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Riego por caudal discontinuo (Parte 2) Cálculo de Tuberías - Hoja técnica Nº9  |
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Supongamos ahora que nuestro diseño de tubería enterrada implica una o más derivaciones, de tal forma que tendremos una línea principal y otras secundarias. (Ver Esquema) Cuando la superficie a regar es grande, y las distancias desde la fuente a los lotes implicados es una cifra significativa, es muy conveniente disponer de una tubería enterrada principal, que a su vez alimentan secundarias de menor diámetro. En cada punto donde se defina, se colocará un hidrante para conectar la red subterránea con la superficial, por medio de un Hidrante. Lo más común en este tipo de planteo, es el riego simultáneo con dos o más equipos, dependiendo directamente del caudal de abastecimiento, de la superficie, y del tipo de cultivo. Para comenzar con este ejemplo práctico, demos valores y planteemos la situación. Supongamos que el caudal del pozo es de 250 m3/h, para alimentar dos equipos en forma simultánea. La longitud de la línea principal es de tres tramos de 300 m cada uno, y las alas secundarias tienen 150 m de cada lado. Además como dato es que la pendiente en el sentido de la principal es de 0.7% y prácticamente plano en el sentido de las secundarias. Con estos datos, podremos calcular cual será la pérdida de carga para cada diámetro de tubería propuesto. Siempre recomendamos comenzar para la situación más comprometida, y verificar las restantes. Es fácilmente visible, que la situación más comprometida es cuando se esté regando con los dos hidrantes más alejados. El agua deberá recorrer la totalidad de la tubería principal y luego distribuirse en dos y recorrer aún 150 m más hasta alcanzar el hidrante. Desarrollo Realizaremos el cálculo por partes, primero las pérdidas en los 900 m de la línea principal, y luego en los 150 m de las secundarias. Pérdida en Línea Principal = Long./100 (m) x Pérdidas (mca/100 m) = De los cuadros de la Hoja Técnica N° 8 (Ver Revista Producción Nº 155, Julio-Agosto 2005, Páginas 61-62) surgen los valores de las pérdidas en función de los diámetros y entrando por el valor del caudal de 250 m3/h, para los diámetros de 250 7 315 mm encontramos una perdida de 0.76 y 0.27 mca respectivamente. Entonces: Pérdida en Línea Principal (250) = 900 /100 m x 0.76 mca = 6.84 mca Pérdida en Línea Principal (315) = 900 /100 m x 0.27 mca = 2.43 mca Considerando la pendiente del terreno: Pendiente del terreno (m) = 0.7% Desnivel Total del Terreno (Mt) = Lt x 0.7% = 900 m x 0.7/100 = 6.3 m La presión residual necesaria para transportar todo ese volumen de agua, usando tubos de 250 mm será: Presión Residual (Pr) = Pérdida Total (Pt) – Desnivel del Terreno (Mt) = = 6.84 m – 6.3 m = 0.54 m Cálculo para las líneas secundarias: En este caso, como el caudal a conducir será la mitad (125 m3/h), sugerimos para no hacer una inversión innecesaria, una disminución del diámetro. Siguiendo el mismo esquema: Pérdida en Línea Secundaria (200) = 150 /100 m x 0.70 mca = 1.05 mca. Como el terreno no presenta inclinaciones, no es necesario ajustar por pendiente. Conclusión final: La presión necesaria para transportar el agua en el caso más extremo es 0.54 m + 1.05 m = 1.59 mca y verificamos en el Cuadro que las velocidades están dentro de los parámetros sugeridos. Nótese que el gasto energético para regar 54 has., menor a los 2 mca es decir 200 gr/cm2, y saque sus propias conclusiones del ahorro de combustible en un sistema de riego por Caudal Discontinuo. Vemos en la Foto 1 (página siguiente) un hidrante con un equipo de Caudal Discontinuo regando Olivos en San Juan, Argentina. Para este riego se han instalado una serie de líneas principales y secundarias que alimentan en total más de 500 has. Todo el riego es "presurizado" sin adicionar bombeo, se han hecho las tomas sobre el canal principal, y desde allí distribuyendo a los lotes, incluso algunos muy alejados. La gran ventaja consiste en no tener costo energético operativo, mantenimiento de motores, filtros y bombas, y esto se traduce en un ahorro sustancial a lo largo de toda la explotación del cultivo. Tubería de Conducción con tubos de PVC en Superficie Existe la alternativa de no enterrar la tubería, y de hecho muchos productores así lo hacen en sus primeras temporadas. Esto se justifica cuando, por razones presupuestarias se evita el gasto de enterrado e incluso al ser móviles con una menor cantidad de tubos puedo cubrir varias posiciones. De hecho no es lo más recomendable técnicamente, pero es una solución de compromiso factible. Existen cuestiones a tener en cuenta, y a continuación señalaremos las más importantes a nuestro entender. Rayos Ultravioletas: Estos atacan las uniones intermoleculares del PVC, produciendo una degradación mucho más rápida. Para evitar ésto, los tubos de PVC de superficie tienen incorporado un compuesto que evita esta degradación prematura. Si trabajamos con una conducción en superficie y no es de este tipo de tubería, debería tomarse la precaución de hacerle una tapada leve con tierra o ramas. Presiones: Dada la relación de resistencia de la tubería, y las presiones habituales en este tipo de riego, es casi imposible que estalle alguno. El problema se presenta en las uniones, donde a partir de una determinada presión, y generalmente causadas por un golpe de ariete, se produce un desenchufe. Para evitar ésto, se recomienda estaquear en las cabezas de los tubos, cada dos o tres tubos. Y por supuesto trabajar con presiones mínimas. Dilatación: Al estar más expuesto a los saltos térmicos de temperaturas entre el día y la noche, serán más propensos a desenchufarse o bien "viborear". Es importante durante la instalación no clavar el tubo hasta el fondo. Lo recomendable es marcar todos los machos de tal forma que al instalarlos se tenga una visualización fácil hasta donde introducirlos. Instalación: Es recomendable, realizar una pequeña zanja con la reja del arado u otro implemento, con el fin de acomodar la tubería en su interior. Tubería de Conducción con Mangas de Polietileno Al efecto del cálculo en sí, en mangas de Pe, no difiere en la práctica de lo visto para tubos de PVC. Adjuntamos al final un Cuadro con las pérdidas en las mangas de diámetros más usuales. En la Foto 2 vemos la acometida de una conducción efectuada con una manga de 15" Poly Pipe, a una Válvula de Caudal Discontinuo de 10". Existe una serie de recomendaciones en su instalación, de las que se pueden resumir: •La presión máxima recomendada es de 1 (un) mca. •La velocidad máxima del agua, no debiera superar los 0.8 m/s. •El aire ocluido en su interior es enemigo de la vida útil de la manga. Deben preverse venteos cuando los tramos son largos. •La materia prima de la manga, Polietileno, debe contener un aditivo de protección contra los rayos ultravioletas. •No busque espesores gruesos de pared, busque diámetros mayores, tendrá menos pérdidas y mejor rendimiento en su vida útil. •Lea detenidamente las indicaciones del fabricante o proveedor para su instalación. Siguiendo estas simples indicaciones, se puede lograr conducciones realmente económicas.¤ |
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