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X Láminas imprescindibles sobre hidráulica de riego por goteo (II/II)

  • X Láminas imprescindibles hidráulica riego goteo (IIII)
    Fotografía: gotero AZUD Sprint.

Sobre el blog

Miguel Angel Monge Redondo
Ingeniero Técnico Agrícola por la UPM. Autor del libro: Diseño agronómico e hidráulico de riegos agrícolas a presión. Nominado premios iAgua mejor post 2018, blog y post 2019 y blog 2020

Temas

Continuamos en este segundo y último post de la serie con las 5 láminas restantes.

El primer post lo puedes leer haciendo clic aquí: X Láminas (primera parte).

 VI. Criterio de diseño

Esta igualdad es la base para realizar el diseño hidráulico de la instalación de riego por goteo. La igualdad consta de dos términos en los que vamos a profundizar a continuación.

  • Primer término. Se trata de las pérdidas de presión máximas permitidas en la unidad de riego. Consta de la suma de la pérdida de presión en el lateral más la pérdida de presión en la tubería terciaria. Cuando seleccionemos el diámetro del lateral y de la tubería terciaria debemos de hacerlo según los criterios de diseño marcados en esta ecuación, ya que nos limita tanto los diámetros de las conducciones como las longitudes de éstas. La orografía del terreno, como ya ha sido comentado, es totalmente independiente de estas pérdidas. Su influencia incidirá sobre el segundo término de la ecuación que vamos a comentar ahora.
  • Segundo término. En este segundo término se agrupan los conceptos ya vistos en las láminas I, II y III, y contiene el valor proveniente de la característica constructiva del gotero (su exponente de descarga en definitiva) así como el valor de los desniveles del terreno (Z) tanto para la tubería lateral como para la terciaria. Z tendrá el signo negativo (-) cuando la pendiente sea ascendente y signo positivo (+) cuando el desnivel sea descendente.

Esto quiere decir que cuando la pendiente sea ascendente nos dará menos margen para el diseño, ya que al restar valor al segundo término de la ecuación el sumatorio de pérdidas máximas del primer término es menor lo que nos obliga a ser más restrictivos en el diseño, mientras que cuando el desnivel sea descendente nos ayudará en el diseño, pues crea el efecto contrario: suma valor en el segundo término lo cual implica menos restricciones en las pérdidas de presión. Es decir, con pendientes ascendentes tendremos que ir, si diseñamos con goteros no compensantes, a longitudes más cortas de tubería para cumplir con el criterio de diseño que nos marca la ecuación.

Ciertamente la situación más desfavorable ocurre cuando en la parcela se presenta pendiente ascendente tanto para la tubería terciaria como para la tubería lateral

VII. Distribución de las pérdidas de presión

Las pérdidas máximas de presión obtenidas en el segundo término de la ecuación vista en la lámina VI hay que repartirlas entre la tubería lateral (hl) y la tubería terciaria (ht) según el criterio que se indica en la imagen, si bien, pueden establecerse otros porcentajes de reparto. 

Ya se ha comentado que, en el diseño hidráulico de la parcela, la pérdida en la unidad de riego Hu se compone de las pérdidas del lateral más las pérdidas de la tubería terciaria: ∆Hu = hl + ht

Ha llegado el momento de ver en un ejemplo de cálculo todos estos conceptos.

Supongamos un gotero con presión de trabajo de 10 mca y que tiene un exponente de descarga de 0,498

Se está diseñando una parcela en la que la diferencia de cota del lateral es de 0,5 metros ascendente y la diferencia de cota de la tubería terciaria es de 0,8 metros descendente.

Para que el diseño sea válido las pérdidas totales de presión de la unidad  ∆Hu=hl+ht (ramal más terciaria) deben ser iguales o inferiores a (según la ecuación de la lámina VI):

Sustituyendo valores:

Esto quiere decir que la máxima pérdida de presión permitida en la unidad de riego para que el diseño sea válido será de 2,3 mca.

Repartimos pérdidas de presión entre el ramal y la terciaria, de tal forma que, según la lámina VII:

Pérdidas en el ramal  hl (60% de ∆Hu)

 hl = 0,6 • 2,3 = 1,4 mca

Pérdidas en la terciaria ht

ht = 2,3 – 1,4 = 0.9 mca

Cuando se haga el cálculo para el dimensionado de los ramales y para el dimensionado de la tubería terciaria, la condición es que las máximas pérdidas de carga permitidas sean las anteriores para cada tipo de tubo.

Esto nos condicionara el diámetro de la conducción y evidentemente su longitud: a menor sección más pérdidas, a mayor longitud más pérdidas.

VIII. ¿Gotero compensante o no compensante?

Cuando diseñemos instalaciones de riego subterráneo utilizaremos goteros compensantes. Tened en cuenta que al ir enterrado el gotero y por tanto no poderse apreciar la mancha húmeda en el terreno como ocurre con el riego superficial, debemos emplear estos tipos de goteros. Pero lo más importante sin lugar a dudas no es esto. La clave radica en los tratamientos nutritivos y contra las raíces que se emplean en las instalaciones de riego subterráneo. El gotero compensante garantiza una distribución uniforme de todos estos productos al mantener el mismo caudal de emisión en toda la parcela, con independencia de los desniveles.

En terrenos llanos, con un diseño cuidadoso, podremos diseñar con emisores no compensantes. En terrenos con orografía irregular, es preferible el empleo de goteros compensantes.

IX. Diseño con goteros compensantes

El diseño de sistemas de riego por goteo con goteros compensantes implica que el valor del caudal cambiará muy poco ante las variaciones de presión en la instalación y por tanto las tuberías laterales y terciarias podrán alcanzar una mayor longitud, podrán ser de menor diámetro y tendrán una magnífica uniformidad  en terrenos con desnivel.

Ya hemos visto en láminas anteriores cómo la presión queda condicionada por el desnivel del terreno. El empleo de goteros compensantes en terrenos con desnivel queda justificado por este hecho

X. Criterio de trazado de las tuberías

Por último, una tarea no menos importante es planificar el trazado de las tuberías en la superficie de la parcela, tanto de las laterales como de la terciaria. 

El criterio lógico nos lleva a intentar siempre aprovechar a nuestro favor la pendiente del terreno como se desprende del contenido de esta última lámina.

Sugerencias de consulta, formación y lectura

A continuación les dejo unos cuantos enlaces –marcados en color azul- que espero les resulten útiles para su uso técnico así como para su formación.

  • Recomiendo visitar la página del fabricante de productos de riego AZUD y consultar su abundante información técnica que puede ser descargada.
  • La Universidad Internacional de Riego es una plataforma que, entre otros, ofrece cursos online de formación en riego desde niveles básicos hasta niveles especializados.