2) Marco o disposición conjunta de los aspersores
Separación entre aspersores en el lateral Separación entre laterales
Marco: cuadrado, rectangular, triangular
Marcos mas comunes: 12*12, 12*18 18*18 m
Aspersión portátil: múltiplos de 6 m
Disposición de los aspersores cuadrado rectangular triangular (Gp:)
(Gp:) 12 9 6 3 0 3 6 9 12 (Gp:) Patrón de los aspersores individuales (Gp:) 30-
25-
20-
15-
10-
5 –
0 (Gp:) Patrón de mojado del conjunto (Gp:) Lb (mm)
El espaciamiento entre aspersores es uno de los factores fundamentales en el diseño del sistema Heerman y Kohl (1980) recomiendan las siguientes separación entre aspersores
Marcos cuadrados y triangulares 60% del diámetro efectivo mojado
Marcos rectangulares 40 a 75 % del diámetro efectivo mojado
Pluviosidad media del sistema
– Caudal del aspersor (l.h-1) – Área del marco de riego (m2)
Ipp (mm.h-1) = q / S
S = Easp * E lat
La Pluviosidad media del sistema Ipp < Velocidad de infiltración del suelo
3) Efecto del viento Principal agente distorsionador de la uniformidad de reparto
Perdidas del agua aplicada: evaporación arrastre fuera del área regada
La velocidad del viento se incrementa en función logarítmica con la altura
Angulo de descarga: aspersor 25 º a 27 º emisores (pivot, avance frontal) 7 º
Menor efecto del viento en riegos nocturnos
Mayor efecto en sistemas estacionarios y cañon
Distorsión producida por el viento en el modelo de reparto de agua de un aspersor Naan trabajando con una boquilla de 3.5 mm de diámetro a 300 kPa con un tubo portaspersor de 1m. (Gp:) Von Bernuth y Seginer 1990
3) Presión de trabajo Presión normal Presión alta Presión baja
SISTEMAS ESTACIONARIOS
Sistema fijo enterrado
Disposición de laterales en sistemas semifijos
Diseño agronómico Estimación de las necesidades de agua de los cultivos
Determinación de los parámetros de riego Lamina Frecuencia Duración Número de emisores por posición Caudal
Disposición de los emisores en el campo
Eficiencia de riego LB = LN / Ea
Ea = EDa * Pe
EDa = LN / Linf
LB – Lámina Bruta LN – Lámina neta Ea – Eficiencia de aplicación EDa – Eficiencia de distribución Pe – Proporción de agua que llega al suelo Linf – Lámina media infiltrada
Coeficiente de Uniformidad (CU) Pn – Presión mínima en el cuadro de riego Pa – Presión nominal del aspersor M. valor medio del agua recogida en los pluviómetros n. numero de pluviómetros
Coeficiente de Uniformidad
Eficiencia de distribución (EDa)
Eficiencia de distribución (EDa) EDa = 100 + (606 – 24.9 a + 0.349 a2 – 0.00186 a3)* (1 – CU/100) (Allen ,1987)
a – Fracción de área adecuadamente regada CU – Coeficiente de Uniformidad del sistema
Proporción del agua emitida por los aspersores que llega al suelo (Pe) Sistema de riego Pe % Sistemas semifijos, ramales móviles 88 – 90 Sistema fijo, en bloques 90 – 92 Pivot central 93 – 96 Cañones 94 – 96
La falta de uniformidad en sistemas de riego a presión se debe a:
Variación de fabricación de los emisores Diferencias de presión en la subunidad Envejecimiento y obstrucciones
Coeficiente de uniformidad según sistema de aspersión Keller, 1990
Diseño hidráulico
Q = K * Hx x ? 0,5
Criterio Pmáx – Pmín = 0,2 Pa (aspersores de un lateral)
Ipp = Q / S S = Easp * Elat E = n * 6
Criterio E ? 60% Ø efectivo mojado (vientos < 2 m/s)
Consideraciones para el diseño agronómico Las diferentes posiciones deben tener el mismo o similar número de aspersores. Máxima utilización del sistema en período punta (20 horas por día) La Ipp no debe superar la Vinf al final de cada riego Se procurará hacer de 2 a 4 posiciones por día Riegos nocturnos Laterales a nivel o descendentes Presión de trabajo entre 250 y 350 kPa En sistemas fijos, riego en bloques (>Hf, < evap. y deriva) En sistemas móviles, el número de posiciones múltiplo del número de hidrantes
Criterios de diseño de un equipo de riego por aspersión Se debe aplicar una cantidad de agua tal que una fracción “a” de la superficie total reciba por lo menos la Lámina Neta No puede existir escurrimiento, por lo tanto la Intensidad de Precipitación no debe superar la Velocidad de Infiltración. Los caudales erogados por los diferentes aspersores no deben variar en más de un 10% del caudal nominal. Para ello la diferencia de presión entre los mismos no debe superar el 20% de la presión nominal. La lámina aplicada debe ser uniforme en toda la superficie, por lo que la separación entre emisores no debe superar el 60% del diámetro mojado. Debe tener los menores costos de inversión y operativos, pero que permita cumplir con los cuatro puntos anteriores.
Ejemplo diseño aspersión portátil 1. Datos del predio Superficie – 540 x 360 m (aprox. 19.5 has) Cultivo – Papa (40 cm de profundidad de arraigamiento) Suelo – Franco limoso, V.inf. 8 mm/hora Agua disponible – 50 mm (en los 40 cm) Umbral de riego – 50% (-1 bar) – L.N. = 25 mm Jornada de riego – 16 horas por día ETc pico – 5.3 mm/día Profundidad del agua en el pozo – 15 m (Nivel dinámico)
2. Elección del aspersor Marca SIME modelo SILVER Boquilla 6 mm; Pa 3 atm.; Q 2.30 m3/hora; alcance 15 m. Ipp(18 x 18 m) = Q/A = 2300l/h / 324m2 =7.1 mm/hora
3. Estimación de la Eficiencia (Ea)
CU(Christiansen) – 90% (comparando con datos experimentales)
CU sistema =
CUs. = 88 CUs = 88; “a” = 90 EDa = 0.80 Ea = EDa * Pe = 0.80 * 0.90 = 0.72
4. Cálculo de la operación del riego
Frecuencia de riego Fr. = LN / ETc = 25 mm / 5.3 mm/día = 4.7 días 5 días LN ajustada 5.3 mm/día * 5 días = 26.5 mm U.R. ajustado = 26.5 / 50 = 53% Lámina Bruta L.B. = L.N. / Ef. = 26.5 / 0.72 = 36.8 mm Tiempo de operación T riego = L.B. / Ipp = 36.8 mm / 7.1 mm/hora = 5.2 horas T operación = T riego + T cambios = 5.2 + 0.5 = 5.7 horas
Nº de posiciones por día Nº pos. = Jornada / T operación = 16 horas/día / 5.7 horas/pos. = 2.8 pos/día 3 posiciones/día
Jornada ajustada = 5.7 horas/pos. * 3 pos./día = 17.1 horas/día
5. Cálculo del Nº mínimo de aspersores y laterales
Número de aspersores Nº mín. = (Superficie) / (Nº pos.dia-1 *FR * Marco del aspersor) Nº mín. = (540*360) / (3*5*18*18) = 40 aspersores Distribución en el campo 180 m/lateral / 18 m/aspersor = 10 aspersores/lateral Long. Lateral = Esp./2 + (Esp. * (n-1)) = 18/2 + (18 * 9) = 171 m Número de laterales 40 aspersores totales / 10 asp./lat = 4 laterales Número de posiciones por lateral 540 m / 18 m/pos = 30 * 2 = 60 posiciones 60 pos. / 4 lat. = 15 pos./lateral (5 días * 3 pos/día)
6. Diseño del lateral Caudal = 2.300 l/h/asp * 10 asp./lat = 23.000 l/h/lat = 6,4 l/s Criterio – Pérdidas <20% Pa 30 m * 0.20 = 6 m Se selecciona una tubería del menor diámetro, tal que con un caudal de 6.4 l/s, una longitud de 171 m, y 10 salidas de agua, genere una pérdida de carga no superior a 6 m (considerando además la topografía).
7. Diseño del principal Caudal = 6.4 * 4 = 25.6 l/s Se selecciona en función de criterios económicos (costo de tubería vs. costo de bombeo)
8. Selección de la bomba Se selecciona una bomba que erogue un caudal de 25.6 l/s, generando la presión suficiente para que los aspersores trabajen a 30 m, con una eficiencia adecuada.
| Página siguiente |