuencia. Si bien la densidad del agua. constantes de cada emisor Universidad Autónoma Chapingo 140 Departamento de Irrigación . 19 1.29 1.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional 2.0 5 0. debido a los sistemas de fabricación en serie y a los materiales empleados.06 1.87 20 1 1 1 25 1.14 1.56 45 1. en el caudal.1 1. Según Pizarro (1990). el producto elaborado experimenta variaciones. aunque siempre comprendida entre márgenes que se consideren tolerables (Medina.6 X=0.43 40 1. Se considera un valor de 100 ―normal‖ a la descarga producida a una temperatura de 20º. por tanto.02 1.24 1. Universidad Autónoma Chapingo 141 Departamento de Irrigación .1 1.98 0. incluso para una misma presión dan caudales diferentes. Pizarro. lo cual afecta a la uniformidad de riego.13 30 1.75 15 0. Índices mayores de 100 indican aumento de caudal y menores de 100 disminuciones de descarga.92 0. La sensibilidad del emisor a los cambios de temperatura se mide por medio del índice de descarga ―d‖. 1990 Coeficiente de variación de fabricación Todo proceso industrial es imperfecto. En el cuadro 7. por tanto.6 Factor de corrección de la descarga en función de la temperatura Factor de corrección Temperatura X=0. 1981).94 0.63 10 0.85 Fuente: Riego Localizado de Alta Frecuencia. Cuadro 7.8 X=1. Material de fabricación: La temperatura afecta al material de que está fabricado el emisor.87 0.7 50 1. presenta los factores de corrección función de la temperatura y régimen hidráulico de funcionamiento.05 1. produciendo variaciones en el tamaño de la salida y.95 0.04 1.28 35 1. los distintos emisores de una misma marca y modelo no son exactamente iguales entre sí.08 1.6. En consecuencia.95 0.12 1. normalmente respecto al caudal medio. En una serie de goteros.16) Desviación típica. Las distribuciones normales.05 — Categoría A — alta uniformidad. a una misma presión de trabajo. total de emisores evaluados. En el caso de los emisores. n. √ ∑ (7.17) donde: qm.5 < CV 1 — Categoría B — baja uniformidad Figura 7. la variación de descarga viene definido por el coeficiente de variación CV.15 Distribución normal del caudal del emisor Universidad Autónoma Chapingo 142 Departamento de Irrigación . clasificando los emisores. CV < 0. en ls-1. cada uno de los caudales medidos. media de caudales de la muestra a presión de trabajo. se basa fundamentalmente en la diferencia de caudales entregados por emisores. se definen por su media y desviación típica de lo que se deduce que el coeficiente de variación CV sea definido como: (7. La norma UNE 68075. los caudales de descarga medidos a igual presión se distribuyen de forma aproximada. 0. de una misma marca y modelo. qi.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO La medición de este coeficiente de variación Tesis Profesional de fabricación. en ls-1. especifica el método de cálculo de CV. 7 a 7.  El 68% de las observaciones realizadas estarán en el intervalo (1CV) q .  Si se toman el 25% de las observaciones de valor más bajo. microaspersores y difusores Fuente: Riego Localizado. En los cuadros 7.1 para tuberías emisoras Fuente: Riego Localizado.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional El significado estadístico del coeficiente de variación será:  Prácticamente todos los caudales observados en el ensayo están comprendidos en el entorno (13CV) q . Cuadro 7. López. 1997 Universidad Autónoma Chapingo 143 Departamento de Irrigación . 1997 Cuadro 7.7 Clasificación de emisores según normas ISO para CV CV Categoría de Desviación del uniformidad caudal con Respecto al qnom ≤5% ≤ 5% A B ≤ 10 % ≤ 10% Fuente: Riego Localizado.27CV) q .9 Clasificación de emisores según Norma ASAE EP405.  Aproximadamente el 95% de las observaciones se encuentran comprendidas en el entorno (12CV) q .8 Clasificación de emisores según norma ASAE EP405.1 para goteros. su media será aproximadamente igual a (1-1. 1997 Cuadro 7.9 se clasifican la calidad de los emisores según el CV. López. la presión de operación recomendable y el filtro requerido  Equipo de presión hidrostática capaz de estabilizar progresivamente y sin golpes hidráulicos.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO 7. y para goteros con salidas múltiples se utilizan como mínimo 25 salidas y no menos de 10 goteros o el 40 % de la muestra. Determinación del coeficiente de variación de fabricación Para esta prueba se utilizan como mínimo cinco goteros o el 100 % de la muestra en el caso de goteros de salida simple. Universidad Autónoma Chapingo 144 Departamento de Irrigación . los goteros deben ser instalados en una tubería siguiendo las recomendaciones y utilizando las herramientas indicadas por el fabricante. que tenga la relación caudal carga del emisor.1 kgcm-2). A. la presión y gasto necesarios en un intervalo de 10 s a 30 s y sostenerla dentro de 2 % de variación y con indicadores de presión con una lectura mínima de escala de 10 kPa (0. Para propósitos de las pruebas. Equipo necesario Para obtener la información requerida se utiliza el siguiente equipo:  Medidor de presión (rango de 0-4 kgcm-2). todas las salidas de los goteros deben estar abiertas y ser incluidas en la prueba. se siguieron las recomendaciones especificadas en la norma Mexicana NMX-O-082-SCFI-2001. Tesis Profesional DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Y MATERIALES 7.3.2. 7. Metodología para evaluación de goteros Para el desarrollo de esta metodología.3. visible  Probetas graduadas  Cinta métrica  Catálogo proporcionado por el fabricante. con un adaptador en forma de ―T‖ que se introduce entre la manguera y el emisor temporalmente para medir la presión instantánea  Cronómetro con medidor de segundos.1.3. Universidad Autónoma Chapingo 145 Departamento de Irrigación . Las lecturas de las descargas de los goteros deben ser tomadas como mínimo tres minutos después de haber leído la presión de la prueba. Los goteros con partes desarmables para su limpieza o reemplazo. d) Inmediatamente después se mide el gasto en el punto medio del intervalo de regulación y se registran por separado los gastos medidos en cada salida. como mínimo. tres minutos después de haber fijado la presión nominal de prueba y se registran separadamente los promedios de cada uno de los emisores. Con los goteros autocompensantes. c) Durante los diez últimos minutos. antes de dar paso a las pruebas. Las lecturas de las descargas se toman. B. Enseguida. Determinación de la curva caudal – presión Para esta prueba se utilizan al menos cuatro goteros. realizando tres repeticiones. cada presión mantenerla durante tres minutos. la línea lateral en la que éstos estén instalados debe estar conectada a la fuente de suministro de agua y presión.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional Entendiéndose como muestra a un subconjunto de casos o individuos de una población estadística.5 la presión máxima de trabajo. se desarman y arman tres veces sucesivas cada uno. se les somete a una presión interna igual a la presión nominal del gotero. Se toma un tramo de una línea lateral y se instalan siguiendo las recomendaciones del fabricante. y a partir de 0. de tal manera que al menos se puedan obtener valores diferentes de gasto de cada una de las diferentes presiones. se trabaja a una presión en el punto medio del intervalo de regulación. durante una hora. Los goteros se someten a una presión interna.3 la presión nominal hasta 1. se toman lecturas del gasto al menos cuatro valores de presión de incrementos similares. b) Después se opera tres veces a la presión máxima de trabajo y tres veces a la presión mínima de trabajo. se procede de la siguiente manera: a) Se les hace trabajar a una presión de la mitad del intervalo de presiones de trabajo. Para la medición de la uniformidad del gasto de emisión. La probeta debe ser un tramo de una cinta de goteo con 5 puntos de emisión como mínimo. una vez que alcanzó la presión máxima dentro de su intervalo de trabajo. Tomar el 25 % de los puntos de emisión de la muestra obtenida o un mínimo de 5. entonces se debe repetir la prueba desde el inicio. ya sea aumentando o disminuyendo la presión de entrada. Probar por etapas cada punto de emisión a intervalos no mayores de 50 kPa (0. 7. Una vez concluida la prueba se obtiene la gráfica de la curva de gastos. Metodología para evaluación de cintas de riego Para el desarrollo de esta metodología. Los puntos de emisión autorregulados deben ser probados en diferentes presiones.3. se siguieron las recomendaciones especificadas en la norma Mexicana NMX-E-225-1998-SCFI. En cuanto a los emisores autocompensados.3.1 kgcm-2) durante su aumento o disminución. Asignar el punto de emisión número 1 al punto de emisión más alejado del ensamble hasta llegar al último que debe ser el más cercano. se seleccionó un tramo de cinta. al que técnicamente se le denomina probeta. se calcula basándose en los caudales promedios de los cuatro emisores sometidos a una determinada presión. La evaluación que se realiza para determinar el caudal de emisión en función de la presión. la presión interna de trabajo no debe variar en ± 1 % de la presión establecida para la prueba. la muestra debe tomarse al azar e identificar los números de orden ascendente de cada punto y medir su cambio del gasto de emisión como una función de la presión interna.5 kgcm-2) hasta 1. si la presión excede por más de 10 kPa (0. se efectúa el ensayo en sentido descendente de presiones. además de tomar los caudales correspondientes a puntos ascendentes de presiones.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional Durante la prueba. Ensamblar la probeta con la fuente de suministro tal que permita tener un orden ascendente de acuerdo con la medición del gasto de emisión. Universidad Autónoma Chapingo 146 Departamento de Irrigación .2 veces la Pmáx. tres o más dentro de la amplitud de regulación.presiones. Para emisores no autocompensados. la curva caudal-presión. registrándose cada punto por separado. Determinación de la curva caudal – presión Cintas de goteo sin autorregulación:  Calcular.  Inmediatamente después. al estabilizarse la presión de prueba (después de 3 min). repetir la prueba. A. Universidad Autónoma Chapingo 147 Departamento de Irrigación . obtenido al medir los gastos de emisión de los puntos de emisión al aumentar ésta. Para ambos tipos de cinta.  Luego. sólo se le lleva a la presión nominal especificada por el fabricante. se lleva a cabo la medición de los gastos de emisión de la cinta de goteo. Para el caso de la cinta de riego sin autorregulación:  Como esta no requiere de un acondicionamiento previo.1 kgcm -2) durante el aumento o disminución de la presión.  Luego se miden los gastos de emisión y se registró cada punto por separado.  Graficar la curva q como una función de la presión de entrada. el gasto de emisión promedio. para cada nivel de presión. las evaluaciones se hacen con una temperatura del agua igual a 23 ºC  1 ºC. q. B. los puntos de emisión se aforan a una presión igual al punto medio del intervalo de regulación.  Luego. Determinación del coeficiente de variación de fabricación Para el caso de la cinta autorregulada se procede de la siguiente forma:  Se somete la línea de prueba 3 veces a una presión cercana a la presión máxima de operación durante 3 min. dejar transcurrir un tiempo de al menos 3 min después de alcanzar la presión de prueba.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional Para registrar los datos de prueba. se somete 3 veces a una presión cercana a la presión mínima de operación durante 3 min. Si la presión de entrada excede la presión deseada por más de 10 kPa (0. obtenido al medir los gastos de emisión de los puntos de emisión al aumentar y disminuir la presión. se siguieron las recomendaciones especificadas en la norma Mexicana NMX-E-225-1998-SCFI. Se toma al azar el 25 % de los emisores de la muestra obtenida identificándose cada uno de ellos claramente. los puntos seleccionados se prueban a diferentes presiones hasta 1. y ésta no debe variar más del 5 % durante la ejecución de la prueba. en lh-1. Los instrumentos utilizados para las mediciones del gasto y la presión deben tener una precisión de 5 %.2 veces la Pmáx.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO  Tesis Profesional La curva q debe estar conforme con la curva presentada por la información del fabricante con una desviación permisible no mayor de 7 %. Al igual que en la evaluación de los goteros. aumentando y disminuyendo la presión de entrada. Metodología para evaluación de microaspersores Para el desarrollo de esta metodología. Cintas de goteo autorreguladas  Calcular. q. 7. los rociadores de la muestra deben operarse durante 1 h a la presión de trabajo nominal. Universidad Autónoma Chapingo 148 Departamento de Irrigación .  Una vez obtenidas las mediciones. en kPa.  Una vez obtenidas las mediciones se determina el exponente del punto de emisión.Las pruebas deben realizarse con agua a la temperatura ambiente. en lh-1. y la presión de entrada en el punto de emisión p en kPa. los puntos de emisión autorregulados se operaron dentro de la amplitud de regulación.  El exponente del punto de emisión es la relación entre el gasto de emisión q. y la presión de entrada en el punto de emisión p. La tolerancia permitida en la precisión de la medición de la presión debe ser de ± 2 %.  El exponente del punto de emisión es la relación entre el gasto de emisión q.4.  El valor de la curva q no debe variar del valor del gasto de emisión nominal por más del 7 %. para cada nivel de presión. Antes de realizar las pruebas de funcionamiento.. determinar el exponente del punto de emisión.3. el gasto de emisión promedio. 2 Pmáx) a presiones diferenciales de 50 kPa máximo (figura 7. Para rociadores regulados. extendiéndose un 20 % en ambos lados del intervalo (de 0.16 Intervalo de presión de trabajo Para rociadores no regulados. Determinación de la curva caudal – presión Medir el gasto dentro del intervalo de presión de trabajo del rociador. calcule la media del gasto y grafique los valores como una función de la presión. Las lecturas de las descargas se toman. Figura 7. realizando tres repeticiones. Determinación del coeficiente de variación de fabricación Se les somete a una presión interna igual a la presión nominal del rociador. Universidad Autónoma Chapingo 149 Departamento de Irrigación . B. tres minutos después de haber fijado la presión nominal de prueba y se registran separadamente los promedios de cada uno de los emisores.16). determine los gastos máximo y mínimo y calcule el gasto medio.8 Pmín a 1.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional A. como mínimo. 5 25 25 36 25 25.0084 3.5 44 33 33 32 GOTEROS DE BOTON Gotero 3 Gotero 4 Gotero 5 [ml] [ml] [ml] 56 40 49.4. Datos generales  Modelo y tipo de gotero: GOTERO SUPERTIF  Diámetro nominal del gotero: 2 mm  Gasto de emisión nominal: 3.6 – 3.5 36 34 34 37.10 Datos obtenidos durante la calibración del gotero supertif h [kgcm-2] 0.6 0.029 0.5 36 25 26 150 V medio [l] 0.46 0.1.4.2 1.029 0.0105 2.036 0.5 34 26 26 26 Universidad Autónoma Chapingo Gotero 2 [ml] 45.5 bar. Tesis Profesional EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA PARA DIFERENTES EMISORES 7.029 Tiempo q [h] [lh-1] 0.0143 3. Datos de prueba de calibración Cuadro 7.8 1 1.35 0.048 0.50 0.1 lph  Rango de presiones de trabajo: 0.0084 3.0106 3.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO 7. GOTEROS A.44 0. B.77 Departamento de Irrigación .4 Gotero 1 [ml] 48. 2 lph  Rango de presiones de trabajo: 0. GOTEROS INTEGRADOS A. Universidad Autónoma Chapingo 151 Departamento de Irrigación .8 – 2 bar.2.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional 7.4. Datos generales  Modelo y tipo de gotero: HYDROGOL  Diámetro nominal del gotero: 2 mm  Gasto de emisión nominal: 2. 0 30 19.0 30 21.2 1.5 30 22.1 2.5 30 22.8 q [lh-1] 2.0 30 21.5 30 17.2 1.5 2.4 Universidad Autónoma Chapingo 152 q [lh-1] 1.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional B.3 2.5 30 18.8 2.2 2.2 1.6 2.1 2.5 30 23.0 30 17.2 30 23.6 Departamento de Irrigación q [lh-1] 1.8 1 1.6 0.9 2.4 h [kgcm-2] 0.3 2.3 2.4 Gotero 5 Volumen Tiempo [ml] [s] 16.8 1 1.0 30 h [kgcm-2] 0.1 2.5 30 Gotero 3 Volumen Tiempo [ml] [s] 16.6 0.4 Gotero 1 Volumen Tiempo [ml] [s] 30.8 q [lh-1] 1.3 2.0 30 17.5 30 19.5 2.4 h [kgcm-2] 0.1 2.5 30 20.9 2.5 30 19.2 1.6 2.5 30 19.8 1 1.6 0.2 2.0 30 21.0 30 Gotero 2 Volumen Tiempo [ml] [s] 15.0 30 Gotero 4 Volumen Tiempo [ml] [s] 16.0 30 22.2 1.0 2.5 2.8 2.6 0.6 0.0 30 21.6 h [kgcm-2] 0.8 1 1.0 30 17.6 .0 30 q [lh-1] 1. Datos de prueba de calibración Cuadro 7.11 Datos obtenidos durante la calibración del gotero hydrogol h [kgcm-2] 0.8 1 1.0 60 18. 6 . 10 y 15 mil  Rango de presiones de trabajo: 0.  Espacios entre emisores: 30 cm. Universidad Autónoma Chapingo 153 Departamento de Irrigación .4. Datos generales  Modelo y tipo de cintilla: Hydrolite  Gasto de emisión nominal de la cinta de goteo: 0.3.1.0* bar. CINTILLA A. 8.63 a 1 lh-1  Diámetro interior de la cinta de goteo: 16 mm  Espesor de pared de la cinta de goteo: 6.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional 7. 19 0.8 0.95 0.3 13.7 10.4 44.2 Gotero 2 h Volumen Tiempo q [kgcm-2] [ml] [s] [lh-1] 0.32 0.0 38.1 12.03 0.6 0.98 1.29 0.48 1.5 9.1 1.7 9.1 13.9 10.3 Departamento de Irrigación .8 0.1 0.5 62.8 34.0 33.5 42.7 10.6 1.24 1.8 0.2 39.5 8.2 Gotero 3 h Volumen Tiempo q [kgcm-2] [ml] [s] [lh-1] 0.0 62.8 1.3 12.9 0.1 14.09 1.5 34.1 12.0 1.06 1.5 9.3 40.5 10.7 12.1 1.1 1.34 1.9 11.0 35.2 36.3 Gotero 5 h Volumen Tiempo [kgcm-2] [ml] [s] 0.77 0.5 10.1 0.9 0.0 60.0 0.8 1.79 1.0 0.7 60.78 0.12 Datos obtenidos durante la calibración de la cintilla Hydrolite Gotero 1 h Volumen Tiempo q [kgcm-2] [ml] [s] [lh-1] 0.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional B.0 37.86 1.3 12.9 11.9 10.0 34.0 35.1 13.52 0.0 0. Datos de prueba Cuadro 7.15 1.95 1.2 1.7 0.7 0.0 32.85 1.57 0.7 0.8 35.0 1.5 36.3 13.3 Gotero 4 h Volumen Tiempo q [kgcm-2] [ml] [s] [lh-1] 0.9 12.7 10.3 12.8 33.4 40.1 1.0 39.0 39.96 Universidad Autónoma Chapingo 154 q [lh-1] 0.0 60. 5 390.5 1.0 60 2.5 Microaspersor 1 V1 Tiempo [ml] [s] 465. Datos generales:  Modelo y tipo del rociador: Rondo flujo regulado  Boquilla: negra  Diámetro nominal del rociador: 2 a 2.7 23.0 60 502.5 18.4.13 Datos obtenidos durante la calibración del microaspersor Rondo h [kgcm-2] 1.0 55.7 23.29 500.0 49.5 291.5 59 2 295.25 395.4 m B.2 32.9 30. Datos de prueba Cuadro 7. MICROASPERSORES A.0 60 Departamento de Irrigación q [lh-1] 17.4 .6 Microaspersor 2 h V2 Tiempo [kgcm-2] [ml] [s] 1.5 60 500.75 2 2.6 500.4 35.6 17.0 51.75 304.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional 7.1 36.0 60 2.7 60 1.4.18 Universidad Autónoma Chapingo 155 q [lh-1] 27.25 2. 47 4.6 0.5.0000 0.10 3.82 Suma (qi-qm)2 0.1298 1. Determinación del coeficiente de variación de fabricación.18 4.44 6.6 2.3812 -0.1132 0.5 presentadas anteriormente sustituyendo valores se tiene que: Cuadro 7.3093 lnhlnq -0.2191 0.80 2.46 1.6 kgcm-2 que es la presión nominal de funcionamiento del gotero.1330 5.48 q2 [lh-1] 3.2 3.490 Del cuadro 7.92 3.67 1 3. Evaluación de goteros A.9123 0.38 1.10 2.75 1.1823 0.38 1.47 0.44 q4 [lh-1] 2.75 1.75 q5 [lh-1] 3.14 Relación carga. caudal y coeficiente de variación para el gotero supertif h[kgcm-2] 0.42 1.4660 -0.0498 0. Determinación de la curva caudal – presión A partir de los datos obtenidos se obtuvo el modelo del emisor en turno mediante las ecuaciones 7.94 3.05 q3 [lh-1] 3.5108 -0.419 0.10 suma = lnh -0.15 Obtención del modelo del gotero Supertif h [kgcm-2] q [lh-1] 0.46 6.49 0.39 3.263 0.91 1.29 3.1522 1.16 3. Tesis Profesional PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN 7.9821 1.17 se obtiene el coeficiente de variación a partir de los datos obtenidos en la prueba y a manera de ejemplo o como simple ensayo se calcula el coeficiente de variación para las diferentes presiones.75 1.2609 0.4 y 7.78 1.4 3.41 4. Aplicando las ecuaciones 7.67 2.16 y 7.0332 0.2 1.0000 0.2231 0.14 se observa que el menor coeficiente se presenta a una presión de operación de 0.22 3.93 3.09 1.3365 -0.5.0939 lnh2 0.46 2.04 5. √ Cuadro 7.141 0.52 Desviación típica 0. B.0000 0.2101 0.16 1.4 q1 [lh-1] 3.1.4572 ∑ ∑ 156 Departamento de Irrigación .2152 ∑ ∑ Universidad Autónoma Chapingo lnq 0.410 0.36 cv 0.8 2.8 1 1.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO 7. 17.18) Otra forma seria graficar los valores respectivos ensayados con respecto a la carga y el caudal descargado por el gotero. En la figura 7.caudal del gotero Supertif Universidad Autónoma Chapingo 157 Departamento de Irrigación .17 se presenta el grafico cargacaudal y la relación del modelo del emisor: Figura 7. Relación carga .Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional Por lo que el modelo del emisor finalmente seria: (7. 028 B.0059 5 2.0144 2 2.17 se obtiene el coeficiente de variación a partir de los datos obtenidos en la prueba.3 0.0023 2 2.0001 5 2.6 [kgcm-2] Emisor q (q-qm)2 1 1.0001 3 2.1 0.0019 4 2.0003 Desviación típica 0. Determinación de la curva caudal – presión Se grafican los valores respectivos ensayados con respecto a la carga y el caudal de la prueba. Determinación del coeficiente de variación de fabricación.0001 4 2.0036 Desviación típica 0.2 0.0036 4 2.0001 Desviación típica 0.80 0.8 0.4 [kgcm-2] Emisor q (q-qm)2 1 2.5 0.045 CV 0.0071 2 1.0013 5 1.98 0.018 Presión 1 [kgcm-2] Emisor q (q-qm)2 1 2.038 Presión 0.0013 Desviación típica 0. Aplicando las ecuaciones 7.1 0. Relación carga.1 0. En las figuras 7.92 0.8 0.011 Presión 1.026 Presión 1.2.16.0001 3 2.0092 4 1.6 0. caudal y coeficiente de variación para la cintilla Hydrogol Presión 0.2 [kgcm-2] Emisor q (q-qm)2 1 2.0036 5 2.6 0.0001 Desviación típica 0.6 0.92 0.18 a 7. Evaluación de goteros integrados A.80 0.0036 3 2.072 CV 0.024 CV 0.0052 5 2.0001 3 2.16 : Cuadro 7.2 0.5 0.5.3 0.076 CV 0.0071 3 1.0117 4 2. sustituyendo valores en las ecuaciones y presentando los demás ensayos en el cuadro 7.3 0.8 [kgcm-2] Emisor q (q-qm)2 1 2.5 0.22 se presentan los datos de carga en relación al caudal descargado por la cintilla Universidad Autónoma Chapingo 158 Departamento de Irrigación .6 0.1 0.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional 7.3 0.6 0.059 CV 0.0019 2 2.16 y 7.0001 2 2. 1 1.8 Gasto (l/h) h [kgcm-2] 0.3 2.6 0.3616 R² = 0.3 1.8 1 1.0 0.5 2.6 1.9837 1.0 0.2 1 2.2 2.4 3. Relación carga .3 Carga (kg/cm2) Figura 7.1 1.8 0.6 3.8 2.7 0. Relación carga .9957 1.6 2.0 q = 2.2 1.3 1.2 1.3124h0.5 Carga (kg/cm2) Figura 7.8 2.18.0 q = 2.7 0.0 q = 2.4 2.5 0.5109 R² = 0.0 2.4 Gasto (l/h) Emisor 3 q [lh-1] 2.3521h0.0 0.9 1.caudal de la cintilla Hydrogol emisor tres Universidad Autónoma Chapingo 159 Departamento de Irrigación 1.5 .0 2.9 1.0 0.8827 1.1 2.6 0.1 2.5 0.4969 R² = 0.0 0.7 0.3 1.0 2.8 3.6 1.Relación carga .20.caudal de la cintilla Hydrogol emisor uno Relación Carga-Caudal Emisor 2 q [lh-1] 1.0 2.1 1.8 1 1.9 1.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional Relación Carga-Caudal Gasto (l/h) Emisor 1 h q [kgcm-2] [lh-1] 0.5 0.2 2.5 Carga (kg/cm2) Figura 7.caudal de la cintilla Hydrogol emisor dos Relación Carga-Caudal h [kgcm-2] 0.0 0.19.3209h0. 0 0.4 2.1 2.7 0.0 Emisor 4 h [kgcm-2] 0.1 1.3 1.6 0.6 0.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional Relación Carga-Caudal Gasto (l/h) 3.9 1.6 2.7 0.0 q = 2.caudal de la cintilla Hydrogol emisor cinco Universidad Autónoma Chapingo 160 Departamento de Irrigación .3 1.5 Carga (kg/cm2) Figura 7.5 2.5 Carga (kg/cm2) Figura 7.3775 R² = 0. Relación carga .0 0.1 2.22.8 1 1.3148h0.3149h0.5 0.4 q [lh-1] 1.5 2.caudal de la cintilla Hydrogol emisor cuatro Emisor 5 Relación Carga-Caudal q [lh-1] 1.3 2.0 0.9 2.9901 1.0 1.2 1. Relación carga .8 1 1.9 1.5 0.2 1.21.3871 R² = 0.3 2.6 3.9 2.0 Gasto (l/h) h [kgcm-2] 0.0 q = 2.9937 0.1 1. 0000 3 0.5 [kgcm-2] Emisor q (q-qm)2 1 1.033 Presión 0.2 0.3 0. caudal y coeficiente de variación para la cintilla Hydrolite Presión 0. sustituyendo valores en las ecuaciones y presentando los demás ensayos: Cuadro 7.0005 2 0.025 CV 0.046 CV 0.1 [kgcm-2] Emisor q (q-qm)2 1 1.000568 2 1.16 y 7.8 0.0002 3 0.0037 5 1.78 0.17 se obtiene el coeficiente de variación a partir de los datos obtenidos en la prueba.0001 4 0.0001 Desviación típica 0. Determinación de la curva caudal – presión Se grafican los valores respectivos ensayados con respecto a la carga y el caudal de la prueba.27 se presentan los datos de carga en relación al caudal descargado por la cintilla se observa que conforme aumenta la presión esta va haciéndose una recta: Universidad Autónoma Chapingo 161 Departamento de Irrigación .0 0.0020 5 0.3 [kgcm-2] Emisor q (q-qm)2 1 0.9 0.0044 2 0.75 0.041 CV 0.5.7 [kgcm-2] Emisor q (q-qm)2 1 1.1 0.043 CV 0.002884 5 1.9 [kgcm-2] Emisor q (q-qm)2 1 1.0015 5 1.76 0.72 0.1 0.0001 4 1.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional 7.0011 4 0.0020 3 1.3 0.042 Presión 0.0014 2 1. Determinación del coeficiente de variación de fabricación.0028 4 1.1 0.039 Presión 1.0011 5 0. Evaluación de cintas de riego A.038 CV 0.8 0.1 0.000001 3 1.9 0.048 Presión 0.0 0.23 a 7.0024 Desviación típica 0.71 0.3 0.0006 Desviación típica 0.0 0.031 B.0 0.0021 2 1.007234 4 1.0012 3 1. En las figuras 7.17 Relación carga.2 0.3.0 0. Aplicando las ecuaciones 7.000068 Desviación típica 0.0003 Desviación típica 0.1 0.2 0. 1 1.6 0.3 Relación Carga-Caudal Gasto (l/h) h [kgcm-2] 0.5 1.0 q = 1.998 0 0.5 0.3 0.1 1.9 1.8768 0.2 0.1567h0.4 0.39 R² = 0.8 Carga (kg/cm2) Figura 7.24.0 0. Relación carga .0 1.7 0.3 0.3371 R² = 0.7 0.5 0.2 .9628 0 0.2 Carga (kg/cm2) Figura 7.2 Carga (kg/cm2) Figura 7.5 0. Relación carga .3 0.1 1.23.8 1 1.5 0.0 q = 1.caudal de la cintilla Hydrolite emisor uno Gotero 2 q [lh-1] 0.caudal de la cintilla Hydrolite emisor dos Gotero 3 q [lh-1] 0.2 0. Relación carga .6 0.4 0.1 1.7 0.2 Relación Carga-Caudal Gasto (l/h) h [kgcm-2] 0.4 0.1945h0.0 1.5 1.0 1.1 1.9 1.1 1.5 1.2 Relación Carga-Caudal Gasto (l/h) h [kgcm-2] 0.5 0.5 0.0 0 0.1485h0.2 0.25.caudal de la cintilla Hydrolite emisor tres Universidad Autónoma Chapingo 162 Departamento de Irrigación 1 1.0 q = 1.8 1 1.7 0.9 1.3578 R² = 0.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional Gotero 1 q [lh-1] 0.7 1.1 1.9 1.8 0.9 1.0 0.6 0. 8 1.27.3 Gasto (l/h) h [kgcm-2] 0.9 1.0 q = 1.3 0.0 1.0 0 0.7 0.9 1.5 0.0 0 0.9828 0.5 1.8 1.0 q = 1.5 1 Carga (kg/cm2) Figura 7.4713 R² = 0.5 Carga (kg/cm2) Figura 7.5 0.1673h0.0 1.caudal de la cintilla Hydrolite emisor cinco Universidad Autónoma Chapingo 163 Departamento de Irrigación 1.8 0.5 1.3918 R² = 0.5 0.2106h0.3 Gasto (l/h) h [kgcm-2] 0.2 1.9579 0.5 0.7 0. Relación carga .1 1.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional Gotero 4 Relación Carga-Caudal q [lh-1] 0.1 1.1 1.7 0.5 1 1.5 .caudal de la cintilla Hydrolite emisor cuatro Gotero 5 Relación Carga-Caudal q [lh-1] 0. Relación carga .3 0.26. 83 Desviación típica 7.47 Desviación típica 5.600 CV 0.6 33.03 Desviación típica 7.220 164 Departamento de Irrigación Universidad Autónoma Chapingo .17 se obtiene el coeficiente de variación a partir de los datos obtenidos en la prueba se calcula el coeficiente de variación para las presiones diferentes a la presión nominal de operación.7 53.4 43.75 [kgcm-2] Microaspersor q (q-qm)2 1 30.16 y 7.46 Desviación típica 5.237 Presión 2 [kgcm-2] Microaspersor q (q-qm)2 1 32.4.46 2 23.697 CV 0.7 32.56 Desviación típica 6.4 53. Evaluación de microaspersores A.785 CV 0.5 [kgcm-2] Microaspersor q (q-qm)2 1 27.293 Presión 2.324 Presión 1.03 2 17.2 33.5.6 43. Determinación del coeficiente de variación de fabricación Aplicando las ecuaciones 7. sustituyendo valores en las ecuaciones y presentando los demás ensayos: Presión 1.337 CV 0.50 27.5 [kgcm-2] Gotero q (q-qm)2 1 36.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional 7.90 27.83 2 17.56 2 23.47 2 18.352 CV 0.25 [kgcm-2] Gotero q (q-qm)2 1 35.1 32.194 Presión 2. 0 20. Relación carga .7 2.5 23.0 35.5 17.5 Carga (kg/cm2) Figura 7.caudal del microaspersor dos Universidad Autónoma Chapingo 165 Departamento de Irrigación 3 .0 1.0 25.0 20.5 36.0 q = 22.5 3 Carga (kg/cm2) Figura 7. Relación carga .Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional B.5456 R² = 0.29.0 15.6 2 17.6 Gasto (l/h) 40.9961 30. Determinación de la curva caudal – presión Relación Carga-Caudal Microaspersor 1 h q -2 [kgcm ] [lh-1] 1.25 35.caudal del microaspersor uno Microaspersor 2 h q -2 [kgcm ] [lh-1] 1.5 2 q = 13.0 1.28.4 Gasto (l/h) Relación Carga-Caudal 25.302h0.9 1.75 18.5 27.2 2 32.7134 2.5 2 2.5 1.75 30.25 23.4 2.019h0.6333 R² = 0.1 2.7 2. 32 encontrándose en el rango de alta uniformidad. la relación carga – gasto se observó un comportamiento similar en los 5 emisores ensayados.011 a 0. Para el caso de la cintilla se observa un coeficiente de variación en el rango de 0. presentándose de manera similar el modelo en los diferentes emisores ensayados.5.3 se encontró en el rango en el cual se esperaba y su grafico se comportó de igual forma.8 %) es un valor muy bajo siendo catalogado como excelente bajo la norma ASAE y en la clasificación.19-0.2 y 7. tanto en el sistema de riego por microaspersión como el riego por goteo.48 considerado de alta uniformidad. Los microaspersores presentaron un coeficiente de variación del orden de 0. Se determinó las distintas relaciones carga – caudal para diferentes emisores conociendo su modelo de descarga el cual nos permite conocer cómo funciona el Universidad Autónoma Chapingo 166 Departamento de Irrigación .1 y un exponente de alrededor de 0. en el modelo carga-gasto se observa un coeficiente de 1. El exponente de descarga de los diferentes emisores evaluados de acuerdo a literatura citada cuadro 7.3 y 0.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO 7. CONCLUSIONES Los emisores ensayados presentaron un coeficiente de variación bajo por lo que se espera buena uniformidad en el riego en lo que respecta a funcionamiento del emisor por otro lado se tiene que tener cuidado en el buen diseño e instalación de los mismos para que su funcionamiento no se altere. De las regresiones realizadas a los aforos. los modelos obtenidos se comportaron un poco diferente esto puede ser debido al uso o desgaste de los mismos. Tesis Profesional DISCUSIÓN DE RESULTADOS En lo que respecta a los goteros se obtuvo el coeficiente de variación de 0.31 a 0.6. los exponentes del caudal en el modelo potencial oscilan entre 0. 7.038 que se encuentra en el rango de alta uniformidad.3 a 04.008 (0. Conforme a los resultados de los emisores integrados se observa el coeficiente de variación se encuentra en el rango de 0. llegando a la conclusión de que los emisores presentan poca sensibilidad a los cambio de presión y a la obturación de los emisores.7. (1981). 7. Riego Por Goteo. Zur B y Tal S. Riegos Localizados de Alta Frecuencia.. A.9. Eds. Eds Mundi-prensa. Estado de México. Facultad de Ingeniería Agrícola Universidad de Concepción López J.2ª Ed. Riego Localizado. España. Ediciones Mundi – Prensa. (1981). Universidad Autónoma Chapingo 167 Departamento de Irrigación . BIBLIOGRAFÍA. Mundi-prensa.8. Riego por goteo y microjet. Riego Localizado: Diseño y Evaluación. Emitter Discharge Sensivity to Pressure and Temperature. 3era edición. Texcoco. (1991). R. CUESTIONARIO 1) ¿Qué parámetros se toman en cuanta en el coeficiente de variación? 2) ¿De qué depende el exponente x en la relación caudal – presión? 3) ¿Qué factores afectan la descarga de un emisor? 7. (1990). E.. Medina S. (2005). Pizarro F. (1997).Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión CURVA CARGA-GASTO DE UN EMISOR DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional emisor para posteriormente en el diseño e instalación de estos mismos en la unidad de riego se tenga un mejor funcionamiento de los mismos y consigo una mejor uniformidad de riego y manejo. Universidad Autónoma Chapingo... J. Madrid. y J. Holzapfel H. Madrid. R.. Martínez E. 8.1. sirven a las distintas subunidades. medir dosis de riego.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO 8. Es la superficie formada por el conjunto de subunidades que se riegan simultáneamente desde un mismo punto donde se controla la dosis de agua a aplicar en cada riego. Son las que. Tuberías terciarias.  Determinar la uniformidad en la distribución del agua de riego. Es el conjunto de dispositivos que dominan toda la superficie de la instalación y pueden servir para filtrar el agua. Es la superficie suma de las unidades de riego que funcionan simultáneamente desde un mismo cabezal o centro de control. Definiciones Según Martínez (1991) se pueden encontrar las siguientes definiciones: Subunidad de riego.2.1. Laterales. Centro de control o cabezal. controlar la presión. tratarla. Tuberías secundarias. Es la superficie que se riega simultáneamente desde un mismo punto donde se regula o controla la presión de entrada del agua. 8. Son las que transportan el agua desde el cabezal hasta las unidades de riego. dentro de una unidad de riego. Unidad operacional o turno de riego.2. Dentro de la subunidad de riego. son las que alimentan a las tuberías laterales. incorporar fertilizantes. ASPECTOS TEÓRICOS 8. Universidad Autónoma Chapingo 168 Departamento de Irrigación . Unidad de riego.  Detectar los problemas de funcionamiento de la instalación y plantear soluciones para resolverlos. etc.  Tesis Profesional EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO OBJETIVOS Comprobar el estado de los diferentes componentes de la instalación su manejo y mantenimiento adecuado. Son las tuberías que llevan conectados los emisores. Tuberías principales. 3. con un gasto pequeño. y relativamente poco de las condiciones edáficas o climáticas (Losada. Este sistema en general es fijo (figura 8.1. se clasifican los emisores de acuerdo a la forma en que disipan la presión. a diferencia del riego por gravedad o por aspersión.1).2. 2005). o emisores. riesgo de obturaciones. el empleo de goteros ha dado lugar a riegos insuficientes en cuanto al área de suelo mojado. Para este caso ha surgido la solución de la microaspersión. En el cuadro 8. que se da a través de orificios.2. Microaspersión En suelos muy permeables en los que el bulbo húmedo se desarrolla mucho en profundidad y poco en anchura.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional 8. forma de inserción en los laterales. Universidad Autónoma Chapingo 169 Departamento de Irrigación . Emisores La gran variedad de emisores que existe en el mercado ha sido objeto de diversas clasificaciones atendiendo a sus características hidráulicas. este depende casi exclusivamente del sistema hidráulico de la red de distribución. etc. Figura 8. tales como goteros o microaspersores.2. 8. Goteo El riego por goteo surgió como una adaptación a cultivos de suelos arenosos y salinos bajo condiciones áridas.1 Esquema ilustrativo de un sistema de riego localizado B. Riego localizado A. 1 Normales 0.1) donde: n  (q  i  q) 2 (8.3) n q : Media de todos los caudales medidos a la misma presión y temperatura.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional Cuadro 8.  : Desviación típica. miniaspersores y difusores CV Calificación 0. 1990.2) i n 1 n q y q i i (8.05 .11 .1 . Coeficiente de variación de fabricación del emisor Una clasificación de los emisores en función de su coeficiente de variación (CV) de acuerdo a la norma ASAE EP405.07 .07 Normales 0.0.0.15 Inaceptables Tuberías emisoras CV Calificación buenas 0.05 Excelentes 0. Universidad Autónoma Chapingo 170 Departamento de Irrigación .2 inaceptables El coeficiente de variación de fabricación se define como: CV   q (8.0. se presenta en el cuadro 8.15 Deficientes 0. Cuadro 8.0. A.2.1 Clasificación de los emisores en base a la forma en que disipan la presión De largo conducto Emisores de bajo caudal (goteros) <16l/h Emisores de alto caudal 16 lh-1-200 lh-1 Goteros propiamente dichos Microtubo Helicoidales De laberinto De orificio Vortex Autocompensantes Mangueras Cinta de exudación Microaspersores Difusores Microtubos de alto caudal Fuente: Pizarro.2 Clasificación de emisores de acuerdo a su coeficiente de variación Goteros.2 Deficientes a 0.11 Marginales 0. La obturación de un emisor depende del diámetro mínimo de paso. En los de alto caudal.3 mm a algo más de 1 mm. En emisores pueden variar de 0.75-1 Helicoidal 0.65-0.4) donde: CVs. de laberinto) 0. El coeficiente de descarga x es una medida de la sensibilidad de los emisores a la variación de presión. con lo que el riesgo de obturación es mucho menor.4 se presenta la sensibilidad a la Universidad Autónoma Chapingo 171 Departamento de Irrigación . salvo las cintas de exudación. Los valores de k y x son característicos de cada tipo de emisor. x.3 Coeficiente de descarga de emisores x De régimen laminar 1 Microtubos 0. de la velocidad del agua y de la configuración del mismo. es el número de emisores que proporciona agua a una planta B. carga de presión a la entrada del emisor.4 Autocompensante 0-0. h. Sensibilidad a las obturaciones. Cuadro 8. en el que las perforaciones son de tamaño microscópico. caudal del emisor.5) dónde: q.a. exponente de descarga.5 Vortex 0.4 Teórico perfectamente Autocompensante 0 Emisor C.75 De régimen turbulento (orifico.presión. es el coeficiente de variación de fabricación del sistema. los diámetros pueden llegar a ser de más de 2 mm.3 se muestran algunos valores de x.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional El coeficiente de variación del sistema viene dado por la expresión: CV CVs  e (8. CV. entre el caudal emitido y la carga de presión de servicio existe la siguiente relación. Relación caudal . microaspersores y difusores. En el cuadro 8. coeficiente de descarga.c. En el cuadro 8. k. e. Cualquiera que sea el tipo de emisor. Un caso extremo es el de las cintas de exudación. en lh-1. es el coeficiente de variación del emisor. denominada ecuación del emisor: q  kh x (8. en m. Coeficiente de uniformidad de riego. es el promedio de descarga de todos los emisores dentro del sistema. CU (López. quedan como más importantes causas de la variación de caudal de los emisores a efectos del diseño hidráulico la variabilidad de fabricación y las diferencias de presión (López.7 Alta 0.5 Media >1. 1997). caudal mínimo del emisor que corresponde a la presión mínima. de goteros. caudal medio de todos los emisores considerados. 1990). qmed. es el promedio del 25% de los valores de descarga más bajos dentro del sistema. Teniendo en cuenta lo anterior.7-1. Si se consideran los factores de los que depende la uniformidad de riego. y que los problemas inherentes a las obturaciones deben estar controlados.6) donde: q25%. asumiendo que los efectos de la temperatura actúan normalmente a favor de la uniformidad. tuberías emisoras y sistemas integrados: Cuadro 8. se puede definir estadísticamente el CU como: *( √ ) + (8. en lh-1. 8. teniendo en cuenta la sección mínima de paso.2. coeficiente de variación de fabricación del emisor. por tal razón se prefiere el régimen turbulento al laminar (Pizarro. [ ] (8. qa. 1997).4 Sensibilidad a la obturación Diámetro mínimo (mm) Sensibilidad a la obturación <= 0. en lh-1.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional obturación. enumerados anteriormente.5 Baja Cuando mayor es la velocidad menor es el riesgo de sedimentación.4. Un concepto que considera la uniformidad de descarga de los emisores a través de todo el sistema es el llamado Coeficiente de uniformidad. número de emisores de los que recibe agua cada planta. Universidad Autónoma Chapingo 172 Departamento de Irrigación . qn.7) donde: CV. e. para obtener el gasto correspondiente de cada emisor. de tal forma que la primera se ubicara al inicio la segunda y tercera a uno y dos tercios respectivamente y una cuarta en el punto más alejado como se muestra en la figura 8. Evaluación de riego adaptada de Merian y Keller (1978) Se pondrá a funcionar la instalación de acuerdo a las condiciones normales de manejo. que este en las condiciones más difíciles (laterales o terciarias más largas o en contra pendiente o con pendientes mayores del 5 %). En el caso de miniaspersores o difusores la recogida Universidad Autónoma Chapingo 173 Departamento de Irrigación . se tomara información de volumen y tiempo. Se seleccionara una unidad de riego que sea representativa del conjunto de la instalación y otra.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional 8. un segundo en el punto más alejado y otros dos a uno y dos tercios de la longitud del lateral. En cada subunidad. el primero se ubicara lo más cercano al punto de alimentación.2. En cada uno de los laterales se seleccionará los emisores que proporcionen agua a 4 plantas.2. En caso del muestreo sistemático se elegirán 4 tuberías laterales. cuando se crea conveniente. se recogerá durante un tiempo de uno a tres minutos en un recipiente el agua que salga por ellos. Figura 8.2 Esquema ilustrativo para la selección de goteros de la unidad de riego Con los emisores seleccionados. estos volúmenes se medirán mediante una probeta graduada y se anotara el resultado en el formato preparado para el efecto de cada emisor. para lo cual se puede tomar la información de los emisores de manera sistemática o al azar.5. 6 y 8. es la presión media de la subunidad.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional de agua se efectuara con una probeta de mayor volumen o en su caso reducir el tiempo de lectura. Universidad Autónoma Chapingo 174 Departamento de Irrigación . En cada una de los emisores se tomaran presiones cuando esto sea posible. x. Antes de cerrar el funcionamiento de las unidades operacionales de riego.7. mediante un recipiente adecuado. es la presión media del 25% de las más bajas. en las que estén situadas las subunidades objeto de la prueba.a. En tuberías emisoras porosas con orificios separados a menos de 0. se tomaran las presiones en las partes finales de los laterales. en m.a. esto es. en m.8) donde: P25%. se realizaran las pruebas para cada tipo de emisor. se recogerá el agua que salga en un metro de tubería en cada una de las localizaciones anteriores. Con las 16 o más presiones medidas en las subunidades se obtiene el coeficiente de uniformidad de presión: x P  CUP   25%  100  Pmed  (8. Pmed. 16 como mínimo por subunidad. Si en la instalación existen diferentes clases de emisores. de tal manera que si se toman más datos el cálculo de la uniformidad se hace más confiable.30 m.c. Con los datos de los volúmenes de agua y tiempos recogidos en el campo se obtienen los gastos correspondientes y con esto se calcula el coeficiente de uniformidad de riego de la subunidad mediante las ecuaciones 8.c. es el exponente de descarga del emisor. se determinará la uniformidad de distribución de la subunidad elegida y posteriormente la de la unidad de riego.3 Cintas de riego por goteo instaladas en campo Una vez seleccionada la unidad de riego. Universidad Autónoma Chapingo 175 Departamento de Irrigación . con laterales o tuberías terciarias más largas y con pendientes mayores. con una pendiente que represente la media de la instalación. Se evaluará también.3. la unidad que represente las condiciones más desfavorables. se elegirá una de sus subunidades (también la más representativa) a la que se hará la evaluación.1. si se considera necesario. Evaluación de la uniformidad del riego Para evaluar la uniformidad de un sistema de riego localizado se elegirá la unidad de riego más representativa de la instalación (figura 8.3).2. En primer lugar. Figura 8. Tesis Profesional DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Y MATERIALES 8. Material necesario  Vasos de plástico para la recogida del agua de los emisores  Manómetro de aguja en baño de glicerina  Cronómetro  Cinta métrica  Probetas graduadas 8. Una unidad representativa será aquella de tamaño medio. que esté situada a ser posible en una zona central y cuyos laterales tengan una longitud media. la unidad más alejada o cercana al cabezal de riego.3.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO 8. es decir.3. 4). Uniformidad de la subunidad de riego Para evaluar la Uniformidad dentro de la subunidad se usan dos coeficientes: la Uniformidad de Distribución de Caudales (UD) y la Uniformidad de Distribución de Presiones (UDP).4 Esquema ilustrativo para la selección de laterales Con una probeta o vaso graduado (figura 8. es decir. 1 a 3 min para goteros y microaspersores o difusores. Figura 8. Para ello. Se recomienda seleccionar 16 o más emisores para calcular este coeficiente. Figura 8. Este tiempo será igual para todos ellos. tuberías goteadoras y exudantes.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional A. En cada lateral se seleccionan cuatro o más emisores siguiendo el mismo criterio. Para calcular la UD se elegirá un número determinado de emisores distribuidos uniformemente dentro de la subunidad de riego.5) se medirá el volumen de agua suministrado por los emisores que se hayan seleccionado en un tiempo determinado. el más cercano y el más lejano de la toma del lateral y los dos intermedios (figura 8.5 Medición de la descarga de microaspersor con probeta graduada Universidad Autónoma Chapingo 176 Departamento de Irrigación . se eligen los laterales más cercano y más lejano de la toma de la tubería terciaria y los dos intermedios (los situados a un tercio y dos tercios). La primera vez que se realice esta prueba es conveniente medir varias veces al final de la tubería terciaria por si acaso el punto situado a los 2/3 no fuese el de menor presión. Si resultara otro punto distinto a este.  Si la tubería terciaria está colocada a favor de la pendiente. siendo: Universidad Autónoma Chapingo 177 Departamento de Irrigación . Uniformidad de la instalación Una vez conocida la UD de la subunidad de riego localizado se podrá calcular la UD corregida de la misma. Para realizar estas medidas habrá que tener en cuenta si la tubería terciaria está situada a favor o en contra de la pendiente: Figura 8.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional B. se marcaría en la tubería. Para calcular el factor de corrección. Se calcula fc que es un factor de corrección que depende de la diferencia entre las presiones de las subunidades que forman parte de la unidad que se está evaluando. la presión más desfavorable se podrá medir aproximadamente en los 2/3 de su longitud. la presión más desfavorable se medirá al final de la tubería. se tomaría la nota en el formulario de campo y éste sería el punto de referencia para todas las evaluaciones posteriores.6 Medición de la presión mediante manómetro  Si la tubería terciaria está a nivel o en contra de la pendiente. habrá que medir la presión más desfavorable en cada tubería terciaria de la unidad (figura 8. Una vez medida la presión más desfavorable de cada tubería terciaria de la unidad se calcula p'25 % y p'm. donde comience el último lateral.6). 5 Valor de la uniformidad de distribución Fuente: Junta de Andalucía. las subunidades y unidades de riego deben ser relativamente homogéneas en cuanto a superficie y forma.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO  Tesis Profesional p'25%. la UD de la instalación será igual a la uniformidad calculada para la unidad elegida como representativa de la instalación.5: Cuadro 8. la calificación de la instalación será de acuerdo al cuadro 8. Además. por ejemplo en el gotero más cercano a la entrada. será conveniente medir las presiones a la entrada de cada unidad de riego. de las medidas de presión que se realizan para calcular la uniformidad de distribución de la instalación. medir el caudal de al menos 16 emisores de cada unidad de riego. distribuidos de manera homogénea dentro de la unidad y calcular la media para ver el volumen que se está aplicando en cada una de ellas. Dependiendo del valor de UD obtenido.9 Teniendo en cuenta que x es el exponente de descarga. Si Universidad Autónoma Chapingo 178 Departamento de Irrigación . fc se calcula con la ecuación 8. Finalmente. el mismo que se ha utilizado para calcular la UDP en la subunidad. Es preciso recordar que para que esto se pueda considerar válido. se considera que dichas unidades riegan muy desigualmente y por lo tanto será necesario: Poner reguladores de presión en el inicio de cada unidad de riego. la media de las presiones medidas en las tuberías terciarias que representan la cuarta parte de más baja presión  p'm la media de todas las presiones medidas en las tuberías terciarias de la unidad  Con estos valores. o bien. Si la diferencia de presiones entre dos unidades cualesquiera con respecto a la media entre ambas es mayor del 15 %. defectos de montaje. Universidad Autónoma Chapingo 179 Departamento de Irrigación .Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional las unidades que se estén valorando tienen el mismo cultivo y éste se encuentra en la misma fase de desarrollo.  Diferencias de presión entre diferentes subunidades. debidas a pérdidas de presión a lo largo de la tubería terciaria y de los laterales y también a factores topográficos. obturaciones. al mal funcionamiento y/o mal manejo de los mismos en caso de haberlos. las necesidades de agua serán las mismas en todas ellas. etc. La UDP es un buen indicador de las diferencias de presión en la subunidad. Estas diferencias se deberán a la ausencia de reguladores de presión a la entrada de cada subunidad. habrá que emplear tiempos de riego proporcionales a éstos para aplicar el mismo volumen de agua en las unidades consideradas. En conjunto.  Diferencias de presión entre diferentes unidades. Si los caudales medidos son diferentes. o al mal diseño hidráulico de la red primaria o secundaria.  Diferencias de presión dentro de la subunidad. Un indicador de la calidad de los emisores y de su estado de conservación es la diferencia entre la UDP y la UD dentro de la misma subunidad. Estas variaciones pueden ser causadas por distintos motivos como la variabilidad que se produce en el proceso de fabricación (determinada por el Coeficiente de Variación). a su mal funcionamiento y/o mal manejo o a un mal cálculo de la red secundaria. la falta de uniformidad de una instalación se deberá principalmente a:  Variación en la descarga de los emisores. La importancia de estas diferencias de presión se estima mediante la diferencia entre la UD (unidad) y la UD (subunidad). debidas a la ausencia de reguladores de presión a la entrada de cada unidad de riego. 4. equipado con una Bomba Turbina Vertical.52 Cuadro 8. Descripción y evaluación de los componentes de la instalación  Emisores Emisor (marca/modelo): CINTA DE GOTEO NaaNDrip Thin-Wall dripline (Ver Cuadro 8.6 y Figura 8.1 Presión nominal [kgcm-2]:0. el cual es conducido hasta el depósito de rebombeo localizado en la parcela de trabajo. Tesis Profesional EJEMPLO DE PRUEBA REALIZADA PARA SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO Para el abastecimiento de agua de una subunidad de riego de microaspersión y otra de goteo se cuenta con un pozo profundo ubicado a 300 m del área de estudio.5 Exponente de descarga: 0. que da un gasto de 35 ls-1.6. Datos generales Propietario/a: UACh Parcela: Montecillos Nombre del cultivo: Lechuga Fuente del Agua: Pozo y rebombeo B.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO 8.1.4. cuyo gasto va directamente a la tubería que alimenta a las subunidades de riego estudiadas.7) Tipo de emisor: Gotero Caudal nominal (lh-1): 1.5 HP. Goteo A. Especificaciones técnicas de NaaNDrip Thin-Wall dripline Universidad Autónoma Chapingo 180 Departamento de Irrigación . el rebombeo se realiza con una bomba centrifuga de 7. 8.5 – 1. 13 13.30 Separación entre laterales [m]: 0.07 Emisor últ.07 13.67 Universidad Autónoma Chapingo 181 Departamento de Irrigación . en los cuadros 8.7 Volúmenes recogidos en los emisores de goteo NaaNDrip Thin-Wall Lateral 1º Lateral 1/3 Lateral 2/3 Lateral último Emisor 1º 13.8 se presentan los datos obtenidos.13 14.07 14.50 Nº laterales / Surco: 1 C. tomando tres aforos en cada punto de emisión.93 14. Tiempo de medida [min]: 1 min = 60 s Volúmenes recogidos en los emisores [cm3]: Cuadro 8.90 13.90 13.93 13. Evaluación de la uniformidad de distribución (UD )  Uniformidad de caudales En el área de goteo se aforó con probetas de 100 ml en tiempos de 60 segundos.7. Relación presión-caudal de NaaNDrip Thin-Wall dripline  Laterales Material: Polietileno Diámetro [mm]: 16 Separación entre emisores [m]:0.93 Emisor 2/3 14.13 13.07 Emisor 1/3 14.07 12.90 14.57 14. 14.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional Figura 8.7 y 8. Tipo de emisor: Microaspersor Caudal nominal (lh-1): 30 Presión nominal [kgcm-2]: 1. Descripción y evaluación de los componentes de la instalación  Emisores Emisor (marca/modelo): Rondo Flujo Regulado R.4.5 Boquilla: Azul Universidad Autónoma Chapingo 182 Departamento de Irrigación .Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional 8. Datos generales Propietario/a: UACh Parcela: Montecillos Nombre del cultivo: Árboles frutales Fuente del Agua: Pozo y rebombeo B.2.R. Microaspersión A.5 – 3.F. 33 697.8 Volúmenes recogidos en los emisores Rondo Emisor 1º Emisor 1/3 Emisor 2/3 Emisor últ.00 678.9 y 8. Tiempo de medida [min]: 1 Volúmenes recogidos en los emisores [cm3]: Cuadro 8.667 668.33 684.33 690 683.667 693.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO  Tesis Profesional Laterales Material: Polietileno Diámetro [mm]: 25 Separación entre emisores [m]: 4 Separación entre laterales [m]: 4 C. En los cuadros 8. Evaluación de la uniformidad de distribución (UD )  Uniformidad de caudales Para el área de microaspersión se aforó con probetas de 1000 ml en tiempos de 60 segundos.33 675 679.3 677.33 684. Para medir las presiones de entrada y salida se contó con un manómetro de carátula con capacidad de 4 kg/cm 2.00 695 696.10 se presenta la información.33 183 Departamento de Irrigación . tomando tres lecturas en cada emisor. Universidad Autónoma Chapingo Lateral 1º Lateral 1/3 Lateral 2/3 Lateral último 673.33 680.0 685. Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO 8. Tesis Profesional PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN 8.811 qmín [lh ] qmáx [lh ] qmci [lh ] Universidad Autónoma Chapingo 184 Departamento de Irrigación .8478 0.774 -1 0.8442 0.8358 0.8202 0.3.8358 0.8442 0.8142 0.8442 0.8478 0. ordenándolas descendentemente en la columna cuatro.8478 0.834 0.8202 0.8358 0.9 Procesamiento de datos de goteo NaaNDrip Thin-Wall q [lh ] q [lh-1]orden descendente 0.774 0.8358 0.774 -1 qm [lh-1] 0.834 0. en el cual se ordenan de mayor a menor y se presentan las presiones correspondientes a los 16 volúmenes aforados.8442 0.8358 0.8442 0. Goteo En el cuadro 8.8442 0.11 se presentan los volúmenes en lh -1 recolectados en la cinta de goteo NaaNDrip Thin-Wall.8442 0.8478 0.8478 0.8442 0.8442 0. Se presentan las estadísticas representativas y de importancia para la obtención del coeficiente de uniformidad y la uniformidad del sistema.8358 0.834 0.3.8478 0.848 -1 0.834 DesvEst 0.5. Cuadro 8.8442 0.019 -1 0.834 0.8142 0. Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional A. Uniformidad del riego A partir de los datos del cuadro 8.11 y empleando las formulas descriptas anteriormente se procede a obtener el coeficiente de uniformidad: Coeficiente de uniformidad (CU): ( √ ) ( √ ) CU con la fórmula del USDA: Universidad Autónoma Chapingo 185 Departamento de Irrigación . 74 41.60 40.5.40 41.860 -1 40. presentan las ordenándolas estadísticas representativas y de importancia para la obtención del coeficiente de uniformidad y la uniformidad del sistema.10 -1 qm [lh-1] 41.06 41.86 41.2.10 40. Se aforados.50 41.86 40. en el cual se ordenan de mayor a menor y se presentan las presiones correspondientes descendentemente en la a los columna 16 volúmenes cuatro.12 se presentan los volúmenes en lh -1 recolectados en el microaspersor Rondo.80 41.06 40. orden descendente 40.410 qmín [lh ] qmáx [lh ] qmci [lh ] Universidad Autónoma Chapingo 186 Departamento de Irrigación .60 40.64 41.00 40. Cuadro 8.80 41.80 40.70 41.00 41.10 Procesamiento de datos de microaspersores Rondo q [lh ] q [lh-1].06 40.10 40.70 40. En el cuadro 8.10 41.029 DesvEst 0.74 41.40 41.525 -1 40.50 41. Microaspersion.06 41.64 40.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional 8.40 41.70 41.40 40.100 -1 41.80 40.70 41. Universidad Autónoma Chapingo 187 Departamento de Irrigación . Uniformidad del riego A partir de los datos del cuadro 8.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO Tesis Profesional A.12 y empleando las formulas descriptas anteriormente se procede a obtener el coeficiente de uniformidad: Coeficiente de uniformidad (CU): ( √ ) ( √ ) CU con la fórmula del USDA: De acuerdo a los resultados y tomando como referencia el catalogo del fabricante tenemos que los microaspersores son autocompensados por lo que el coeficiente de uniformidad resultó ser muy alto. CONCLUSIONES Se realizó la evaluación de un sistema de riego por goteo y otro por microaspersión. 8. Tesis Profesional DISCUSIÓN DE RESULTADOS Goteo. a pesar de esto se puede decir que los goteros arrojan un gasto muy parecido al gasto medio.11 ya que es superior al 90 %. Por lo contrario los emisores de la cinta de goteo si dan el gasto para lo que fueron diseñados.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO 8. Microaspersión.7. Haciendo una comparación entre datos de catálogo y de laboratorio se observa que los emisores de los microaspersores no están dando el gasto para los que fueron diseñados. se puede comprobar con la desviación estándar que tan solo es del 0. La metodología empleada resulta aceptable en la determinación de la uniformidad del riego. 8. Las ecuaciones empleadas en la metodología nos dan una idea de toda la uniformidad de la instalación pues ya que toman en cuenta los volúmenes como las presiones de la instalación que finalmente influyen sobre el caudal de los emisores. La eficiencia de uniformidad en los dos casos analizados fue de buena a excelente presentado mayor eficiencia la microaspersión y en un menor grado el goteo. de los resultados obtenidos se concluye que en general los dos sistemas presentan una alta uniformidad del riego y una alta eficiencia de aplicación. Se puede observar que el CU calculado por las dos fórmulas. es excelente ya que anda por arriba del 93 %. El sistema de riego por microaspersión presenta mayor uniformidad que el riego por goteo. 2) ¿Qué condiciones se deben de tomar en cuenta al momento de decidir el establecimiento de un riego por goteo o microaspersión? 3) Explique las ventajas y desventajas del riego por goteo y microaspersión. ya que descargan aproximadamente el 93% del gasto de diseño. Los goteros no dan el gasto para los que fueron diseñados. Universidad Autónoma Chapingo 188 Departamento de Irrigación . pero su uniformidad es bastante buena de acuerdo al cuadro 8.6.019.8. CUESTIONARIO 1) Explique cuáles son los factores que afectan el funcionamiento de los goteros y microaspersores. R. (2005). Riego Localizado: Diseño y Evaluación. Riego Localizado.. Texcoco. Universidad Autónoma Chapingo. (1997). L. Microaspersión. Utah State Univ. Universidad Autónoma Chapingo 189 Departamento de Irrigación . Losada V. Mundi-prensa. (1990). Tesis Profesional BIBLIOGRAFÍA López J.2ª Ed. Estado de México. A. 2a Edición. Madrid. (1978). Riegos Localizados de Alta Frecuencia (RLAF) Goteo. España. R. El riego: II.. Exudación. Eds. Press. Merrian J. España. (1991).. y Keller J. Martínez E. F. Pizarro C. Editorial Mundi-Prensa. Fundamentos de su hidrología y de su práctica. Farm irrigation system evaluation: A guide for management.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EVALUACION DE UN SISTEMA DE RIEGO LOCALIZADO 8.9. Logan.. Editorial Mundi-Prensa. Utah. 2. 9. ASPECTOS TEÓRICOS El agua es una sustancia fundamental para la vida y es el componente de la superficie de la tierra que más abunda (Marín.1): Fase sólida. EQUIPOS DE FILTRACIÓN OBJETIVOS  Analizar los criterios para seleccionar los equipos de filtración de acuerdo a su funcionamiento y características.1. Figura 9. El agua se presenta en tres fases según la presión y temperatura a la que se encuentra (figura 9. así como detectar los problemas de funcionamiento y mantenimiento de los equipos de filtración. el agua líquida es una asociación de moléculas de H2O en continuo movimiento (entrelazadas por puentes de hidrógeno). 9. La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional 9. Diagrama de fases del agua Universidad Autónoma Chapingo 190 Departamento de Irrigación .  Comprobar el estado de los diferentes componentes. Entonces. fase líquida y fase vapor (gaseosa). adoptando una forma en ―V‖ que le confiere un momento dipolar. Esto da lugar a la posibilidad de que se formen puentes de hidrógeno entre las moléculas.1. 2003). es necesario combinar diferentes tratamientos (algunas técnicas de tratamiento necesitan de otras de pretratamiento para que sean utilizables) cuadro 9.…) y arrastra partículas en suspensión presentes en ella.) Las tratamientos para eliminar las impurezas son diversos. nubes. sólido). litosfera y atmósfera. químicas y microbiológicas y cambios de emplazamiento físico (mares. cuyo efecto es la renovación periódica del agua presente en océanos. de manera que para adecuar un agua con múltiples impurezas. 2003). que consiste en una serie de cambios de fase (líquido. gas.  Hay arrastre de partículas orgánicas e inorgánicas.  Se disuelven sales de la corteza terrestre (cuarcitas. cambios de características físicas.…. Universidad Autónoma Chapingo 191 Departamento de Irrigación . ríos.1. rocas evaporíticas). O2. En este ciclo.…). Estos tratamientos suelen ser complementarios entre sí.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional El agua está sometida al denominado ―Ciclo Hidrológico‖ (Marín. granitos. a las moléculas de agua se le añaden en su seno otras substancias:  Se disuelven gases de la atmósfera (CO2.  Se produce un crecimiento de materia viva (bacterias. glaciares. agua subterránea. algas. Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional Cuadro 9.1 Estado. tipo de impureza y tratamiento de sustancias presentes en el agua Universidad Autónoma Chapingo 192 Departamento de Irrigación . 2001 Universidad Autónoma Chapingo 193 Departamento de Irrigación .Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional Cuadro 9.2 Espectro de filtración de sustancias presentes en el agua Fuente: Peter Gustav Schirg. es el de las obturaciones.  Los macrosólidos.2. por otra parte. Si se considera la naturaleza de las obstrucciones. Por esta razón.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional La principal técnica utilizada según se desprende del cuadro 9. Se dividen en dos clases:  Los microsólidos. Por lo general. se puede distinguir:  Obturaciones partículas orgánicas e inorgánicas. es la filtración física. Atendiendo el factor tiempo se pueden clasificar como:  Actuales o inmediatas.  Potenciales o lentas. Son los que crean la mayor parte de la turbidez al agua. Se mide en unidades de concentración. las potenciales o lentas se suelen asociar a las producidas por precipitaciones o bacterias. Y esto es así porque en la mayor parte de los casos el tipo de impureza que necesitamos eliminar son las partículas en suspensión. Universidad Autónoma Chapingo 194 Departamento de Irrigación . Son sales orgánicas o inorgánicas disueltas en el agua. (total de sólidos disueltos TDS) No crean turbidez al agua. miligramos por litro (mg l -1) que es equivalente a ppm (partes por millón).2 y 9. Pueden ser orgánicos (materia orgánica u organismos vivos) o inorgánicos.  Obturaciones por precipitaciones y/o proliferación de bacterias. Los sólidos presentes en el agua pueden estar en dos formas diferentes:  Disueltos. En los espectros de filtración (cuadro 9. las obturaciones actuales o inmediatas se identifican con las causadas por partículas orgánicas e inorgánicas.  En suspensión. Son sólidos de tamaños grandes (mayores de 100 micras.3) se puede ver la relación que existe entre el tamaño de los sólidos y la técnica de filtración necesaria para eliminarlos del agua. los sistemas deben estar provistos de algún tipo de equipo de filtrado. Uno de los problemas que se llega a presentar en las instalaciones de riego localizado. dependiendo de la clase de sólidos en suspensión o impurezas del agua. Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional Cuadro 9. 2001 Universidad Autónoma Chapingo 195 Departamento de Irrigación .3 Espectro de filtración de partículas Fuente: Peter Gustav Schirg. La sedimentación de partículas aisladas que no tienen interacción significativa con sus vecinas. En aguas procedentes de peces de pozos es frecuente la presencia de partículas de arena. a. Para eliminar cantidades importantes de sólidos suspendidos. antes de ingresar en el cabezal. B. 10 a 25 mm para desbaste medio y de 50 a 100 mm para preseparación. Para su dimensionamiento. 9. insectos. se tendrá presente que la velocidad de paso de agua estará entre 0. El tipo o tipos de filtros en una instalación de riego localizado dependerán de la naturaleza y tamaño de las partículas contaminantes (López. ya que las fuerzas de interacción entre las partículas impiden la sedimentación de las partículas próximas. La sedimentación se produce en suspensión. 1997). Prefiltros En caso de que el agua utilizada para riego se encuentre muy contaminada por sólidos. diatomeas. Sirven para resolver dos principales problemas: 1. gusanos. 2.1. b. restos vegetales. etc. Depósitos de decantación Se utilizan para eliminar por sedimentación sustancias arrastradas por el agua y que sean más densas que estas.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional Las sustancias orgánicas que se llegan a presentar con mayor frecuencia son algas. Un ejemplo típico es la sedimentación de arena y limo en suspensión. c. Para eliminar hierro. como unidad primaria antes de la filtración normal.6 y 1 ms-1. A. la instalación de prefiltros que retiren grandes volúmenes de contaminantes. Lo más sencillo consiste en rejas metálicas con separación entre barrotes de 3 a 10 mm para desbaste fino. Dispositivos de separación Se consideran piezas o elementos más o menos sofisticados que pueden usarse para eliminar las partículas más gruesas. moluscos. peces. crustáceos. Se puede clasificar cuatro tipos distintos de sedimentación. Universidad Autónoma Chapingo 196 Departamento de Irrigación .2. es necesaria la instalación en la toma. semillas. Sedimentación de partículas que floculan durante el proceso. libre de sólidos. donde se crea un movimiento rotacional.1 mm. hacia la red de riegos.  Una sección cónica con ángulo . es un tubo que se introduce ligeramente en el interior de la sección cilíndrica y que conduce el agua limpia. pero normalmente se instalan dentro del cabezal. Dc. C. Separadores de arena Son aparatos que pueden hacer las funciones de prefiltros. cuando el agua está contaminada fundamentalmente por arena (López.  Un colector. donde tiene lugar la separación de los sólidos. 1997). Di.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional d. Gracias a un flujo vorticial se consigue separar hasta el 98 % de las partículas mayores de 0. es un conducto tangencial que introduce el agua con los sólidos hacia el interior de la cámara.2 se muestra el esquema de un hidrociclón el cual consta de:  Una entrada. Do.  Una salida para la descarga de sólidos.  Una sección cilíndrica.2 Esquema ilustrativo del hidrociclón Universidad Autónoma Chapingo 197 Departamento de Irrigación . La sedimentación ocurre cuando las partículas se encuentren a una concentración tal que se ha formado una estructura que se comprime y sedimenta. Figura 9.  Principio del hidrociclón En la figura 9. Du. 3 Esquema de funcionamiento del hidrociclón  Pérdidas de carga La pérdida de carga se mantiene constante a lo largo del tiempo y depende solo del caudal a tratar.4 se presentan ábacos en función del caudal y del diámetro del hidrociclón o de la entrada del separador. Figura 9. Dc. que debe estar situado en posición vertical. con un flujo tangencial a la sección cilíndrica. al ser más pesados que el agua. En la figura 9.4. son desplazados hacia el exterior de la corriente y debido a la componente gravitacional desciende hacia el colector de impurezas situado en la parte más baja de la unidad. Pérdida de carga en función del caudal y diámetro del hidrociclon Universidad Autónoma Chapingo 198 Departamento de Irrigación . El agua asciende por la parte central (figura 9. El flujo rotacional origina una fuerza centrífuga.3) y sale por la parte superior (Do). Los sólidos.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN  Tesis Profesional Funcionamiento del hidrociclón El agua contaminada entra en el hidrociclón. por la conducción Di. Figura 9. Características de la arena Las arenas comerciales suelen ser clasificadas por números. Granulometría.2.6). y antes de los filtros. Dentro del cabezal de control o cabezal vendrán situados a la entrada del agua. diámetro efectivo.5 Esquema ilustrativo de los filtros de arena A. inoxidable o con protección de pintura antioxidante) o de plástico reforzado (poliéster bobinado con fibra de vidrio o poliéster laminado) capaces de resistir las presiones estáticas y dinámicas de la red. Los filtros de grava son muy efectivos para retener sustancias orgánicas. Se caracteriza por una curva representativa de los porcentajes en peso de los granos que pasan a través de una sucesión de tamices normalizados (figura 9. pero un conocimiento preciso de sus propiedades se consigue usando los conceptos de granulometría. 1997). Los factores que afectan al funcionamiento de un filtro de arena son: calidad de agua. características de la arena. Figura 9.2. 1979). caudal y caída de presión admisible. acumulando grandes cantidades de contaminantes antes de que sea necesaria su limpieza. coeficiente de uniformidad. Filtros de arena Consisten en tanques generalmente metálicos (de acero galvanizado.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional 9. Universidad Autónoma Chapingo 199 Departamento de Irrigación . rellenos de arena o grava tamizada de un determinado tamaño (López. forma de los granos. pues pueden filtrar a través de todo el espesor de arena. friabilidad y perdida por ataque al acido (Degremont. Cuadro 9. los primeros se acoplan menos fácilmente unos con otros y dejan. el aumento de pérdida de carga es menor con granos angulosos que con granos redondos. juntamente con los factores siguientes.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional Figura 9. que tiene el mismo diámetro efectivo que la muestra inicial (cuadro 9.6.4 Calidad de la arena según friabilidad Friabilidad Clasificación 15 minutos (750 golpes) 30 minutos(1500 golpes) Muy bueno 6 al 10 % 15 al 20 % Bueno 10 al 15 % 20 al 25 % Aceptable 15 al 20 % 25 al 30 % Malo < 20 % < 30 % Fuente: López.6.5. aproximadamente.4). es decir. No deberá sobrepasarse el valor 1. 1/7 del diámetro efectivo. la calidad del filtrado. Es el orificio del tamiz que permite el paso del 10 % de la arena. La friabilidad de un material se valora apreciando la cantidad del mismo que se mantiene utilizable después de la trituración.8. Es la relación entre las aperturas de tamiz correspondientes a los porcentajes 60 y 10 de la curva de granulometría. pues el diámetro de poro es. Forma de los granos. correspondería al porcentaje 10 de la curva anterior y determina. Universidad Autónoma Chapingo 200 Departamento de Irrigación . Contrariamente a lo que se pueda pensar. Friabilidad. Coeficiente de uniformidad. Granulometría Diámetro efectivo. En consecuencia. Pueden ser angulosos (material triturado) o redondos (arena de río o de mar). Un valor usual en arenas comerciales es de 1. por tanto. en gran parte. para una misma granulometría. secciones de paso mayores que los segundos. y solo en casos excepcionales se admitirá hasta 1. 1997. Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional Perdida por ataque con ácido. Es la pérdida de peso después de un contacto de 24 horas con una solución de ácido clorhídrico al 20 %. Esta pérdida debe ser inferior al 2 %. En el cuadro 9.5 se presentan las características de las granulometrías más usadas. Cuadro 9.5 Características de las granulometrías más usadas Materiales Clase  efectivo mm  poro mm Granito molido Granito molido Arena sílice Arena sílice Arena sílice Arena sílice N° 8 N°11 N°16 N°18 N°20 N°30 1.50 0.78 0.66 0.56 0.46 0.27 0.214 0.111 0.094 0.08 0.066 0.039 Equivalente en mesh 70 140 170 200 230 400 Fuente: Lopez, 1997 B. Caudal El tamaño de partícula mínima que queda retenida en el filtro es función del caudal que pasa a través y del tamaño de la arena, normalmente los caudales oscilan 50 y 70 m3h-1 por m2 de lecho filtrante. El caudal de filtración por metro cuadrado de filtración se selecciona en función de la calidad de agua a tratar (cuadro 9.6). Cuadro 9.6 Caudal en función de la calidad del agua a tratar Calidad del agua Limpia Media Sucia Residuales Caudal (m3/h/m2) 60 48 40 30 En términos generales, estos filtros, trabajando con caudales hasta de 60 m3 h-1 por m2 de lecho filtrante, son capaces de retener partículas 1/7 veces más pequeñas que el diámetro efectivo de la arena. C. Pérdida de carga La caída de presión de un filtro con materiales de 10, 18 o 20, cuando está limpio, suele ser de 1 a 3 m.c.a, mientras que con arena de los números 30 y 50 es, aproximadamente 3.5 m.c.a (figura 9.7). Universidad Autónoma Chapingo 201 Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional Figura 9.7.Pérdida de carga en función de caudal del filtro de arena La expresión 9.1 se aplica para cuantificar la pérdida de carga. ( donde: ) (9.1) ; ; p, Porosidad del -1 medio (cuadro 9.7); V, Velocidad de partículas, en ms ; L, longitud del filtro, en m. Cuadro 9.7 Forma de los granos, porosidad y superficie especifica p Grano Esférico 1.00 0.38 Redondeado con aristas 1.06 0.39 Triturado 1.43 0.48 D. Instalación y limpieza. Capa filtrante única y heterogénea. No es recomendable su empleo, pues por el efecto del lavado la arena se clasifica con los finos en superficie y los granos más gruesos en la parte baja de la capa. Capa filtrante única y homogénea. El material filtrante debe tener un diámetro efectivo único y constante en toda la altura del lecho. Estos filtros se limpian invirtiendo el sentido del flujo. El caudal necesario para el lavado está relacionado con la granulometría y debe permitir un expansión de la altura del lecho filtrante del 15 al 25 %. Universidad Autónoma Chapingo 202 Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional En la figura 9.8 se indican el rango de caudales para la limpieza recomendado por m 2 de lecho para diferentes y diámetros efectivos de arena. Figura 9.8. Gasto para limpieza para un m2 de lecho filtrante en función del diámetro efectivo de arena 9.2.4. Filtros de malla. Constan de una carcasa, generalmente metálica, de forma cilíndrica, que aloja en su interior el elemento filtrante (figura 9.9), compuesto por un soporte perforado metálico o plástico, recubierto por una malla (nylon o acero inoxidable), en algunos casos , el elemento filtrante es doble, empleándose como soporte dos cilindros concéntricos (López, 1997). Estos filtros trabajan a superficie, situándose inmediatamente después del incorporador de fertilizante. El tamaño del orificio de la malla se encuentra en 1/10 del tamaño del mínimo paso del agua en el emisor para goteo y del orden de 1/5 para microaspersores. A. Malla Es el componente fundamental del filtro, puesto que las dimensiones de sus orificios determinan el tamaño máximo de partículas que pueden atravesarlos y, por tanto, la calidad del filtrado. Las dimensiones están normalizadas en diferentes países, Tyler (USA) introduce el término mesh, que ha sido muy difundido y es la designación más comúnmente utilizada. Universidad Autónoma Chapingo 203 Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional Figura 9.9 Esquema ilustrativo de filtro de mallas Mesh se define como el número de orificios por pulgada lineal, contados a partir del centro de un hilo. Esta definición es equivalente al número designado por la norma americana ASTM 11-81. El área efectiva de una malla (Ae) es el área neta de sus orificios, se calcula multiplicando el área total (A) por el porcentaje de huecos de la malla (P =0.34). Ae  PA (9.2) B. Elemento filtrante Elemento filtrante es el conjunto malla – soporte. El soporte es normalmente de forma cilíndrica, puede ser metálico o de plástico, y al estar la malla presionada contra el por efecto del empuje del agua disminuye la superficie filtrante de esta, en mayor o menor grado, dependiendo del porcentaje de huecos del mismo. Si llamamos (p) al porcentaje de huecos del soporte, el área neta efectiva del filtro (Ane) será: Ane  Ae  p  0.34 * A * p Universidad Autónoma Chapingo 204 (9.3) Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional C. Caudales El caudal a tratar por un filtro de malla dependerá de la calidad del agua, el área neta del elemento filtrante y la pérdida de carga admisible (López, 1997). Para un filtro de malla fina (50 – 200 mesh) se recomiendan unas velocidades de filtración de 0.4 a 0.9 ms-1 (cuadro 9.8.). Cuadro 9.8 Caudales según velocidades Caudal por m2 de área neta efectiva de filtro (Ane) en m3h-1 Velocidad 0.4 0.6 0.9 1.44 2.16 3.24 D. Pérdida de carga El incremento de la pérdida de carga en un filtro de malla para una calidad de agua determinada es exponencial y podría expresarse por una ecuación del tipo: (9.4) H  H 0e IV donde: H, es la pérdida de carga después de pesar un volumen (V), en m.c.a; H0, es la pérdida de carga inicial, en m.c.a; IV, es el índice de filtración, dependiente de las características del filtro (geometría, tipo de malla y soporte, etc.) Cuando el filtro está limpio, la pérdida de carga varia de 1 a 3 m en función del caudal y de lo tupido de la malla. E. Instalación y limpieza El fabricante debe suministrar todas las características necesarias como son:  Caudal nominal  Diámetro de entrada y salida.  Diámetro de la carcasa del filtro  Superficie filtrante  Tipo de malla y material de esta. Dependiendo del caudal será la cantidad de filtros a instalar teniéndose en cuenta el sentido del flujo del agua, aunque normalmente se instalan en el cabezal debe también tomarse en cuenta si se aplican fertilizantes en la instalación inmediatamente después. La limpieza se realiza abriendo la carcasa y sacando las mallas. Universidad Autónoma Chapingo 205 Departamento de Irrigación en el proceso de filtrado.10). los mismos pasos se repiten a lo largo de la sinuosa trayectoria del agua en su camino desde fuera del cuerpo del cartucho filtrante hacia el interior. formando el elemento filtrante.2.11). 1997). Los cruces entre las ranuras de cada par de discos adyacentes forman pasos de agua. El agua es filtrada al pasar por los pequeños conductos formados entre dos anillos lo que limita la calidad del filtrado (Rodriguez y Hernandez. en posición horizontal (figura 9. Filtro de discos o anillos Tienen forma cilíndrica y suelen ir situados entre línea. Figura 9. Figura 9.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional 9.5.10 Esquema ilustrativo de un filtro de anillos Los filtros de anillos están constituidos por anillos planas de material plástico provistos de ranuras (figura 9. este paso mínimo es el que define el grado de filtración de los anillos. cuyo tamaño varía según los anillos utilizados. Los pasos de agua en un mismo tipo de anillos son máximos donde la ranura de un anillo coincide con la estría del otro y mínimos donde ésta coincide con el espacio entre dos ranuras.11 Esquema ilustrativo de un anillo Universidad Autónoma Chapingo 206 Departamento de Irrigación . Dichos anillas están colocados uno sobre otro y comprimidas. El elemento filtrante lo componen un conjunto de anillos con ranuras impresas sobre un soporte central cilíndrico y perforado. Al aumentar el número de mesh (disminuir micraje) de los anillos.13 Proceso de lavado de un filtro de anillos Un filtro con anillos de un determinado grado de filtración tiene unos caudales de paso de agua máximos recomendados.12 Proceso de filtrado de un filtro de anillos Figura 9. Unidad de medida del Sistema Internacional. Figura 9. El tamaño de paso del anillo se mide en micras ó en mesh. El tamaño de paso medido en mesh es el número de poros (agujeros) que hay en una pulgada lineal.  Micra. 1 micra equivale a 0. disminuye el caudal máximo de paso de Universidad Autónoma Chapingo 207 Departamento de Irrigación .  Mesh.001 milímetros (10-6 m). estos caudales dependen asimismo de la cantidad de sólidos en suspensión que lleve el agua a filtrar. gracias al gran número de capas filtrantes y la posibilidad de escoger el tamaño de los pasos de agua y determinar las dimensiones de los sólidos cuyo paso se pretende impedir. Esta medida es dependiente de la forma del poro y del grosor del material que hay entre dos poros consecutivos.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional Los filtros de anillos combinan una alta eficiencia en la separación de sólidos. 14).c. Figura 9. Esto significa que si queremos cambiar los anillos para obtener un grado de filtración más fino nos disminuirá el caudal.12 y 9.a.13 Las pérdidas de carga oscilan entre 1 y 3 m. Pérdida de carga en función de caudal del filtro de anillos Universidad Autónoma Chapingo 208 Departamento de Irrigación . (figura 9.14.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional agua recomendado. con lo que se debe ampliar el número de filtros instalados (figura 9. la capacidad de filtrado será la suma de las capacidades de cada uno de ellos.6 kgcm-2). debiendo ser igual o superior al caudal máximo circulante por el cabezal de riego. con un tamaño de grano igual al diámetro mínimo de paso del emisor y con un espesor mínimo de 50 cm. fecha de la última limpieza y criterios para efectuar la misma.  Las características y estado del elemento filtrante (arena.  Las presiones a la entrada y salida de los filtros para conocer las pérdidas de carga en los mismos (efectuar la limpieza cuando la diferencia de presión sea superior a 0. si el conjunto de éstos se va a disponer en serie es muy importante que todos los filtros tengan la misma capacidad. mallas o anillos). si se disponen en serie.  El manejo del sistema de filtrado: frecuencia de limpieza. Tesis Profesional EVALUACIÓN DE LOS COMPONENTES DE LOS EQUIPOS DE FILTRADO Con respecto al equipo o equipos de filtrado habrá que recoger la siguiente información:  La capacidad de filtrado. En caso de ser filtros de arena.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN 9. Por el contrario. o caudal que es capaz de filtrar el sistema. Si los filtros están dispuestos en paralelo. la capacidad de filtrado del conjunto será la del filtro de menor capacidad.5 – 0. En filtros de mallas y anillos. Universidad Autónoma Chapingo 209 Departamento de Irrigación . Por este motivo. el tamaño de los orificios de la malla o de las ranuras de los anillos (Nº de mesh) deberá ser inferior a 1/7 del diámetro mínimo de paso del emisor.3. se comprobará que la capa formada dentro del filtro es uniforme.  El estado general de los filtros. Dicha limpieza se realiza por inversión del flujo de agua. de modo que si se los instala cerca del punto de inyección de fertilizantes. El manómetro ubicado a la salida del filtro de malla (o el ultimo manómetro instalado en el cabezal de riego después de los filtros). el estado de elementos internos. el agua arrastra la suciedad acumulada en el filtro. sale a través de la válvula de drenaje hacia el exterior. cargada de suciedad. para así evitar que una mala colocación de una junta o crepina pudiera ocasionar problemas posteriores. que se haya evacuado la presión interna de la línea y que no se produzca un flujo en sentido contrario. Mantenimiento del filtro de mallas Se debe revisar la presión de funcionamiento del sistema a través de los manómetros instalados antes y después de los filtros. Se dejará el filtro completamente vacío de agua. El agua. indica la presión disponible para el funcionamiento apropiado de los emisores más la presión necesaria para el movimiento del agua al interior de tuberías y mangueras. Con el contralavado. Debe comprobarse la ausencia de fisuras en el cuerpo del filtro y de pérdidas de agua. se recomienda lavarlos periódicamente con agua y jabón para prevenir la corrosión. En función de la suciedad que lleve el agua. Mantenimiento del filtro de arenas Cuando aumenta mucho la pérdida de carga en el filtro. siempre asegurando.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional A. Asimismo. la arena se deberá reponer periódicamente. como mínimo una vez al año. Se observará. al principio de cada temporada y antes de colocar la arena. haciéndola circular de abajo a arriba. cuando vaya a estar sin uso durante largos períodos de tiempo B. El proceso de limpieza puede automatizarse mediante las válvulas de contralavado y el programado de lavado de filtros. Universidad Autónoma Chapingo 210 Departamento de Irrigación . debe controlarse visualmente el interior del filtro. El lavado se realiza con agua limpia procedente de otros filtros. Por lo general la parte externa del cuerpo de estos filtros es de metal. debe realizarse la limpieza del mismo. antes de abrirlo. Universidad Autónoma Chapingo 211 Departamento de Irrigación . Abrir la válvula de purga (parte superior del filtro). Cerrar las válvulas del colector de entrada y salida.4 Kg/cm2. está comprendida entre 1 y 6 Kg/cm2. colocarlas y apretar hasta que no giren con facilidad. 6. 8. 3. Si es superior. que no tengan roturas ni deformaciones C. 2. se extrae la malla y se comprueba que esté entera y sin señales de roturas por efecto de la presión interna o de la contrapresión. se la puede limpiar con un cepillo suave (nunca de acero. Para limpieza en profundidad de las anillas.  Comprobar que la diferencia de presiones entre la entrada y la salida del cabezal es inferior a 0. que podría dañarla). Quitar la abrazadera de cierre de tapa. Aflojar la tuerca de apriete y separe las anillas. 5. 9. 7. 4. Extraer el cartucho de anillas. hay que limpiar las anillas del siguiente modo: 1.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional Una vez abierto el cuerpo. Debe comprobarse el estado de las juntas o empaquetaduras de goma. Si se hubiese acumulado suciedad. Al mismo tiempo se comprueba que la malla esté limpia. Abrir la válvula de vaciado. introducirlas en solución ácida a pH entre 4 y 5 durante 12 horas. Proyectar agua a presión sobre las anillas. Mantenimiento del filtro de anillas  Comprobar que la presión de trabajo del cabezal. Si apareciera alguna de estas averías se requiere cambiar la malla. Una vez limpias las anillas. 10 y figura 9. Emisores Tipo de emisor: Microaspersor Caudal nominal (lh-1): 43 Presión nominal (kgcm -2):1.2.4. EJEMPLO DE PROCEDIMIENTO DIFERENTES TIPOS FILTROS DE SELECCIÓN PARA 9. Datos generales Nombre del cultivo: Frutales Fuente del Agua: Pozo y rebombeo Calidad del agua: Buena Tratamiento previo: Ninguno Caudal del sistema [m3s-1]: 0. PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN 9. Esquema de relación de medidas en hidrociclones comerciales Universidad Autónoma Chapingo 212 Departamento de Irrigación . 46 m3h-1 9. donde el caudal es de 46 m3h-1.4. 9.94 9.1.4.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional 9.5.01276 [m3s-1]. Hidrociclón Se debe seleccionar un sistema de separación de sólidos para el riego (cuadro 9.1.5.5 a 3 Diámetro de boquilla [mm]: 0. Figura 9.15.9.16). 16 para nuestro gasto se tiene una pérdida de carga de 2.5 15.Modelos y especificaciones de modelos comerciales de hidrociclones Figura 9. HIDROCICLON 4" VICT.7 11. De esta forma se Universidad Autónoma Chapingo 213 Departamento de Irrigación .7 4.8 18 23 27 31 40 47 53. En la figura 9.10 Hidrociclones comerciales Filtro HIDROCICLON 2" RM HIDROCICLON 3" VICT.5 Entrando al cuadro 9.7 mca.5 13 13.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional Cuadro 9.9.16.9 y conociendo el gasto del sistema se selecciona el hidrociclón de 3x4‖ que cumple los requerimientos que se necesitan. HIDROCICLON 6" BR Caudales ls-1 MÍNIMO ÓPTIMO MÁXIMO 3.3 5 9. HIDROCICLON 3*4" VICT. Pérdida de carga en relación al caudal de filtración de hidroclones Yamit Eli Cuadro 9. 8 y para un diámetro efectivo de arena de 0.85.11 se seleccionan dos filtros de 91 cm de diámetro.094 mm que sería el diámetro de poro. Filtros de arena El diámetro del microaspersor es de 0. Para realizar la limpieza y mantener en funcionamiento del sistema se requiere el caudal del sistema (46 m3h-1) más el caudal requerido para el retrolavado que entrando a la figura 9.6 siendo el área de filtración: Para la selección de la cantidad de filtros hay que tener en cuenta que al menos se deben seleccionar 2 filtros en paralelo pero además el caudal de retrolavado y la operación del sistema de riego mientras se realiza la limpieza.5.094 que es el necesario. 9.66 se tiene que que el caudal de lavado es de 50 m3h-1 por m2 por lo que para 0. Universidad Autónoma Chapingo 214 Departamento de Irrigación .5 Arena de sílice Nº 16 con diámetro efectivo de 0.94 mm. se selecciona en función de la calidad del agua de acuerdo al cuadro 9.85.2.957 m2 es 47. por lo que el caudal seria 46 + 47. Por lo que el orificio de la malla debe ser (1/10) del diámetro del emisor.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional garantiza que el caudal de operación sea el adecuado para garantizar la fuerza centrífuga necesaria para la separación de los sólidos. El área de filtrado necesaria para el caudal del sistema.85 =93. 0. de acuerdo al caudal y entrando al cuadro 9.66 y Ø de poro de 0. Para un diámetro de 1/7 del emisor se tiene que: Se selecciona del cuadro 9. es decir. 6 117.8 34.4 54.3 68.8 109.6 3 0.8 9.86 115.1 668.2 69.4 102.82 2.92 68.1 109.4 27.6 136.4 556.8 417.6 68.6 92.44 1.4 91.4 41.2 34.1 125.6 104.8 326.6 17.1 62.4 72.2 163.6 109.7 334.2 27. Relación área vs caudal en tanques de filtración Tanques Caudal según calidad del agua [m3h-1].4 78.8 61 76 91 122 8 2 3 1.2 14.11.6 117.4 417.57 0.8 22.3 40.2 15. 2 Área [m ] Diámetro Cantidad Limpia Media Sucia Residual [cm] 2 0.2 235.6 46.48 4.4 167 222.8 54.64 38.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional Cuadro 9.96 13.8 139.6 52.14 1.32 3.2 313.2 208.7 82.6 81.2 208.91 1.1 38.9 235.4 57.8 78.8 188.6 376.48 28.84 2.6 835.9 163.3 58.96 2.9 94.1 25.6 157.8 157.2 39.96 57.2 45.3 111.8 278.2 51.71 2.4 43.2 54.4 28.3 87.8 470.7 25.8 4 6 8 2 3 4 6 8 2 3 4 6 8 2 3 4 6 8 1.64 6.4 104.62 3.92 0.73 5.8 54.93 7.5 92.4 139.6 278.4 78.2 36.4 12.6 19.31 1.36 1.8 34.2 46 6 0.2 185.7 65.4 30.4 131 261.8 23 19.4 139.28 0.6 81.6 Universidad Autónoma Chapingo 215 Departamento de Irrigación .32 19.4 4 0.3 76.2 217.2 51. A. en m2.4 a 0. Filtros de anillos El diámetro del microaspersor es de 0.4 kgcm-1. es decir.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN Tesis Profesional 9.94 mm.3.5. Para calcular el área necesaria (A). área efectiva.12 se elige un filtro de 3‖ para un caudal de 50 m 3h-1 y una área de filtrado de 2 000 cm2 suficiente para cumplir lo calculado y una pérdida de 2.12 Modelos y especificaciones de modelos comerciales de hidrociclones Universidad Autónoma Chapingo 216 Departamento de Irrigación .094 mm. velocidad de paso de agua a través del orificio que va de 0. área necesaria. Color del anillo de disco y pérdida de carga en función del caudal En función del área necesaria (750 cm2) y de acuerdo a modelos comerciales presentados en el cuadro 9.9 ms-1. se debe considerar el área efectiva de paso en el anillo que de acuerdo: donde: Ae. en m2. 0. Vp. por lo tanto: Figura 9.17. Cuadro 9. Por lo que el orificio de la malla debe ser (1/10) del diámetro del emisor. se determina cual es el filtro que mejor funciona en el sistema. 9.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN 9. 9. resultado que se refleja en la vida útil de los emisores del sistema de riego. 4) Caracterice los filtros existentes en los campos experimentales de la UACH que tengan riego por goteo.6. de los diferentes equipos comerciales.7. 3) Discuta cuales son los factores a considerar en la selección del tipo de filtro. De igual manera se seleccionó dos filtros de arenas de 91 cm y un gasto mayor al del sistema por lo que se consideró el gasto de retrolavado.4 a 0.8.34 se procedió a obtener el área total de la malla por lo que se seleccionó un filtro de malla de diámetro nominal 3‖ y gasto de filtración de 50 m3h-1. Tesis Profesional DISCUSIÓN DE RESULTADOS De acuerdo al gasto del sistema se procedió a seleccionar un hidrociclon comercial mediante el caudal óptimo del mismo dando como resultado un hidrociclón de 4‖. CUESTIONARIO 1) Explique qué aspectos se toman en cuenta en la selección del filtro. es necesario conocer el gasto y la calidad del agua. De acuerdo a los objetivos se discutieron las características de cada tipo de filtro y de que depende su funcionamiento que es lo que influye en el mantenimiento de los mismos. CONCLUSIONES Para seleccionar el equipo de filtrado para un sistema de riego.9 ms-1 (0. Universidad Autónoma Chapingo 217 Departamento de Irrigación . 2) De que depende el mantenimiento de los filtros.5 ms-1 ) se obtuvo una área efectiva de filtración y considerando el factor 0. Tomando en cuenta el gasto y la velocidad de entre 0. R. Riego Localizado (2ª ed.. López J. Fisicoquímica y microbiología de los medios acuáticos: Tratamiento y control de calidad de aguas.). Colombia. (1997). (2001). Introducción a la teoría y práctica de la técnica de membranas. Rodríguez L. España. Universidad Autónoma Chapingo 218 Departamento de Irrigación . P.9.2ª Ed. Marín G. J. Riego Localizado. Editorial Mundiprensa. España. J. Editorial Díaz de Santos. y Hernández A. Tesis Profesional BIBLIOGRAFÍA Gustav S. R. España. Ponencias. (2003). Madrid. Mundi-prensa. Eds.. Madrid.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FILTRACIÓN 9. (1997). La fertirrigación propiamente dicha.  Cada planta en el campo recibe los nutrientes en forma exacta.1. 2002). etc. Universidad Autónoma Chapingo 219 Departamento de Irrigación . aplicación casi uniforme. al comienzo de las unidades de riego. elementos de calibración y control y un sistema de retención para evitar flujo inverso en la red.2. A. 10. siendo un sistema muy eficiente de fertilización que permite la realización de un abonado racional (Cadahia. 10. EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN 10. Ventajas Mayor eficiencia:  Mejor distribución y mayor uniformidad en la aplicación de los materiales como consecuencia de ser aplicados disueltos en el agua de riego. es la técnica de abonado que más ventajas asociadas conlleva. 2005).1. un depósito para productos químicos. El equipo de inyección se suele ubicar en el cabezal. antes de los filtros de malla o en campo. Ventajas y limitaciones Los beneficios de aplicar los fertilizantes y otras sustancias químicas a través del sistema de riego son ampliamente reconocidos (Nathan. ASPECTOS TEÓRICOS DE FERTIRRIGACION La aportación de productos químicos al agua en sistemas de riego a presión. Los elementos que precisan los equipos más completos son un inyector.  La penetración al suelo es mejor y más rápida.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional 10. OBJETIVOS Caracterizar tanto el proceso de fertirrigación como los equipos de inyección de fertilizantes para generar criterio para su selección y manejo. incorporación de cantidades precisas en el momento adecuado.2. es hoy día una técnica muy extendida que presenta ventajas evidentes: reducción de mano de obra. Control y dosificación:  Se pueden aplicar cantidades exactas de fertilizante a través de sistemas de control automáticos.  Existe la posibilidad de controlar el proceso en forma absoluta. Los micronutrientes son sustancias caras y.  La posibilidad de dividir la dosis recomendada en pequeñas porciones puede reducir la cantidad total de fertilizantes aplicados.  La fertirrigación se adapta fácilmente a sistemas de control de riego automáticos.  En sistemas de riego por goteo.  Esta reducción en las pérdidas se debe a una reducción de la lixiviación por efecto de fuertes lluvias por debajo del sistema radicular de la planta. cuajado. se puede incrementar la disponibilidad de los mismos en forma significativa. por ejemplo. las pérdidas de nitrógeno por volatilización.  La fertirrigación permite aplicar los nutrientes según las necesidades del cultivo. En Universidad Autónoma Chapingo 220 Departamento de Irrigación .  La posibilidad de adaptar la nutrición a las distintas etapas del desarrollo fenológico del cultivo. etc. de esta manera se incrementa la disponibilidad de los nutrientes. Este tratamiento puede reemplazar las aplicaciones foliares. Control de profundidad y momento de aplicación:  Las frecuentes aplicaciones en pequeñas dosis evita la pérdida de fertilizantes. especialmente en suelos marginales. como la floración. lo que permite la aplicación de micronutrientes a través del sistema de riego. debido a que el sistema moja una pequeña porción del terreno solamente. crecimiento vegetativo.  Las pérdidas de nutrientes desde la superficie del suelo serán inferiores. la fertirrigación constituye una obligación.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN  Tesis Profesional La posibilidad de dividir la dosis anual de los fertilizantes en muchas porciones. posibilitando modificar la relación entre ellos. lo que incrementa la exactitud. por medio de la aplicación continua y repetida en pequeñas porciones durante un periodo de tiempo prolongado. según un programa pre-establecido. Ahorro de mano de obra y comodidad:  La operación de los sistemas es rápida y cómoda. Compactación del fertilizante:  No se necesita conducir tractores que arrastren aparatos pesados para la dispersión de los fertilizantes. es importante aplicar el fertilizante hacia el final del ciclo de riego. B.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional muchas zonas tropicales. Es importante advertir en forma visible tanto a los trabajadores como a los transeúntes del peligro de beber de esta fuente de agua. lo que incrementa los rendimientos. posibilitando el cultivo en suelos marginales. Universidad Autónoma Chapingo 221 Departamento de Irrigación .  Existen situaciones en las cuales.  La fertirrigación permite mantener un nivel nutritivo adecuado en suelos pobres. la posibilidad de controlar la profundidad y el momento de aplicación evita que sustancias químicas contaminen las aguas subterráneas. se practica la fertirrigación con este objetivo únicamente. dependiendo del tipo de suelo. Limitaciones y precauciones Toxicidad:  Muchos sistemas de riego están ligados a sistemas de agua potable. El agua que contiene sustancias químicas no debe ser bebida por seres humanos ni por animales.  La quimigación ahorra mano de obra y energía.  Una sola persona puede operar todo el sistema desde un cabezal. Asimismo es necesario que una fuente de agua potable esté disponible. con baja capacidad de retención de nutrientes. para evitar la lixiviación.  No se necesita maquinaria especial para la aplicación de los fertilizantes.  Además.  Se evitan los daños de compactación de suelos. fertilizante y cultivo. lo que aumenta el riesgo de las precipitaciones.  Tanto el sistema de inyección como el de riego. con el fin de reducir al mínimo la misma. Por ejemplo. Los fertilizantes que no sean fácilmente solubles. no se adaptan a esta tecnología. Adaptabilidad del fertilizante: La fertirrigación exige el uso de fertilizantes líquidos.  Muchos fertilizantes causan un incremento en el pH del agua de riego. lo que causa la precipitación de carbonato de calcio y de magnesio. Universidad Autónoma Chapingo 222 Departamento de Irrigación . etc. Peligro de corrosión:  La corrosión de los componentes del sistema puede ser un problema serio. deben estar hechas de materiales resistentes a la corrosión.  Los fertilizantes fosfatados. las fuentes comunes de cloro son agentes oxidantes. Interacciones entre las sustancias inyectadas y el agua de riego:  Todas las sustancias a inyectar en el sistema de riego deben ser evaluadas para determinar si causarán alguna reacción química indeseada. cuando no se emplean sistemas exactos de monitoreo del riego. deben ser lavados cuidadosamente después de cada inyección (no con ácidos ni cloro). debido a que el exceso de agua conteniendo sustancias químicas puede llegar a las aguas subterráneas. puede constituirse en una limitación.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional Contaminación de aguas subterráneas: Lo que antes fue mencionado como una ventaja. Todos los fertilizantes son corrosivos hasta cierto punto. al igual que la de óxidos de hierro. o sólidos solubles. tales como super-fosfato pueden reaccionar con el calcio presente en el agua de riego y precipitar. Todas las partes que entran en contacto con soluciones concentradas y/o con sustancias químicas inyectadas.  Se depende del correcto funcionamiento del sistema.2. los principios en que se basa el funcionamiento del equipo y la fuente de energía. razón por la cual la inversión inicial es alta.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional Requerimientos de seguridad:  Muchos fertilizantes causan una reacción ácida fuerte. Se requiere un funcionamiento correcto de todos los componentes del sistema:  Si uno de los componentes del sistema no está operando correctamente. Universidad Autónoma Chapingo 223 Departamento de Irrigación . Clasificación de equipos La forma en que produce la incorporación de producto químico. Inversión inicial elevada:  Se requieren muchos accesorios para el fertirriego. a un flujo principal (Manzano. 2008). el proceso no está funcionando apropiadamente. Existen soluciones específicas para cada uso donde se presente la necesidad de incorporar gases. Equipos de inyección La gama de sistemas y dispositivos de inyección en corrientes a presión es muy variada. líquidos e incluso sólidos. Este dispositivo tiene un doble propósito: previene el flujo del agua de riego en sentido inverso con o sin sustancias químicas. 10. permiten su clasificación desde estos tres puntos de vista (Manzano.  El equipo de fertirrigación debe estar equipado con un dispositivo de prevención de flujo hacia atrás.2. 2008). razón por la cual es necesario tomar las debidas precauciones en su manejo. y quiebra el sifonaje hacia atrás que pueda ocurrir si el sistema falla o se cierra. Los dispositivos de inyección actualmente utilizados.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional Atendiendo a la forma de realizar la inyección  Caudal de inyección constante o casi constante. Bombas inyectoras Pueden ser accionadas con energía eléctrica o hidráulica y es el sistema que permite la inyección más uniforme. La solución madre se incorpora a la corriente de riego creando una diferencia de presión entre esta y el depósito de almacenamiento de aquella. A. Según la fuente de energía usada  De accionamiento hidráulico. por tanto. independiente del caudal de la red de riego. utilizando este tipo de energía. La solución madre se incorpora a la corriente de riego mediante una bomba. Según los principios de funcionamiento  Inyección por diferencia de presión. utilizando parte de la energía de la corriente de riego.  Inyección por bombeo. variable con este. incluidos en uno o más de los anteriores grupos.  Caudal de inyección proporcional al de la red de riego y. especialmente las de accionamiento eléctrico.  De accionamiento eléctrico. son:  Bomba inyectora (caudal constante o proporcional y de accionamiento hidráulico o eléctrico)  Tanque fertilizante (caudal constante creado por una diferencia de presión y de accionamiento hidráulico)  Venturi (caudal variable creado por una diferencia de presión y accionamiento hidráulico). pero el Universidad Autónoma Chapingo 224 Departamento de Irrigación . en h-1. en dm.1. figura10. Figura 10. en estas bombas volumétricas. radio del pistón. R. Número de ciclos aspiración-impulsión. Los motores eléctricos son de baja potencia (de 0. con saltos bruscos al final de cada carrera. carrera del pistón o desplazamiento horizontal. pudiendo regularse la inyección entre el 10 y el 100 % del caudal máximo. mientras que las hidráulicas son siempre de desplazamiento positivo.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional más caro. C. N. en dm. dotados de movimiento alternativo. Se fabrican para caudales desde algunos a varios miles de lh-1. Universidad Autónoma Chapingo 225 Departamento de Irrigación . con una presión de inyección entre 2 y 18 atmósferas. Para bajos caudales de inyección se utilizan las inyectoras electromagnéticas.1 Esquema de funcionamiento de inyectora eléctrica El caudal inyectado por una bomba de pistón viene dado por la siguiente expresión: Q  NR 2 C (10. En general. La cámara o cilindro dispone de entrada y salida. El caudal inyectado se regula variando el recorrido del elemento impulsor (volumen efectivo del cilindro). mediante un dispositivo accionado manual (tornillo micrométrico) o automáticamente. el elemento impulsor es un émbolo o una membrana.2 se presenta un esquema genérico de instalación. en lh-1. Es un sistema fácilmente automatizable y no causa pérdidas de carga en la corriente principal. en el interior de una cámara. Caudal. ambas con sendas válvulas antiretorno. Las bombas eléctricas son de desplazamiento positivo o rotodinámicas. En la figura 10.05 a 0. la inyección se produce en forma de flujo discontinuo.  Inyectoras eléctricas En las de desplazamiento positivo. en las que el movimiento alternativo del pistón o membrana es proporcionado por un solenoide.5 kW en modelos normales) y generalmente alimentados por corriente alterna.1) donde: Q. Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional Figura 10.2 Esquema instalación de inyectora eléctrica Las bombas centrífugas, accionadas por motor eléctrico, también tienen aplicación como inyectoras. En algunos casos ha de recurrirse a bombas centrífugas y variadores de frecuencia. Dado que la inyección debe hacerse para alcanzar una determinada concentración en la red de riego, es imprescindible la regulación del caudal inyectado. La inyección con bombas centrífugas requiere, en cualquier caso, que la altura manométrica suministrada sea superior a la del punto de inyección. Una variante, usando bombas centrífugas, figura 10.3, consiste en la conexión de la tubería procedente del depósito de fertilizante a la aspiración de la bomba principal. En este sistema se puede producir una inyección excesivamente rápida con problemas asociados de mala distribución (Manzano, 2008). Figura 10.3 Inyección en aspiración de la bomba principal  Inyectoras hidráulicas Las inyectoras hidráulicas, figura 10.4, utilizan la energía de la red para su funcionamiento. De nuevo se trata de bombas de desplazamiento positivo de membrana o pistón. Su instalación suele ser en by-pass con la conducción principal, y el caudal inyectado proporcional a la presión disponible a la entrada que, en consecuencia, se ve afectado por las variaciones de presión en la red (Manzano, 2008). Universidad Autónoma Chapingo 226 Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional Figura 10.4 Esquema genérico de funcionamiento de una inyectora hidráulica El caudal inyectado Q, esta dado por la expresión: Q  n (10.2) donde:  , volumen por embolada, en m3; n, emboladas por unidad de tiempo. La regulación del caudal inyectado se realiza, habitualmente, ajustando la presión de entrada y variando de este modo el número de emboladas por unidad de tiempo. El rango típico en riego varía entre 20 y 300 [lh -1], existiendo modelos de hasta 3000 [lh 1 ], no usuales en fertirrigación. Requieren una presión mínima de funcionamiento en torno a 1 o 2 [kgcm-2] en la mayoría de los modelos para riego. El empleo de bombas hidráulicas está bastante extendido, siendo adecuadas en instalaciones de superficies medias en las que no se dispone de energía eléctrica. La instalación típica de estas bombas se muestra en la figura 10.5. Figura 10.5 Esquema de instalación de una inyectora hidráulica Universidad Autónoma Chapingo 227 Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN  Tesis Profesional Otras bombas Excepcionalmente pueden encontrarse bombas de engranajes y bombas peristálticas. Las primeras aseguran un flujo constante en función de la velocidad de giro y las segundas caudales inyectados a partir de unos 10 [lh-1]. B. Tanque de fertilizante Se trata de depósitos metálicos de acero inoxidable, tratados con anticorrosivos, o de poliéster reforzado con fibra de vidrio, de forma cilíndricas y dotadas de cierre hermético. Se instalan en paralelo a la tubería principal y una vez cerrados y conectados a la instalación se alcanza en ellos la misma presión que en la red de riego. Han de soportar por tanto las presiones que en ella se presentan. La presión de trabajo está comprendida preferentemente entre 3 y 6 atmósferas y su capacidad oscila entre 20 y 400 litros. El tanque, figura 10.6, posee dos tomas, una de entrada y otra de salida, conectadas a la red en dos puntos próximos pero separados por una válvula que crea una diferencia de presión para que parte del agua circule por el tanque. En su interior se colocará el abono en forma líquida o sólida para disolverse a continuación, formándose la solución fertilizante. La diferencia de presiones que debe provocarse es de 1 a 5 m.c.a. (Arviza, 2001). Figura 10.6 Esquema de instalación y funcionamiento de un tanque de inyección El agua debe entrar por la parte inferior del tanque de manera que hasta su salida por la parte superior, favorezca la disolución del fertilizante. Al ir saliendo fertilizante va disminuyendo la concentración en el tanque (figura 10.6) y consecuentemente en el agua de riego. La ley que liga la concentración con el tiempo (Montalvo, 2007) es: Universidad Autónoma Chapingo 228 Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional Ct  C 0 e  Qt  (10.3) donde: Ct, concentración en el instante t; C0, Concentración inicial; Q, caudal de entrada (y salida); t, tiempo de inyección; V, volumen del tanque, en m3. Figura 10.7. Evolución de la concentración en un tanque de 200 l De esta ley, representada en la figura 10.7, puede deducirse que el tiempo requerido para aplicar todo el fertilizante tiende a infinito, puesto que Ct va disminuyendo con el tiempo y no es práctico tratar de aplicar más del 98 % del fertilizante inicial; es decir: Ct C 0 Ct  C0  0.98C0  0.02C0  Ct  0.02 C0 (10.4) Despejando de la formula anterior se tiene: ln 0.02  3.91   Qt 3.91 Q   t (10.5) Caudal que debe llegar al tanque, de volumen , para inyectar el 98% de fertilizante en un tiempo t. Universidad Autónoma Chapingo 229 Departamento de Irrigación Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional C. Inyector Venturi La Norma ISO15873:2002. Irrigation equipment. Differential pressure venturi fertilizer injectors, define el ―inyector Venturi de presión diferencial‖ como un dispositivo cuyo funcionamiento consiste en introducir una corriente a presión de agua de riego a través de un conducto, incrementando la velocidad y reduciendo la presión, para arrastrar un líquido aditivo a través de una tubería de succión y mezclando el aditivo con la corriente de agua de riego e incorporarlo al exterior del elemento. El inyector Venturi, así denominado en honor al italiano Giovanni Battista Venturi (1746- 1822), consta de tres partes, figura 10.8: una convergente (tobera), seguida de otra de sección constante (garganta), para terminar en una expansión gradual (difusor). Figura 10.8 Esquema de inyector Venturi Al producirse una reducción gradual del diámetro, desde la tobera de entrada hasta la garganta, tiene lugar un aumento de la velocidad con la consiguiente disminución de la presión. Si el caudal que circula es suficientemente grande, la presión en la garganta llega a ser negativa y si a ella se conecta una conducción hasta un depósito abierto con solución fertilizante, se establecerá un flujo entre depósito y garganta. Su funcionamiento, por tanto, depende de la presión y caudal de alimentación, hecho del que, como se indica más adelante, deriva el principal problema de este inyector. La figura 10.9, muestra el esquema de instalación básico, incluyendo la posibilidad de automatización y la figura 10.10 ilustra algunos montajes propuestos por la Norma ISO 15873:2002, pudiéndose ver en todos ellos que el principio de funcionamiento es el anteriormente descrito. Las instalaciones A y B son los más comunes. Universidad Autónoma Chapingo 230 Departamento de Irrigación propone el uso de dos inyectores. Universidad Autónoma Chapingo 231 Departamento de Irrigación .11. denominada Venturi duplo se consigue aumentar el caudal inyectado y con menores pérdidas que si se emplease un único Venturi. figura 10.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional Figura 10. estando este último conectado entre la entrada y la garganta del principal. quien realiza la aspiración. El inyector secundario debe ser de menor diámetro que el principal.10 Instalaciones típicas de inyectores Venturi Un tipo de conexión más compleja. para tener las citadas ventajas. uno principal y otro secundario.9 Esquema básico de instalación de un inyector Venturi Figura 10. Con este tipo de instalación en cascada. 1990).Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional Figura 10.a. e) Hay riesgo de cavitación con la consiguiente erosión. especialmente si el material es plástico. que no requiere aporte externo de energía eléctrica. Las pérdidas que produce un inyector son como mínimo el 30% de la presión de entrada (Dorota. aguas abajo de la garganta. b) La gran caída de presión inherente a las pérdidas de carga. necesarias para generar una presión negativa. sin partes móviles.11 Esquema de Venturis en paralelo Ventajas e inconvenientes del inyector Venturi Es un sistema robusto y el más barato. provocan erosión variando su diámetro y alterando las características de funcionamiento del Venturi. superando incluso el 60 % según la información suministrada por algún fabricante. Universidad Autónoma Chapingo 232 Departamento de Irrigación . en la garganta con elevadas diferencias de presión entre entrada y garganta. dependido del nivel en el depósito de la solución madre y de las fluctuaciones de presión en la red. la solución fertilizante se sitúa a una cota inferior al inyector. se traslada a los emisores.. para que comience la aspiración. f) El caudal inyectado no es constante. igual que los tanques de fertilización e inyectoras hidráulicas. d) Las elevadas velocidades en la garganta. c) Cuando la superficie libre de la solución madre está próxima a la entrada del tubo de aspiración. se facilita la entrada de aire en la red de riego. Como inconvenientes se pueden citar los siguientes: a) En la práctica. et al. siendo preciso crear presiones de hasta -2 m.c. disminuyendo su caudal durante la inyección y teniendo que alargar el postriego. y por supuesto en el precio. caudal . etc.(*) .2.(*) Uso de fertilizantes líquidos + + + Alta Baja Alta Ninguna Media Buena Control del Volumen Bueno Medio Bueno Pérdida de presión Baja Muy Alta Ninguna Automatización Baja Media Alta Precio Bajo Medio Alto Velocidad de descarga Control de la concentración (*) Requiere uso de fertilizantes líquidos o preparar una solución disolviendo fertilizantes sólidos.1).3. Las consideraciones más importantes son:  Volumen y capacidad del equipo: Tomar en cuenta la cantidad de solución que el tanque del equipo puede contener y el caudal proporcional y total que puede introducir en la red de riego. Pueden utilizarse equipos altamente sofisticados y automatizados o un simple tanque de derivación de flujo o de arrastre. Estos valores se determinan de acuerdo con los turnos de riego y dosis de fertilización. y deben considerarse minuciosamente todos los factores para adoptar la decisión correcta (cuadro 10. Universidad Autónoma Chapingo 233 Departamento de Irrigación . Por lo tanto. condiciones de abastecimiento del agua (presión. Cuadro 10. posibilidades y limitaciones.tiempo). red de agua. las condiciones y necesidades son diferentes en cada caso.  Fidelidad de funcionamiento: Considerar la precisión del equipo y su resistencia en condiciones de campo es compatible con las necesidades de prestación y el tiempo de amortización de la inversión.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN 10. Tesis Profesional Consideraciones en la elección de un equipo Existen en el mercado gran variedad de equipos que se diferencian en las cualidades.1 Comparación de Sistemas de fertilización Arrastre Inyector Venturi Bomba dosificadora Facilidad de manejo Alta Media Baja Uso de Fertilizantes sólidos + . hidráulicos o eléctricos.6) donde: q. descarga del inyector.  Movilidad: En el campo. Actualmente hay gran diversidad de estos equipos automáticos en serie. área. dosis fertilizante. Cálculo de capacidad del tanque: El volumen mínimo de solución fertilizante en el tanque para fertilizar durante un solo turno de riego. volumen en l. área. motores diesel ó tractor. se calcula por medio de la ecuación10. A. duración de la fertilización. Para calcularlo usamos la ecuación 10. lha-1.7) donde: V. dosis de fertilizante. Df. en ha. A. las unidades de riego pueden ser numerosas. Df. en ha. Universidad Autónoma Chapingo 234 Departamento de Irrigación .  Disponibilidad de tipos de fertilizantes: Algunos sistemas admiten el uso directo de fertilizantes sólidos. Red de agua con buena presión. El costo anual debe incluir el precio de compra. t.  Automatización: La posibilidad debe considerarse para el presente o un futuro.7: (10. la vida útil del equipo y su mantenimiento. en h.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN  Tesis Profesional Fuente de energía disponible: Para la introducción del fertilizante en la red de riego: Electricidad rural. Todo elemento mecánico o eléctrico se desgasta con el uso y el servicio que suministra el fabricante o el agente debe considerarse con suma atención.  Servicio y costo. en esos casos es útil prestar atención a la posibilidad de contar con un equipo móvil. alejadas y diversas. Los factores a tener en cuenta son los siguientes (Nathan. 2005): Descarga del inyector: Conocer la capacidad de inyección del inyector es muy importante para poder calcular el volumen de solución a inyectar en el sistema de riego durante un tiempo determinado.6: (10. mientras que otros requieren disolverse previamente o el uso de fertilizantes líquidos. en lha-1. en lh-1. Q. sin necesidad que el operador intervenga. Energía Se necesita una fuente de energía para poder inyectar. Operación Se debe entrenar al operador debido a la complejidad y sofisticación de parte del nuevo equipo. es decir suministrada por la presión del sistema de riego. calculada por medio ecuación10. en lh-1. en %.8. concentración de la solución fertilizante en el sistema de riego. descarga del inyector. q.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional Confiabilidad y exactitud Es importante asegurarse que el equipo opere en la forma deseada. eléctrica o ser suministrada por un motor de combustión interna. en lh-1. Tasa de dilución o concentración de solución fertilizante Se trata de la relación (en porcentaje) entre el volumen de la solución fertilizante concentrada y el volumen total de la solución final. La elección dependerá del precio y disponibilidad. Esta energía puede ser hidráulica. (10. Universidad Autónoma Chapingo 235 Departamento de Irrigación . descarga del sistema de riego. Adaptabilidad a la automatización El equipo seleccionado debe incluir la opción de ser automatizado en el futuro Otras aplicaciones El equipo puede ser usado para otras aplicaciones tales como inyección de ácidos para tratar el sistema de riego y evitar precipitaciones que tapan los emisores.8) donde: Fc. Precio Este se expresa como el gasto anual basado en el costo de adquisición. el área a fertilizar (A. m3) se necesita conocer la solubilidad de los fertilizantes en agua (sol. Esta capacidad debería ser suficiente para fertilizar un área de un turno de riego completo sin necesidad de rellenado.4. deben resistir la presión y la corrosión. mantenimiento y vida útil del equipo. supervisados por instituciones acreditadas que operen bajo estándares reconocidos. Estándares Es necesario asegurarse que todos los accesorios sean producidos por fabricantes confiables. 10. 2005). Experiencia de campo Es esencial que el equipo seleccionado tenga abundante experiencia en el campo. ha). el sistema de riego debe ser manejado apropiadamente. kgm-3). Tanto el intervalo como la lámina de riego deben ser determinados utilizando procedimientos científicos. de construcción y capacidad adecuada para suministro de fertilizantes. Los tanques. etc. oscilan usualmente entre volúmenes de 50 a 1000 litros. la cantidad de fertilizante a aplicar (Q. kgha-1) y el número de aplicaciones entre recargas sucesivas (n): V = n Q x A/sol. Cualquiera de los sistemas requieren de un tanque. Universidad Autónoma Chapingo 236 Departamento de Irrigación . la disponibilidad de repuestos. sino que traerá como consecuencia el lavado de sustancias químicas y de nutrientes necesarios para el sistema radicular.2.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional Garantía y servicio Es importante considerar la garantía y el tipo de servicio suministrados por el fabricante y/o distribuidor local. Para elegir el volumen adecuado (V. sea previamente diluido o para colocar directamente el fertilizante sólido. Las aplicaciones de sustancias químicas deben ser planeadas según el calendario de riego y no viceversa (Nathan. Manejo de la fertirrigación Para que la fertirrigación sea eficiente. La aplicación de un exceso de agua a la planta no solo constituye un uso ineficiente de este recurso. 12: (10. concentración del nutriente en el fertilizante. dosis fertilizante (por peso). dosis fertilizante (por peso). Determine la cantidad de fertilizante deseada a aplicar por unidad de terreno. Fw. dosis fertilizante (por volumen). A.12) donde: Ft. peso específico de la solución fertilizante. Fw. Nw. en l o kg. Sw. Fv. dosis fertilizante (por peso). 3. Determine la cantidad total de fertilizante requerida para un solo turno. en kgha-1. en %. dosis nutriente (por peso). en ha.10: (10. dosis fertilizante (por volumen).Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional A. 2. en lha-1. en kgha-1. en hectáreas o en cualquier otra unidad. se emplean la ecuaciones 10. equipo y cálculos exactos para alcanzar la tasa de aplicación apropiada.9: F (10. Cuando una cierta cantidad de fertilizante será aplicada en un solo turno de riego. en kgha-1. Calibración La calibración de los sistemas de fertirrigación es relativamente fácil. en kgl-1.11 y 10. Universidad Autónoma Chapingo 237 Departamento de Irrigación . En el caso de que la recomendación fue dada en kilos de nutriente por hectárea. fertilizante por turno de riego. en kgha-1. área fertirrigada en un solo turno de riego. Determine el volumen deseado de fertilizante a aplicar por unidad de terreno por medio de la ecuación10. Determine el área a ser regada/fertirrigada. emplearemos la ecuación 10. La calibración incluye varias etapas básicas: 1.10) donde: Fv. sin embargo requiere tiempo.11) (10. 4.9) donde: Fw. en kgha-1. independientemente del momento de la inyección y de la relación de dilución. Nc. Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional B. en l. Descarga del tanque fertilizante Debido a que el volumen de agua que tiene que pasar por el tanque fertilizante para inyectar el fertilizante diluido es de 4 veces el volumen del tanque. solución fertilizante a ser inyectada durante un turno de riego. descarga del tanque. concentración del nutriente en el agua de riego. Ft. descarga del inyector. C. entonces: (10.14) donde: q. en lh-1. descarga del sistema de riego.15) donde: q. t. concentración del nutriente en el fertilizante. en grm-³. E.13) donde: q. descarga del inyector. en h. concentración del fertilizante (por volumen). en l de fertilizante por m-3 de agua. Fc(v). duración de la fertilizante. Nc(w). en lha-1. en h. lh-1. Descarga del inyector (hidráulico o eléctrico) (10. en m³h-1. concentración del fertilizante (por peso). Descarga del inyector para dosificación cuantitativa La descarga requerida se calcula de la manera siguiente: (10. Q. duración de la fertirrigación. en ppm. el cálculo se hace de la manera siguiente: (10. t. Peso de fertilizante sólido por metro cúbico de agua de riego Cuando se dan las recomendaciones en ppm (partes por millón). Universidad Autónoma Chapingo 238 Departamento de Irrigación .16) donde: Fc(w). Nc. volumen del tanque. Tv. en l. en %. D. Sw. descarga del sistema de riego. en m³ h-1. Porcentaje de dilución de la solución fertilizante (10. G. en gr cm-3.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional F. tasa de descarga. en lm-3. Qr. la tasa de descarga de ambos será: (10. Volumen de fertilizante líquido por metro cúbico de agua de riego Se calcula de la misma forma como el anterior. concentración del fertilizante (por volumen). D.19) donde: D. en %. tasa de descarga. el peso específico. Nc(v). H. peso específico de la solución fertilizante. volumen de fertilizante por turno de riego. concentración del fertilizante (por volumen). en lh-1. concentración del nutriente en el fertilizante. q. descarga del inyector.18) donde: Qr. en lm-3. en l. porcentaje de dilución. ppm.20) donde: Ft. en %. en lm-3. Q. (10.17) donde: Fc(v). sin embargo. Tasa de descarga de la solución fertilizante Cuando la tasa de descarga del sistema de riego y de la bomba son constantes. además. Tv. I. cuando se usa un fertilizante líquido debemos tomar en cuenta. en l o kg. volumen del tanque. Universidad Autónoma Chapingo 239 Departamento de Irrigación . en %. porcentaje de dilución. en concentración del nutriente en el agua de riego. Nc. Volumen del fertilizante en el tanque fertilizante (litros) El volumen de fertilizante por turno de riego se calcula por medio de la ecuación 20: (10. en lm-3. Fc(v). En un cabezal central La elección entre las diferentes alternativas depende. en general. 2. En el cabezal de la parcela: Esta es una ubicación ideal para unidades de inyección pequeñas. de factores económicos y locales.2. El costo de la unidad es relativamente bajo. Al inicio de una tubería de distribución. Universidad Autónoma Chapingo 240 Departamento de Irrigación .3. cuando sirve un área grande. Al inicio de una tubería de distribución: Esta alternativa constituye una situación intermedia entre el caso anterior y el siguiente.1. Para poder decidir se deben tomar en cuenta las siguientes consideraciones: 1. Tiene la ventaja de ahorrar trabajo. no obstante.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional 10. si bien es cierto que el costo de inversión inicial puede ser inferior. o en una derivación de la tubería principal 3. En el cabezal de la parcela 2. En el cabezal central: Este caso es más económico pese a ser relativamente grande y a su alto costo inicial. si se necesitan varias unidades para fertigar varias parcelas. Si se consideran unidades transportables. Ubicación del equipo El equipo usado para la fertirrigación debe ser instalado en una de las ubicaciones siguientes: 1. 3. DESCRIPCION DE EQUIPOS Y MATERIALES 10. el costo total puede ser más elevado que el de una unidad central ubicada en el cabezal principal. y se adapta a la automatización. el costo de la mano de obra y de la automatización puede ser demasiado elevado. Su limitación principal es su falta de exactitud cuándo diferentes parcelas deben regarse simultáneamente a diferentes tasas de fertirrigación. Esta situación se adapta a cultivos de campo. y varios microelementos. b) Fertilizantes sólidos Pueden venir en forma granular o en polvo. 5-3-8. pero es incompleto. Tesis Profesional Fertilizantes usados en Fertirrigación 1. Los fertilizantes incompletos contienen uno o dos de los tres elementos mencionados arriba. por ejemplo 7-3-7. por ejemplo el 20-20-20. Los fertilizantes completos contienen nitrógeno. pueden ser simples o compuestos. y varios microelementos. Por ejemplo. etc. Los fertilizantes compuestos son mezclas de dos o más componentes. Al igual que los líquidos. fósforo y potasio. preparadas para uso inmediato en todos los métodos de fertirrigación. tienen que ser completamente solubles. o el mono-potasio fosfatado (MKP). A veces los fertilizantes pueden contener otros nutrientes tales como magnesio.3. por ejemplo el ácido nítrico. por ejemplo el sulfato de amonio. Por ejemplo el mono-amonio-fosfatado (MAP). Estructura química: Los fertilizantes usados en fertirrigación aparecen en dos estados diferentes:  Sólidos solubles  Soluciones a) Soluciones fertilizantes Son soluciones verdaderas. A veces los fertilizantes pueden contener otros nutrientes tales como magnesio. Los simples están compuestos de un sólo componente químico. Los fertilizantes compuestos pueden ser completos o incompletos. fósforo y potasio. Los fertilizantes compuestos contienen dos o más componentes químicos. Los fertilizantes líquidos pueden ser simples o compuestos. Los fertilizantes incompletos contienen uno o dos de los tres elementos mencionados arriba. el fosfato de amonio (8-24-0) es un fertilizante compuesto. Los completos contienen nitrógeno. Los fertilizantes simples están compuestos de un solo componente químico.2. el ácido fosfórico. o 18-18-18 (expresado como N-P2O5-K2O). Universidad Autónoma Chapingo 241 Departamento de Irrigación .Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN 10. (expresado como N-P2O5-K2O). Los fertilizantes compuestos pueden ser completos o incompletos. la tasa de inyección debe ser incrementada proporcionalmente. mayor la solubilidad. Muchos fertilizantes líquidos precipitan en invierno.2 Influencia de la temperatura sobre la solubilidad de algunos fertilizantes (gramos de fertilizante en 1 litro de agua destilada) Los datos en el cuadro 10. Los de baja solubilidad no pueden ser usados en la fertirrigación. esto significa que la solución está sobresaturada y el exceso de sal precipita. generalmente en un 20 % antes de la caída de las temperaturas.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional 2. cuanto más elevada la temperatura. se debe diluir el fertilizante. Interacción de sustancias químicas inyectadas con el agua de riego Es necesario evaluar todas las sustancias químicas a ser inyectadas en el agua de riego para determinar si se va a producir alguna reacción química. Color El color de la mayoría de los fertilizantes sólidos es blanco a gris. Debido a que el fertilizante diluido tiene concentraciones de nutrientes más bajas. 4. En general. En el cuadro 10. mientras que los que contienen ácido fosfórico son de color amarillento a marrón.2 representan la tasa más alta de solubilidad a diferentes temperaturas. Cuadro 10. Universidad Autónoma Chapingo 242 Departamento de Irrigación . Solubilidad La solubilidad de las sustancias químicas en el agua está afectada por la temperatura. Bajo estas condiciones. dependiendo de la concentración del ácido.2 muestra algunos ejemplos de solubilidad de algunos fertilizantes en función de la temperatura. 3. Los fertilizantes usados en la fertirrigación deben ser completamente solubles. La mayoría de los fertilizantes líquidos carecen de color. liberándose sus iones metalizados a niveles altos de acidez. deben ser revisados con el agua de riego tanto a la temperatura del agua en la fuente. no se recomienda mezclar quelatos en soluciones con un pH inferior a 3. etc. como también a la temperatura a la que se puede llegar en los laterales (especialmente importante en laterales de polietileno por encima del suelo).  Muchas de las fuentes de cloro usadas en el micro riego constituyen agentes oxidantes los cuales elevan el pH del agua.5. bio-ácidos y sustancias como el cloro.  Los fertilizantes que contienen fosfato reaccionan con los metales produciendo compuestos de baja solubilidad que precipitan fuera de la solución. el agua de riego contiene metales pesados y materia orgánica que puede reaccionar con los fertilizantes en solución causando precipitados en el agua de riego. Es por esto que todos los materiales químicos a ser inyectados. o al menos minimizar.  En algunas regiones húmedas. De esta forma los iones metálicos no estarán en forma disponible para las plantas. usados en micro riego para el mantenimiento del sistema.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN  Tesis Profesional Esto incluye ácidos. al igual que todas las mezclas. Como la solubilidad del yeso decrece con el aumento en las temperaturas. En este caso se recomienda agregar ácidos para evitar. Universidad Autónoma Chapingo 243 Departamento de Irrigación .  Los fertilizantes que contiene polifosfatos reaccionan con calcio y magnesio formando precipitados que pueden tapar los filtros y emisores. óxido de hierro. la precipitación que pueda tapar los emisores. Esto puede causar la precipitación de carbonatos de calcio y magnesio.  Las soluciones alcalinas. el problema es más grave en verano. tales como la urea precipitan como cal de aguas ricas en calcio y bicarbonato (HCO 3-).  Debido a que los quelatos se descomponen.  Los fertilizantes que contienen sulfatos precipitan como yeso en aguas con un alto contenido de calcio. son considerados ligeramente ácidos.5 y 7 son considerados neutrales. Reacción del fertilizante Las soluciones fertilizantes tiene un pH que oscila entre 2 y 7 (cuadro 10. Cualquier precipitado que se produzca constituye una señal de problemas potenciales con el tapado de los emisores. deben estar construidas de materiales resistentes para minimizar la corrosión. 6. Los que tienen un pH entre 6.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional Se debe mezclar las soluciones madre con el agua de riego a las concentraciónes deseadas en un contenedor de vidrio y dejarlo por toda la noche. tanto líquidas como sólidas. mientras que los que tienen un pH por debajo de 3. son considerados fuertemente ácidos. después de cada inyección de sustancias químicas. Los valores de pH de los fertilizantes sólidos se miden en soluciones preparadas por medio de la disolución de un gramo del fertilizante en un litro de agua destilada.  La corrosión de los componentes del sistema de riego y de la inyección puede constituirse en un problema serio. Es por esto que todas las partes que entran en contacto con la solución concentrada ya sea de fertilizante o cualquier otro material inyectado. los que tienen un pH entre 3. El problema puede llegar a ser muy severo en los tanques en los que se almacena la solución concentrada. La acidificación de la solución puede reducir estas pérdidas.5. Los valores obtenidos son usados para comparar distintos tipos de fertilizantes. Se deben considerar otros productos ó un tratamiento de ácido en el agua de riego para mantenerlos en solución.3). Volatilización Los fertilizantes que contienen urea y/o amonio pueden perder nitrógeno a través de la volatilización del amonio.5. Estos fertilizantes deben ser almacenados en contenedores sellados.5 y 6. 5. atacan estas partes.  Es importante lavar cuidadosamente todas las partes del sistema de inyección y del de riego. La mayoría de las sustancias químicas. Universidad Autónoma Chapingo 244 Departamento de Irrigación . expresadas en miliequivalentes/litro. los cultivos susceptibles a sal pueden ser dañados a valores de CE de 2 dS/m o menos. Cuando se disuelven estos fertilizantes en agua. siendo la distancia entre ellos de un centímetro. ocurren problemas. Cada 10 milequivalentes de sal por litro contribuye un decisiemens por metro (dS/m a la CE).3 pH y CE de algunos fertilizantes a una concentración de 1 gl-1 de agua destilada 7. Esto dificulta su aplicación. Los valores estándar de CE son determinados en soluciones con un gramo de fertilizante líquido disuelto en un litro de agua destilada (cuadro 10. Universidad Autónoma Chapingo 245 Departamento de Irrigación . Consecuentemente. dependiendo de las prácticas de manejo. y la CE de la solución. lo que causa la formación de sedimentos.3). aumentan la salinidad del agua de riego. La conductividad eléctrica (CE) de la solución es medida entre dos electrodos estándar con un área de un centímetro cuadrado cada uno. Es importante recordar que. Contribución a la salinidad Con la excepción de urea. 8. Algunos fabricantes agregan aditivos especiales para evitar este fenómeno. El incremento en la CE no es linear. Las mediciones son llevadas a cabo con el fin de comparar diferentes sustancias químicas a concentraciones estándar. La concentración de sal en el agua de riego es medida por medio de un puente de resistencia eléctrica. versus el incremento en la concentración de la solución fertilizante. Suelos con una CE superior a 4 dS/m son clasificados como salinos. La CE del agua de riego puede ser usada para estimar el potencial de salinización del suelo. todos los fertilizantes líquidos son soluciones salinas. La CE expresa actividad iónica.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional Cuadro 10. Existe una relación entre la concentración de sales disueltas. siendo la uniformidad de aplicación muy baja. Higroscopicidad (absorción de humedad) Los fertilizantes sólidos son propensos a absorber humedad de la atmósfera. 0985 + 15. Tesis Profesional EJEMPLO DE ELECCIÓN DE EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN 10.5. Masa atómica: P = 30.389 ls-1 Dosis de riego: 18 m3 Duración de la aplicación: 1.5 ha 10. Datos del cultivo Cultivo: Tomate Concentración de fertilizantes NPK: 180-50-250 Área de la parcela: 0.  Nitrato de amonio (33.  Fosfato de amonio (16-48-0) (NH4)2HPO4.9994 = 94.0985.2. Manejo del riego Tipo de sistema de riego: Goteo Caudal del sistema: 23 m3h-1 o 6. Manejo de la fertirrigación Se procede a convertir las unidades del fertilizante: El fosfato y el potasio están en forma de óxidos.5.4364 y 0.1966 Universidad Autónoma Chapingo 246 Departamento de Irrigación . O = 15.196 K2 = 2*39.1. Fertilizantes disponibles Tipo de fertilizantes disponibles: 10. por lo que son convertidos en P y K multiplicando por 0.0985 =78.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN 10.9994 = 141.4.9737+ 5*15. PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN 10.9474 K2O = 2*39.9737.4. K = 39.5-0-0) NH4NO3.3.  Cloruro de potasio (0-0-60) K2O.5 h 10.9737 = 61.4.8302 respectivamente.9994 P2O5 = 2*30.1.4.9474 P2 = 2*30. 5 litros= 10.30 kg (NH4)2HPO4 0.8302: 250 ppm de K equivale a 250/0.57 P2O5 (NH4)2HPO4 Como el fosfato de amonio también aporta nitrógeno tenemos que: (NH4) 2HPO4 Para el K se tiene el factor de conversión 0.502 kg x 18 = 9.00 litros 4.4364 = 114. la cual es la dosis de riego.4364: 50 ppm de P equivale a 50 /0.5 h (1h 30 min). las cantidades exactas son: 0.239 kg x 18 = 4. es estimada de acuerdo a la solubilidad de los fertilizantes: 9. Universidad Autónoma Chapingo 247 Departamento de Irrigación .63 litros Cantidad de agua mínima necesitada: 45.75 litros 7.30 kg Ca (H2PO4) x 2.63 kg NH4NO3 x 1 litro= 7. entonces el rango de inyección podría ser alrededor de 200 lh-1 para completar la inyección en aproximadamente 1 h 6 min.036 kg K2O 0.424 kg x 18 = 7.036 kg K2O x 3 litros= 27.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional Para el caso del fosfato de amonio se tiene que aporta nitrógeno y potasio: Para 50 ppm de potasio (P) en P2O5 por lo que multiplicamos por el factor de conversión de 0.13226 K2O K2O Para el caso del nitrógeno N: NH4NO3 Esto para 18 m3 de agua.00 litros Si los fertilizantes son diluidos en 220 litros de agua y la duración del riego es de 1.63 kg NH4NO3 La cantidad de agua necesitada por la disolución con respecto a la cantidad de fertilizante.8302 = 301. La desviación de una parte del flujo es obtenida por medio de un gradiente de presión de 0. Universidad Autónoma Chapingo 248 Departamento de Irrigación .5. Existe otro tubo que sale del tanque retornando al tubo principal.5.2.1 [atm] por lo que se provoca una pérdida de carga mínima.4). y su misma instalación. El agua de riego entra en el tanque y se mezcla con la sustancia química/fertilizante sólida que se encuentra en el mismo. Cuadro 10. sus accesorios. o con una solución disuelta previamente. Cuanto mayor sea el gradiente de presión formado por la válvula estranguladora. el que llega casi al fondo.2.4 Tasa de inyección a través de un tanque fertilizante en función del gradiente de presión y del diámetro de los tubos de entrada y de salida Entrando en el cuadro 10. mayor será la tasa de inyección (Cuadro 10. Sistema de tanque fertilizante El tanque fertilizante va conectado paralelamente a la tubería principal en forma de ojal. deben ser tales que permitan la operación del sistema en forma segura bajo la presión de la tubería principal. después de la válvula estranguladora. Tesis Profesional Elección del equipo a utilizar 10.1 – 0. El agua de riego entra al tanque a través de un tubo de 1/2 a 3/8‖ de diámetro. Se puede llenar el tanque con un fertilizante sólido.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN 10. cerrándolo herméticamente. soluble. Los materiales usados para la construcción del tanque.1.2 atm.4 y con el diámetro de entrada y salida la tasa de inyección en función de la presión para este caso se observa que el tanque funcionaria bien con un gradiente de presión de 0. fluyendo luego de regreso al tubo principal. 2. Cuadro 10.  Rango de flujo de agua. es importante definir sus propiedades:  El rango de presión en la entrada.2.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional 10. Cada modelo tiene un rango de presión óptimo especificado por el fabricante. Sistema de inyector venturi Para poder escoger el modelo adecuado. Ultimamente.5. la pérdida de carga y el tamaño de la constricción.  La tasa de succión se expresa en litros por hora. En la mayoría de los modelos este gradiente es de 1/3 de la presión de entrada. La pérdida de carga varía con el gradiente de presión de entrada. Para cada modelo. La presión de entrada y la boquilla (la que puede ser reemplazada en algunos modelos por otras de distinto diámetro).5 Especificaciones técnicas de inyectores comerciales Universidad Autónoma Chapingo 249 Departamento de Irrigación . afecta el flujo del agua a través del inyector. El gradiente entre la entrada y la salida (P1 – P3) se expresa en porcentaje de la presión de entrada. La tasa de succión puede ser regulada por medio de varios accesorios (restrictores).5). Esta depende de la presión de entrada. Sin embargo. se debe llegar a un gradiente mínimo determinado para que haya succión. existen algunos que pierden hasta un 50 %. Se requiere una tasa mínima de flujo que atraviese el inyector para iniciar la succión. El fabricante define el rango de operación (cuadro 10. se han desarrollado los modelos bi-fásicos que pierden un 10 % aproximadamente de presión.  Pérdidas de presión. 2.5. Las bombas hidráulicas son consideradas inyectores activos pese a que no usan una fuente externa de energía. para esto se tiene que tomar en cuenta la presión de trabajo puesto que si seleccionamos un inyector con una pérdida de carga alta el sistema de riego puede verse afectado debido a que también se tiene perdidas de carga en los filtros y otros accesorios del mismo sistema repercutiendo en el tamaño de bomba si es el caso. especificaciones técnicas de inyectores comerciales y se busca el modelo adecuado que nos proporcione esa descarga.10 [kgcm-2] con una succión de líquido de 170 [lh-1] que corresponde al modelo 1583 del mismo cuadro 10. Se puede controlar en forma exacta la tasa de inyección. La descarga depende de la presión del agua. Sistema por medio de bomba.5. El flujo de agua que activa el pistón constituye la fuente de energía que causa el desplazamiento positivo de las bombas hidráulicas a pistón. 10. La fuente de energía está constituida por la incluida en el sistema de riego. al igual que recomendaciones para su instalación. operación y mantenimiento. Muchos modelos permiten tasas de inyección proporcionales al flujo de riego y a la presión en la tubería principal.5.4 [kgcm-2] y a la salida de 1.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional El fabricante publica todos los datos pertinentes al inyector en forma de tablas y cuadros. por lo que se selecciona un inyector con una presión de funcionamiento a la entrada del inyector de 1. La bomba opera dentro de un rango de presión definido por el fabricante.5 se elige un modelo de acuerdo a nuestros datos presentados en la parte de arriba. Para nuestros datos de volumen de inyección tenemos que nuestro volumen a inyectar es de 220 l para un tiempo de 1.5 h por lo que la descarda es: Del cuadro 10. De acuerdo al cuadro 10. sin embargo ésta puede ser regulada por Universidad Autónoma Chapingo 250 Departamento de Irrigación .3. 6 muestra las especificaciones técnicas de bombas inyectoras hidráulicas comerciales mostradas en la figura 10. lo que requiere algún dispositivo para recuperar esa agua y reciclarla. la inyección se detendrá inmediatamente.5 h por lo que la descarga es: Figura 10.12.12 Bombas inyectoras hidráulicas Universidad Autónoma Chapingo 251 Departamento de Irrigación .Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional medio de diversos dispositivos. Cuadro 10. Si el flujo de agua cesa. el cuadro 10.6 Especificaciones técnicas de bombas inyectoras hidráulicas Con los datos de volumen de inyección se tiene que el volumen a inyectar es de 220 l para un tiempo de 1. Estas bombas inyectoras han probado su eficiencia bajo condiciones de campo. y son muy populares. Algunas expulsan el agua usada para operarla. Para este caso se va a seleccionar una bomba hidráulica que no expulsa el agua. 5 kg.13.14.13 y 10. suministrar a muchos cultivos en diferentes lotes y escoger Universidad Autónoma Chapingo 252 Departamento de Irrigación . Gráficos de pérdida de carga para las bombas inyectoras TF10** Figura 10.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional De acuerdo a la descarga de 146 [ lh -1] y tomando en cuenta la figura 10. DISCUSIÓN DE RESULTADOS El manejo de la fertirrigación debe estar basado tanto en los requerimientos nutritivos del cultivo como en la estación de crecimiento y la capacidad de almacenamiento de nutrientes del suelo. Gráficos de pérdida de carga para las bombas inyectoras TF25** 10.12 se observa que los dos tipos de modelos tienen una pérdida de carga similar (figura 10. Sin embargo. programar la fertirrigación con un solo fertilizante para un solo cultivo es simple. Figura 10. En este trabajo se partió de un ejemplo tipo a partir de una dosis de concentración de fertilizantes.14) y tomando en cuenta el manejo de esta en la operación se opta por el modelo TF-10-02 que presenta un caudal de inyección de 1 a 200 [ lh -1] con una carga de operación de 1 a 8 [kgcm-2] y un peso de 5.6. la elección del mejor tipo de inyector de penderá de varios factores mencionados anteriormente. Universidad Autónoma Chapingo 253 Departamento de Irrigación . 10. En este trabajo se seleccionó diferentes tipos de inyectores pero podrían a ver sido de otro tipo. cuáles son los nutrientes que desea aplicar y en qué cantidad aplicará cada uno de ellos durante las diferentes etapas de desarrollo de sus cultivos.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional entre diversas soluciones fertilizantes disponibles en el mercado puede constituirse en algo complejo. definiendo el lapso de tiempo que debe transcurrir después de iniciado el riego hasta inicio de la fertirrigación para que se estabilice la presión del sistema y el lapso de tiempo al término de la misma del turno de riego para posteriormente realizar un lavado de los materiales del sistema que tienen contacto con sustancias químicas a demás medir el volumen del fertilizante o solución aplicada. el número de soluciones de fertilizantes y el inyector que será empleado y el grado de automatización a emplear. ya sea por una recomendación o por cualquier otra causa. él debe decidir la forma en que va a manejar la fertirrigación.8. CONCLUSIONES Para el buen funcionamiento y operación de estos sistemas es conveniente realizar un programa de fertirrigación en función del riego para el buen manejo del sistema. y además maneja perfectamente bien el riego. 10.7. Una vez que el productor ha elegido. Una vez definido los fertilizantes y las dosis de aplicación y el tiempo de riego se procede a elegir el tipo de inyector a utilizar. CUESTIONARIO Efectuar una selección de equipos de inyección de fertilizantes para los campos experimentales de la universidad que cuenten con sistemas de riego por goteo. eso realmente depende de las condiciones de la instalación y del manejo que se le quiera dar o si se quiere automatizar el sistema. Ingeniería Hidráulica. Institute of food and agricultural sciences. BIBLIOGRAFÍA.A.O. y Allen G. Arviza J.Manual de prácticas de ingeniería de riego a presión EQUIPOS DE FERTILIZACIÓN Tesis Profesional 10. España.9. Edición 2005. (1989).L.. J.. (2002). 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