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ELEVACIONES DE AGUA. BOMBAS HIDRÁULICASELEVACIONES DE AGUA. BOMBAS HIDRÁULICAS
• Las bombas dan energía al agua que circula por las tuberías. Para Las bombas dan energía al agua que circula por las tuberías. Para calcular el grupo de bombeo debemos conocer el caudal (gasto de los calcular el grupo de bombeo debemos conocer el caudal (gasto de los emisores) y la presión que se ha de suministrar (altura manométrica).emisores) y la presión que se ha de suministrar (altura manométrica).
•Son turbomáquinas compuestas por rodetes o impulsores que giran entre Son turbomáquinas compuestas por rodetes o impulsores que giran entre 1000 y 3000 r.p.m.1000 y 3000 r.p.m.
• Se accionan con motores eléctricos o de combustión (diesel o gasolina). Se accionan con motores eléctricos o de combustión (diesel o gasolina).
• Un desnivel favorable y suficiente producirá presión para hacer funcionar Un desnivel favorable y suficiente producirá presión para hacer funcionar el riego sin necesidad de aporte de energía.el riego sin necesidad de aporte de energía.
• Pueden actuar en dos fases: aspiración (elevación del agua desde su Pueden actuar en dos fases: aspiración (elevación del agua desde su nivel hasta la bomba por vacío) e impulsión (conducción desde la bomba nivel hasta la bomba por vacío) e impulsión (conducción desde la bomba hasta su destino).hasta su destino).
•Se clasifican en horizontales, verticales y sumergidas.Se clasifican en horizontales, verticales y sumergidas.
•Se pueden colocar en serie (aumentan la presión pero no el caudal) o Se pueden colocar en serie (aumentan la presión pero no el caudal) o paralelas (aumentan caudal pero no presión, se colocan cuando son paralelas (aumentan caudal pero no presión, se colocan cuando son necesarios caudales variables o por seguridad).necesarios caudales variables o por seguridad).
ALTURA MANOMÉTRICA (Hm)ALTURA MANOMÉTRICA (Hm)
Altura total en m.c.a. a la que la bomba deberá elevar el agua.Altura total en m.c.a. a la que la bomba deberá elevar el agua.
Esencial para el cálculo de la potencia del grupo de bombeo. Es laEsencial para el cálculo de la potencia del grupo de bombeo. Es la
suma de:suma de:
• Altura geométrica (Hg): desnivel o diferencia de cota entre el Altura geométrica (Hg): desnivel o diferencia de cota entre el nivel del agua bombeada y el punto más alto de la red de riego. nivel del agua bombeada y el punto más alto de la red de riego. Altura de aspiración (Ha) + altura de impulsión (Hi).Altura de aspiración (Ha) + altura de impulsión (Hi).
• Pérdidas de carga: Es la pérdida de presión que sufre el agua a Pérdidas de carga: Es la pérdida de presión que sufre el agua a circular por toda la red debido al rozamiento. A mayor velocidad circular por toda la red debido al rozamiento. A mayor velocidad mayores pérdidas. Para el cálculo se contabiliza en m.c.a. mayores pérdidas. Para el cálculo se contabiliza en m.c.a. Tener en cuenta las pérdidas de carga en tuberías, cabezal de Tener en cuenta las pérdidas de carga en tuberías, cabezal de riego (filtros, inyectores, contadores, etc), válvulas, codos, tes, riego (filtros, inyectores, contadores, etc), válvulas, codos, tes, conexiones y otros elementos. conexiones y otros elementos.
• Presión de trabajo de los emisores. Presión de trabajo de los emisores.
BOMBAS HORIZONTALESBOMBAS HORIZONTALES
Bomba y motor seBomba y motor seencuentran en laencuentran en lasuperficie. Losuperficie. Locomún son gruposcomún son gruposcon motor diesel ocon motor diesel ounidas a tomaunidas a tomade fuerza tractor.de fuerza tractor.Para zonas pocoPara zonas pocoProfundas (máx. Profundas (máx. aspiración 7 8 m).aspiración 7 8 m).Trabajan Cebadas.Trabajan Cebadas.
Para pozos profundos.Para pozos profundos. La La bomba se encuentra bomba se encuentra sumergida en el agua y el sumergida en el agua y el motor en la superficie. No motor en la superficie. No es aconsejable superar los es aconsejable superar los 70 metros entre ambos. 70 metros entre ambos. Obtienen energía por Obtienen energía por motor eléctrico o diesel. motor eléctrico o diesel. Son multicelulares.Son multicelulares.
GRUPOS VERTICALESGRUPOS VERTICALES
Típicos sondeos.Típicos sondeos.Motor eléctrico yMotor eléctrico ybomba estánbomba estánsumergidos a gransumergidos a granprofundidad.profundidad.Pueden superarPueden superarlos 300 metros.los 300 metros.
Multicelulares.Multicelulares.
BOMBAS SUMERGIDAS O GRUPOS BUZOBOMBAS SUMERGIDAS O GRUPOS BUZO
Los elementos que seLos elementos que seSuelen instalar en la zonaSuelen instalar en la zonade bombeo son:de bombeo son:
- Válvula de pie: evita que Válvula de pie: evita que se descebe.se descebe.
- Válvula de retención: Válvula de retención: evita golpes de ariete y evita golpes de ariete y retrocesos.retrocesos.
- Válvula de regulación de Válvula de regulación de caudal y presión.caudal y presión.
- Ventosa.Ventosa.- Manómetro.Manómetro.- Contador.Contador.- Sondas de nivel.Sondas de nivel.
POTENCIA DEL MOTORPOTENCIA DEL MOTOR
La potencia que requiere el motor que mueve la bomba dependeLa potencia que requiere el motor que mueve la bomba depende
del cauda, altura manométrica y rendimiento del grupo. del cauda, altura manométrica y rendimiento del grupo.
La potencia se expresa en Cv (caballo de vapor) o KwLa potencia se expresa en Cv (caballo de vapor) o Kw
(kilovatios). Rendimiento bomba motor entre 0,5 – 0,6.(kilovatios). Rendimiento bomba motor entre 0,5 – 0,6.
Fómula:Fómula:
CV = Q (l/s) x Hm (m) / 75 x Rendimiento grupo (%x1)CV = Q (l/s) x Hm (m) / 75 x Rendimiento grupo (%x1)
Sobredimensionar un 20 %.Sobredimensionar un 20 %.
En caso de haber corriente eléctrica es más económica y En caso de haber corriente eléctrica es más económica y aconsejable.aconsejable.
FILTRADO DEL AGUAFILTRADO DEL AGUA• PREFILTRADO:PREFILTRADO:
• DESBASTEDESBASTE
• DECANTADORESDECANTADORES
• HIDROCICLONESHIDROCICLONES
• FILTRADO:FILTRADO:
• FILTROS DE ARENAFILTROS DE ARENA
• FILTROS DE MALLAFILTROS DE MALLA
• FILTROS DE ANILLASFILTROS DE ANILLAS
• TRATAMIENTOS:TRATAMIENTOS:
• CLORACIÓNCLORACIÓN
• ACIDIFICACIÓNACIDIFICACIÓN
• OXIDACIÓNOXIDACIÓN
HIDROCICLÓNHIDROCICLÓN
• Eliminan partículas gruesas (arena). Eliminan partículas gruesas (arena). Mayores de 0,1 mm y 1,5 g/cmMayores de 0,1 mm y 1,5 g/cm33 de de densidad.densidad.
• Desprovistos de elementos móviles o Desprovistos de elementos móviles o filtrantes, separan por fuerza centrífuga.filtrantes, separan por fuerza centrífuga.
• Es un cono invertido por donde el agua Es un cono invertido por donde el agua entra tangencialmente generando un entra tangencialmente generando un movimiento rotacional descendente, movimiento rotacional descendente, saliendo hacia arriba por la parte central saliendo hacia arriba por la parte central ya libre de arenas.ya libre de arenas.
• La arena se recoge en un depósito La arena se recoge en un depósito inferior.inferior.
• Pérdidas de carga recomendables de 2 – 6 Pérdidas de carga recomendables de 2 – 6 mca. A mayor caudal más pérdida de mca. A mayor caudal más pérdida de presión.presión.
• No sobredimensionar (el caudal ha de No sobredimensionar (el caudal ha de coger la velocidad necesaria).coger la velocidad necesaria).
• Se instalan en paralero.Se instalan en paralero.• Colocar antes del cabezal de riego y Colocar antes del cabezal de riego y
después de la bomba.después de la bomba.
FILTROS DE ARENAFILTROS DE ARENA• Son depósitos parcialmente llenos de una capa de Son depósitos parcialmente llenos de una capa de
arena tamizada y uniforme de unos 50 cm por donde arena tamizada y uniforme de unos 50 cm por donde el agua al pasar se filtra, dejando en la parte superior el agua al pasar se filtra, dejando en la parte superior las impurezas. las impurezas.
• Especialmente pensados para retener partículas Especialmente pensados para retener partículas orgánicas evitando el efecto hilo (sobretodo algas), orgánicas evitando el efecto hilo (sobretodo algas), aunque también limos, arcillas etc. Gran capacidad aunque también limos, arcillas etc. Gran capacidad de acumulación de suciedad.de acumulación de suciedad.
• Se emplean en aguas superficiales o de embalses.Se emplean en aguas superficiales o de embalses.• Se colocan en el cabezal antes de la inyección de Se colocan en el cabezal antes de la inyección de
abonos (para evitar proliferación de microorganismos abonos (para evitar proliferación de microorganismos en su interior) y después del bombeo.en su interior) y después del bombeo.
• Construidos con poliéster reforzado, acero inoxidable, Construidos con poliéster reforzado, acero inoxidable, y los más frágiles de polietileno. Tratados y los más frágiles de polietileno. Tratados interiormente con anticorrosivos (epoxi).interiormente con anticorrosivos (epoxi).
• La capacidad de filtrado es de 7 – 10 veces el La capacidad de filtrado es de 7 – 10 veces el diámetro de la arena (la granulometría suele diámetro de la arena (la granulometría suele corresponder con el orificio del gotero). Arena de 1 corresponder con el orificio del gotero). Arena de 1 mm retiene partículas de 0,13 – 0,1 mm. Filtran por mm retiene partículas de 0,13 – 0,1 mm. Filtran por obstrucción y adherencia.obstrucción y adherencia.
• Pérdidas de carga de unos 2 – 3 mca (no superar 3 Pérdidas de carga de unos 2 – 3 mca (no superar 3 mca limpio). La limpieza se hace por flujo inverso, al mca limpio). La limpieza se hace por flujo inverso, al sobrepasar las pérdidas de carga 0,5 mca. Para hacer sobrepasar las pérdidas de carga 0,5 mca. Para hacer retrolavado con agua limpia se colocan al menos dos retrolavado con agua limpia se colocan al menos dos filtros en paralelo.filtros en paralelo.
FILTROS DE ARENAFILTROS DE ARENA
• El agua sucia sale por una tubería de El agua sucia sale por una tubería de desagüe hacia el exterior. El retrolavado desagüe hacia el exterior. El retrolavado además de limpiar la suciedad, sirve para además de limpiar la suciedad, sirve para remover la arena y evitar que se remover la arena y evitar que se compacte o se formen grietas. compacte o se formen grietas.
• Para calcular el número y dimensiones de Para calcular el número y dimensiones de los filtros que necesitamos, tendremos los filtros que necesitamos, tendremos que tener en cuenta la velocidad de paso que tener en cuenta la velocidad de paso del agua (sobre 60 m/hora). (40 m/hora del agua (sobre 60 m/hora). (40 m/hora en aguas residuales).en aguas residuales).
• En agricultura se utilizan monocapa de En agricultura se utilizan monocapa de arena de sílice. En depuradoras urbanas arena de sílice. En depuradoras urbanas e industriales son multicapa (antracita, e industriales son multicapa (antracita, sílice y granate).sílice y granate).
• Una buena arena ha de tener buena Una buena arena ha de tener buena uniformidad, friabilidad y resistencia al uniformidad, friabilidad y resistencia al ácido (se usa para limpiarla). A los 3 – 4 ácido (se usa para limpiarla). A los 3 – 4 años debemos cambiar la arena.años debemos cambiar la arena.
• Filtrando.
Durante la operación normal del filtro, el agua entra por la parte superior (1), las válvulas de 3 vías permiten el paso a los filtros (A) y (B),del agua sin tratar la que atraviesa el lecho filtrante y sale por la parte inferior hacia el sistema (2). La tubería de drenaje (3) no interviene en este proceso.
• Lavado.
Para efectuar el retrolavado, se opera la válvula (2) del filtro (A) cerrando la entrada de agua proveniente de (1) a la vez que conecta el filtro con la tubería de drenaje (5), mientras (B) continúa su operación normal.El filtro (A) se despresuriza al quedar abierto a la atmósfera, lo que permite la entrada del agua filtrada proveniente de (B) por la parte inferior (4), la presión del agua expande la arena hacia arriba arrastrando toda la suciedad retenida la que es expulsada del por la tubería de drenaje (5).El proceso de lavado se interrumpe cuando el agua sale totalmente limpia.
• La limpieza automática se hace en base a dos criterios: automatización por tiempo o por presión diferencial.
• Para determinar el tiempo que dura la limpieza se deben hacer ensayos periódicos.
• Equipos: programador, presostato diferencial, válvula de tres vías..
• Los caudales típicos en riego para cada filtro de arena rondan entre 20 y 100 m3/hora.
FILTROS DE MALLA Y ANILLASFILTROS DE MALLA Y ANILLAS
FILTROS DE MALLAFILTROS DE MALLA• Constan de:Constan de:
– Carcasa: plástica o metálica (acero Carcasa: plástica o metálica (acero inoxidable o fundición).inoxidable o fundición).
– Malla cilíndrica filtrante (acero Malla cilíndrica filtrante (acero inoxidable, poliéster, nailon).inoxidable, poliéster, nailon).
– Soporte de PVC agujereado.Soporte de PVC agujereado.– Todos anticorrosivos.Todos anticorrosivos.
• Retienen sólidos en suspensión. No Retienen sólidos en suspensión. No aconsejables para partículas coloidales aconsejables para partículas coloidales sobretodo orgánicas. (efecto hilo).sobretodo orgánicas. (efecto hilo).
• La capacidad filtrante es función la La capacidad filtrante es función la superficie filtrante efectiva y el número superficie filtrante efectiva y el número de mesh (nº de orificios por pulgada de mesh (nº de orificios por pulgada lineal). 120 a 150 mesh lo más usual en lineal). 120 a 150 mesh lo más usual en riego localizado. Tamaño de los orificios riego localizado. Tamaño de los orificios 10 veces menor al tamaño del conducto 10 veces menor al tamaño del conducto del emisor.del emisor.
• Filtran en superficie. Pueden trabajar en Filtran en superficie. Pueden trabajar en dos sentidos. Mirar fecha en montaje. dos sentidos. Mirar fecha en montaje.
• Se montan después de la inyección de Se montan después de la inyección de fertilizantes. fertilizantes.
• Son filtros complementarios o utilizados Son filtros complementarios o utilizados en aguas no excesivamente sucias.en aguas no excesivamente sucias.
• Pérdidas de carga de 1 – 3 mca. Pérdidas de carga de 1 – 3 mca.
FILTRO DE MALLA AUTOMÁTICOSFILTRO DE MALLA AUTOMÁTICOS• Para realizar el retrolavado Para realizar el retrolavado
automático se coloca un automático se coloca un presostato diferencial. Cuando la presostato diferencial. Cuando la diferencia de presiones entre la diferencia de presiones entre la entrada a la salida del agua entrada a la salida del agua rondan los 0,5 kg/cmrondan los 0,5 kg/cm2 2 se procede se procede a la limpieza.a la limpieza.
• Se colocan en paralelo con el Se colocan en paralelo con el número y tamaño que el caudal número y tamaño que el caudal exija.exija.
FILTROS DE ANILLASFILTROS DE ANILLAS• Para todo tipo de sólidos en suspensión.Para todo tipo de sólidos en suspensión.
• Igual aplicación y emplazamiento que los Igual aplicación y emplazamiento que los filtros de malla.filtros de malla.
• Las impurezas quedan atrapadas entre Las impurezas quedan atrapadas entre unas anillas de plástico ranuradas ajustadas unas anillas de plástico ranuradas ajustadas unas contra otras y apretadas dentro de un unas contra otras y apretadas dentro de un cartucho insertado en la carcasa del filtro.cartucho insertado en la carcasa del filtro.
• Filtran en profundidad con lo cual acumulan Filtran en profundidad con lo cual acumulan más suciedad que los de malla antes del más suciedad que los de malla antes del retrolavado.retrolavado.
• Se pueden colocar en línea o normalmente Se pueden colocar en línea o normalmente en baterías en paralelo.en baterías en paralelo.
• Pérdidas de carga de 1 – 3 mca. El Pérdidas de carga de 1 – 3 mca. El retrolavado, manual o automático, se retrolavado, manual o automático, se realizan cuando las diferencias de presiones realizan cuando las diferencias de presiones entre la entrada y salida del agua ronda los entre la entrada y salida del agua ronda los 0,5 kg/cm0,5 kg/cm22..
• Filtran de fuera hacia dentro.Filtran de fuera hacia dentro.
FILTROS DE ANILLASFILTROS DE ANILLAS
• La capacidad filtrante depende La capacidad filtrante depende del tamaño y número de orificios del tamaño y número de orificios de las ranuras que quedan entre de las ranuras que quedan entre las anillas.las anillas.
• Las anillas se fabrican en Las anillas se fabrican en distintos colores normalizados distintos colores normalizados que corresponden a un número que corresponden a un número de mesh. Rojo 120 m, amarillo de mesh. Rojo 120 m, amarillo 150 mesh.150 mesh.
• El tipo de anillas a elegir El tipo de anillas a elegir dependerá del diámetro de dependerá del diámetro de salida del emisor. Tamaño de los salida del emisor. Tamaño de los orificios 10 veces menor al orificios 10 veces menor al tamaño del conducto del emisor.tamaño del conducto del emisor.
• Las anillas se pueden sacar del Las anillas se pueden sacar del filtro y limpiar con ácido filtro y limpiar con ácido clorhídrico al 30 %, igual que las clorhídrico al 30 %, igual que las mallas. No usar cepillos de hilos mallas. No usar cepillos de hilos de hierro.de hierro.
• Los filtros de anillas pueden ser de tipo Los filtros de anillas pueden ser de tipo hidrociclónico, donde al entrar el agua pasa por hidrociclónico, donde al entrar el agua pasa por una hélice que la imprime un movimiento una hélice que la imprime un movimiento centrífugo, separando las partículas sólidas más centrífugo, separando las partículas sólidas más pesadas que quedan depositadas en un depósito pesadas que quedan depositadas en un depósito situado en la parte inferior conectado a un situado en la parte inferior conectado a un colector de evacuación hacia el exterior. También colector de evacuación hacia el exterior. También los hay hidrociclónicos de malla. Al separar las los hay hidrociclónicos de malla. Al separar las partículas más gruesas, pueden estar más tiempo partículas más gruesas, pueden estar más tiempo sin limpiarse. sin limpiarse.
• Algunos sistemas tienen un dispositivo que en los Algunos sistemas tienen un dispositivo que en los contralavados separan las anillas y hacen que contralavados separan las anillas y hacen que giren, para facilitar una limpieza rápida.giren, para facilitar una limpieza rápida.
• La limpieza se hace filtro por filtro con un orden La limpieza se hace filtro por filtro con un orden establecido. establecido.
• Se deben de sobredimensionar (50 %), para que Se deben de sobredimensionar (50 %), para que en el momento de la limpieza, puedan filtran el en el momento de la limpieza, puedan filtran el caudal demandante más el que se pierde con el caudal demandante más el que se pierde con el retrolavado.retrolavado.
SISTEMAS DE INYECCIÓN DE ABONOS
• Consiste en la aplicación de fertilizantes en el agua de riego.• Es imprescindible en sistemas de riego localizado.• Se instalan normalmente en el cabezal de riego o en cabecera de
cada unidad de riego. • La inyección del fertilizante se hace después del filtrado basto
(hidrociclón/f. arena) y antes de los filtros de malla – anillas.• Los equipos de fertirrigación han de contar con:
• Depósito para disolver o almacenar los fertilizantes.
• Agitador o bomba de soplado para la disolución de abonos.
• Inyector de fertilizante en la red.
• Todos los componentes han de estar fabricados con materiales resistentes a la corrosión.
VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA FERTIRRIGACIÓN
VENTAJAS:• Mayor eficacia (asimilación de
nutrientes por las plantas) debido a su aplicación localizada y concentrada en la zona mayor actividad radicular, además de realizar los aportes fraccionados atendiendo a las demandas del cultivo y con mayor uniformidad de aplicación.
• Gran ahorro de mano de obra con tanques de abonos líquidos y sistemas de aplicación automatizados.
• Mayor control y regulación de la dosis con lo evitamos intoxicaciones, reducimos pérdidas y obtenemos un mayor ahorro.
• Evita el empobrecimiento del bulbo.• Rápida corrección de estados
carenciales.• Posibilita la quimirrigación.
INCONVENIENTES:- Necesita buen diseño.- Requiere un buen manejo de los
abonos para evitar obstrucciones en los goteros por malas disoluciones, precipitados o incompatibilidades.
- Mayor gasto en las instalaciones al ser más tecnificadas.
- Incrementa la salinidad (es bueno instalar un conductímetro para evitar incrementar en exceso las cantidades de sales).
DEPÓSITOS DE ABONOS
• Construidos con polietileno o poliéster reforzado con fibra de vidrio y tratados con resina anticorrosión. No utilizar piezas metálicas. También los hay de acero inoxidable pero son muy caros.
• Para disolver los fertilizantes mejor que sean cilíndricos con boca ancha.
• Sus paredes han de soportar líquidos con densidad mayor de 1,6 kg/dm3.
• Para calcular sus dimensiones debemos tener en cuenta las necesidades de abonos que tenemos y su solubilidad.
AGITADORES Y BOMBAS DE SOPLADO
• Cuando utilizamos abonos sólidos es aconsejable utilizar agitadores mecánicos o bombas de soplado para mejorar la disolución y homogeneizar las mezclas.
• Los agitadores mecánicos tienen un motor eléctrico, el anclaje, un eje vertical de acero inoxidable y unas hélices o aspas en el extremo.
• Las bombas de soplado son dispositivos eléctricos que introducen aire a presión en el tanque fertilizante a través de una tubería de PVC con un distribuidor en el fondo agujereado por donde sale el aire.
DISPOSITIVOS PARA INYECTAR ABONOS
• TANQUES DE FERTILIZACIÓN
• VENTURI
• INYECTORES MECÁNICOS
• INYECTORES HIDRÁULICOS
TANQUES DE FERTILIZACIÓN
• Se trata de tanques, conectados en paralelo con la red, que contienen en su interior la solución fertilizante. Estos tanques se encuentran a la misma presión que el resto de la red, por tanto han de ser estancos.
• Se basa en la instalación de una válvula reguladora en la tubería general, entre la entrada y la salida del agua al tanque. Esta válvula al cerrarla parcialmente genera una diferencia de presión que hace que parte del agua de riego circule hacia el tanque y salga con la solución fertilizante.
• No requieren energía para su funcionamiento pero incrementan al menos en 0,5 kg/cm2 las pérdidas de carga.
• Difícil la automatización del sistema y controlar la dosificación.
INYECTORES TIPO VENTURI
• Consiste en un tubo conectado en paralelo a la tubería principal con un estrechamiento donde se produce un aumento de la velocidad del fluido circulante, con la consiguiente depresión y succión del fertilizante haciendo que pase desde un tanque sin presurizar hasta la red de riego.
• Son los mas sencillos de todos y los de menor precio y mantenimiento.
• El mayor inconveniente de estos dispositivos es que se producen una importante pérdida de carga (sobre 1 kg/cm2)
BOMBAS INYECTORAS
• Las mecánicas son bombas de pistones (más frecuentes) o diafragma, accionadas por motores eléctricos. La solución se inyecta a la red desde un depósito sin presión. También existen bombas de inyección de accionamiento hidráulico.
• La inyección del fertilizante se realiza a pulsos.
• Deben estar construidas con materiales muy resistentes a la corrosión.
• En el caso de las bombas de accionamiento hidráulico se usa la propia energía del agua para accionar los mecanismos de la misma. La dosificación se ajusta variando la presión de entrada al dispositivo.
• Las hidráulicas, por sus escasas pérdidas de carga, ausencia de gasto energético y prestaciones, cada vez son más utilizadas. Necesitan un presión mínima de para su correcto funcionamiento.
RED DE DISTRIBUCIÓN
• Formada por las tuberías y elementos singulares (adaptan la red a la configuración de la parcela) que llevan el agua filtrada y tratada desde el cabezal hasta los emisores.
• Elementos singulares son: codos, tes, enlaces, conexiones, reductores, etc.• Dependiendo de la categoría de tubería tenemos:
– Primaria: Suministra todo el caudal.– Secundaria: Cuando se reparten los caudales. Menor diámetro. – Laterales: Se insertan las tuberías portagoteros. – Ramales o portagoteros: Donde se insertan los goteros.
• Se realizan diseños reductores en función del caudal para ahorrar en material.• Los materiales más utilizados son plásticos de PVC y polietileno.
CARACTERÍSTICAS DE LA RED DE RIEGO
• Primarias y secundarias normalmente de PVC y enterrado. Tuberías portalaterales normalmente enterrado (PE 32 – 40).
• Laterales o portagoteros (PE 16 – 20) enterrado o en superficie.
• En cada Unidad de Riego se instala un arquillo con: Regulador de presión, válvula de paso, ventosa y toma de manómetro.
TUBERIAS PLÁSTICAS DE PVC Y PE
• Características del material de las tuberías:– Son muy ligeras y manejables.– Baja rugosidad interior. < Perdida de
carga.– Resistencia a la corrosión.– Bajo coste en relación a otros materiales.– Material normalizado por normas ISO y
UNE. La máxima certificación es AENOR.
• Hay material reciclado de PE no normalizado para riego que suele presentar defectos e irregularidades.
• Debemos desconfiar de materiales con más de tres años, sobretodo en PVC por si han estado a la intemperie.
CARACTERÍSTICAS DE LAS TUBERÍAS
• Presión de nominal: Presión interna máxima de trabajo para la que están diseñadas con garantías de durabilidad.
• Diámetro nominal: Es el diámetro exterior. A mayor presión nominal o timbraje, mayor espesor y menor diámetro interior.
• Según UNE, cada dos metros se marcan en indeleble con: Empresa fabricante, material, diámetro y presión nominal, año de fabricación, referencia a la normativa, y logotivo AENOR si lo tuviera.
TUBERÍAS DE POLIETILENO (PE)• Es flexible y fácilmente manejable. • Hay tuberías de baja (PE32BD) y alta densidad (PE50AD). A más densidad, menor
flexibilidad pero mayor dureza y resistencia a presiones, productos químicos, etc. En riego se suele utilizar de baja densidad (UNE 53367). Alta densidad se utiliza para tuberías superiores a 90-110 mm.
• Se emplea en rollos para pequeños diámetros (fácil instalación y mecanización). Rollos de hasta 500 mts en tubería de 16 mm, 100 mts en 32 a 63 y 50 mts de 75 a 110. Tubos de 6 a 12 metros en diámetros grandes (> 110 mm).
• Diámetros de 12 a 500 mm. Presiones de 2,5 a 10 atm. En las tuberías portagoteros las presiones no deben superar las 3 atm.
• El PE puede permanecer a la intemperie (protección con negro carbono), pero dura menos que enterrado.
UNIONES EN POLIETILENO- Las uniones se realizan por manguitos interiores (se acoplan por presión) o racores (>
diámetro). No sirve ni el enroscado ni el encolado. Por termofusión o electrofusión para uniones superiores a 110 mm.
- Racores: La forma más empleada para unión de tuberías de PE de diámetros superiores a 20 mm. Montaje rápido. Se recomienda usar llaves de gancho articulado o grifa.
- Manguitos interiores: Para diámetros pequeños (12 – 20 mm), que soportan < presión. La tubería queda fijada entre salientes en forma de diente de tiburón. La mejor unión se consigue con anillas móviles de seguridad que aumentan de diámetro a medida que la tubería intenta salirse del manguito, bloqueándola. No lubricar ni calentar.
ELEMENTOS SINGULARES
• Son piezas especiales diseñadas para conectar dos tubos de igual o diferente material (PE, PVC, metal), cambiar el diámetro entre tuberías (reducciones, ampliaciones), cambiar la dirección de éstas (codos, tes), unir tuberías (conexiones), tapones finales, etc.
• También son necesarios para conectar las tuberías con elementos del riego como válvulas, reguladores, contadores, etc.
• En PE, algunas de las piezas más comunes son: tapones, enlaces rectos, enlaces reducidos, codos de 90º y 45º, T igual o reducida, enlaces mixtos de rosca M o H, que permiten la conexión de la tubería con cualquier pieza roscada.
OTRAS PIEZAS DE POLIETILENO. Collarín de toma: Se utiliza con mucha frecuencia para realizar derivaciones de agua o para colocar ventosas, manómetros, válvulas de alivio, etc. Se acopla a la tubería mediante un simple taladro. La conexión del collarín es roscada.
También se emplea el PE en riego por aspersión.
Válvulas de drenaje:
IMPORTANTE • El PE dilata o contrae mucho con la temperatura (15 cm por cada 100 mts
de longitud en una variación de 10 ºC de temperatura). Cuando se entierra en zanja se coloca formando ondulaciones y mejor tapar cuando está fría la tubería (por la mañana temprano en tiempo caluroso).
• Aconsejable un lecho de relleno sobre la tubería que se va a enterrar, exento de piedras (mejor arena).
• Al realizar el tendido de los tubos suministrados en rollos, se debe girar el rollo sobre si mismo para evitar la formación de espirales y aplastamientos.
• Las tuberías de PE con cierto diámetro se pueden cortar con una sierra de hierro. Los cortes han de ser longitudinalmente rectos.
• El PE es más barato que el PVC para diámetros inferiores a 50 mm.
VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL RIEGO SUBTERRANEO CON PE- Eficiencia en el uso de agua: Superficie seca, menos pierda por evaporación. - Control de hierbas: Menos malezas superficiales a mantener la superficie seca. - Incremento del rendimiento: Al reducir las pérdidas de agua. - Mantenimiento: Tuberías menos expuestas a la acción adversa de la radiación solar y los cambios en condiciones
ambientales como secado/mojado, frío/calor, por lo que su vida útil es mayor.- Mejor maniobrabilidad de la maquinaria.- Control de enfermedades: Al mantener la capa superior del suelo seca, se reducen las enfermedades. - Paisajismo: Permite regar sin interferir con el diseño visual y estético de parques y jardines. - Seguridad: Mayor protección del equipo ante vandalismo y otros daños, incluyendo animales.
• Se presentaron dos problemas en el uso del riego subterráneo:- Penetración de raíces: Las raíces pueden obstruir los goteros penetrando en ellos. Una solución es la aplicación de un
herbicida residual que inhiba el crecimiento de raíces en el área adyacente a los orificios de la tubería de goteo. Se suele emplear Trifluralina.
- Succión de suelo: Partículas del suelo pueden penetrar en el gotero debido a la presión de vacío cuando el agua es drenada al final del ciclo de riego. Este problema se soluciona aumentando los pasos de agua del gotero, permitiendo múltiples orificios de salida, e instalando válvulas de alivio de aire/vacío (ventosas).
POLICLORURO DE VINILO (PVC)
• Es rígido y bastante frágil, cristalizándose con la luz solar, por ello se emplea enterrado. Lo hay tratado para resistir la exposición solar, pero es más caro.
• Encontramos diámetros comerciales de 16 a 500 mm con distintas presiones de trabajo (4 a 16 atm). Superior a 50 mm sale más económico que el PE.
• UNE 53112. Se presenta en tubos de 5, 6 y 8 metros.
• Las uniones son por encolado (adhesivo disolvente del PVC para conexiones macho-hembra) para diámetros inferiores a 50 mm y por juntas tóricas o elásticas para diámetros superiores.
• Se entierran fríos (1º hora de la mañana) para evitar su dilatación con el sol.
• Problemas: cristalización, mayor fragilidad a impactos, aplastamiento y succiones y menos resistente a golpes de ariete que el PE por ser menos flexible.
• Precauciones: Enterrarlos más de 25 cm en el suelo (evitar agrietamientos por heladas) y que las tuberías se queden vacías en invierno.
ACCESORIOS DE P.V.C - Codo liso: Con los dos extremos lisos para pegar. Puede ser de 45° o 90°.
- Codo mixto: Tiene una entrada lisa para pegar y la otra roscada.
- Tes lisas: Tienen el mismo diámetro en las tres bocas (para pegar). Tes lisas reducidas: Tienen el mismo diámetro en las bocas de los extremos y un diámetro inferior en la derivación.
- Tes reducidas mixtas: Tienen extremos iguales para pegar y la derivación rosca hembra de inferior diámetro.
- Tes iguales mixtas: Tienen dos bocas lisas para pegar y la derivación en rosca hembra.
- Terminal rosca macho: Un extremo es para pegar y el otro esta roscado macho.
- Manguito hembra roscado: Igual que el anterior pero con rosca hembra.
- Casquillo reductor: Permite el paso de un diámetro superior al siguiente inferior.
- Tapones hembra: Usados al final de la tubería.
- Manguito liso: Para unir dos tubos del mismo diámetro sin rosca.
- Válvula de paso: Para abrir cerrar o regular el caudal de una tubería. Pueden ser roscadas o para pegar.
ELEMENTOS DE MEDIDA, CONTROL Y PROTECCIÓN
• DE MEDIDA: Suministran información de presión y caudal que tenemos en la red.– Contadores y rotámetros.– Manómetros.
• DE CONTROL: Regulan la circulación del agua por la red.– Reguladores de presión y caudal.– Válvulas manuales, hidráulicas y electroválvulas.
• DE PROTECCIÓN: Evitan que los elementos de la red sufran efectos indeseados.– Ventosas.– Calderines.– Válvulas de retención.
ELEMENTOS DE MEDIDA
• CONTADORES:
– Miden la cantidad de agua que pasa en un tiempo determinado.
– Los más utilizados son los tipo Woltman (de turbinas), por su precisión y menor precio. Estos contadores se basan en el movimiento de una rueda de paletas por donde pasa el agua. Cada giro implica un volumen de agua que se va acumulando en un medidor.
– Existen otros tipos electromagnéticos más precisos pero mucho más caros.
– Útiles para descubrir averías como obtrucciónes, roturas o fugas.
– Pueden controlar el gasto de agua de riego de forma más fiable que hacerlo por tiempo.
– Tienen pérdidas de carga de 1 – 3 mca.– Se instalan a la salida del cabezal de riego.– Deben quedar alejados de piezas que puedan
interferir en el flujo del agua (codos, tes, etc).
ROTÁMETROS
• Miden caudales instantáneos.• Constan de un flotador que se mueve
dentro de una cámara cilíndrica dispuesta verticalmente en la tubería.
• Tiene una escala graduada, generalmente en litros/hora.
• Suelen medir pequeños caudales.• Muy usado en los venturis.
MANÓMETROS
• Son medidores de presión. Necesarios para conocer el correcto funcionamiento de la instalación, así como su manejo y control.
• Es necesario medir presiones a la salida del grupo de bombeo, entrada y salida de los filtros, salida del cabezal, entrada a las subunidades de riego, etc.
• Las tomas manométricas son puntos de conexión rápida donde utilizamos el mismo manómetro portátil (evitamos errores de calibración).
• Los más utilizados son los tipo Bourdon, con glicerina en su interior.
• Informan de averías de cierta entidad en la instalación. Por ello, los manómetros bien situados son los ojos del regador.
REGULADORES DE PRESIÓN
• Regulan y controlan la presión a partir del punto de la red en que se instalan.
• Pueden bajar la presión, provocando pérdidas de carga adicionales, pero no subirla.
• Mantienen la presión de salida (aguas abajo) constante dentro de un rango de presiones.
• Pérdidas de carga de 2 – 5 mca (sin contar los efectos de la regulación).
• Se colocan a la entrada de cada subunidad de riego (arquillos), para mantener una presión constante y adecuada para el correcto trabajo de los emisores, evitando sobrepresiones, sobretodo en terrenos accidentados.
• Los que se instalan en sistemas de riego regulan presiones de hasta 10 kg/cm2.
VÁLVULAS
• Controlan el paso del agua, abriendo o cerrando el flujo, o bien regulando presión y caudal que pasa por ese punto.
• Pueden ser accionadas de forma manual o automática.• Los tipos de válvulas más usuales son:
– Válvulas de compuerta.– Válvulas de mariposa.– Válvulas de bola.– Válvulas hidráulicas.– Válvulas de retención.– Válvulas volumétricas.– Electroválvulas.
VÁLVULAS DE COMPUERTA, MARIPOSA Y BOLA
• VALVULAS DE COMPUERTA: Poseen una compuerta que se mueve verticalmente hacia arriba o abajo por la acción de un volante, abriendo, cerrando o regulando el paso del agua. Son muy estancas. Se usan tanto para diámetros grandes como pequeños.
• VÁLVULAS DE MARIPOSA: Poseen un disco del mismo diámetro que la tubería que gira según un eje vertical. Aparte de apertura y cierre, se usan para regular caudales y presiones. Totalmente abiertas provocan más PC que las anteriores. Se usan tanto para diámetros grandes como pequeños.
• VÁLVULAS DE BOLA: El mecanismo de cierre es una esfera con un orificio cilíndrico en el sentido del movimiento del agua a lo largo de la tubería. Se usan para cerrar/abrir totalmente el paso del agua. No utilizar para regular pues no son muy estancas. Se usan en pequeños diámetros (no mas de 3 pulgadas).
VÁLVULAS DE RETENCIÓN
• Son válvulas que sólo dejan circular el agua en un sentido, impidiendo que el flujo vuelva en sentido contrario.
• Se instalan a la salida de las bombas o estaciones de filtrado cuando el trazado de la tubería está en cotas superiores (para evitar golpes de ariete o flujo inverso en los filtros).
• Las válvulas de pie se instalan en la entrada del agua por la tubería de aspiración (para bombas situadas sobre el nivel del agua). Evitan que dicha tubería se vacíe y se pueda cebar la bomba para su correcto funcionamiento.
Cuando por las dimensiones de una unidad de riego o en diseños donde riegan más de una unidad al mismo tiempo, resulta más económico, combinar las válvulas volumétricas con válvulas hidráulicas normalmente cerradas. La toma de presión se sitúa aguas debajo de la válvula volumétrica, de forma que cuando esta abre envía la señal de presión a la o las válvulas hidráulicas para que estas realicen la apertura, inversamente ocurre, cuando la válvula volumétrica cierra, la presión deja de llegar y la válvula hidráulica cierra.
VÁLVULAS HIDRÁULICAS• Son válvulas donde el paso del agua es controlado mediante una membrana flexible, cuya
posición es regulada en función de las presiones de entrada/salida a la cámara interior.• Abren o cierran totalmente el paso del agua cuando reciben una presión generada por una
señal hidráulica. Si esta presión cierra la válvula se denomina normalmente abierta y si por el contrario la abre, se llama normalmente cerrada.
• Muy empleadas en redes de riego y cualquier sistema hidráulico por su simplicidad y multifuncionalidad.
• El exterior esta constituido por dos piezas (cuerpo y tapa), en cuyo interior se encuentran la membrana de caucho que es el elemento de apertura o cierre.
• La válvula de tres vías exterior permite la apertura o cierre manual de la válvula, así como la actuación de la misma de acuerdo a una señal hidráulica o eléctrica a distancia.
• Las válvulas hidráulicas están disponibles en tamaños que van desde 3/4'' hasta 16" y en tres tipos de material: plástico, bronce y fundición de hierro.
VÁLVULAS HIDRÁULICAS
• Además de abrir y cerrar totalmente el paso del agua, se pueden dotar de pilotos para regular las presiones de salida (reguladores de presión), presiones de entrada (sostenedores de presión), etc.
VÁLVULAS HIDRÁULICAS
PILOTOS
• Son dispositivos hidráulicos con sensores que actúan sobre un válvula modificando su comportamiento.
• El piloto está constituido por un cuerpo de bronce o plástico en cuyo interior se alojan un muelle, un diafragma y un pistón. Tiene un tornillo de ajuste de la presión por la parte superior. El diafragma unido al pistón se desplaza verticalmente hacia arriba y hacia abajo de acuerdo a la alta o baja presión detectada en la conexión.
• Este pistón actúa como un selector que comunica un paso o puerto a la cámara de la válvula y uno de los otros puertos a la presión, el desplazamiento del vástago conecta la cámara a la atmósfera para abrir la válvula o bien la presuriza para cerrarla.
ELECTROVÁLVULAS
• Válvula hidráulica dotada con un dispositivo electromagnético (solenoide) que se acciona al recibir una señal eléctrica, lo que permite abrir o cerrar el paso del agua hacia la válvula hidráulica.
• Son necesarias cuando se automatiza el riego, siendo el programador quien acciona la electroválvula con un impulso eléctrico.
VENTOSAS
• SON NECESARIAS PARA:
– Expulsar el aire de la tubería a lo largo del riego, evitando que bolsas de aire se acumulen en los puntos altos y que impiden el libre paso del agua (más pérdidas de carga y menor caudal circulante, pues se reduce la sección), incluso pueden interrumpir el paso del agua totalmente. También puede ocasionar errores en la medición de los manómetros y elementos de control, etc. Otro efecto negativo es la cavitación de las bombas.
– En fase de sobrepresión (cuando entra el agua), expulsan aire de la tubería. El aire es un fluido fácilmente compresible, por lo que una bolsa de aire puede disminuir considerablemente su volumen, incrementándose la presión y dando lugar a roturas en las conducciones.
– Durante la fase de depresión, cuando se para una bomba, ocurre una avería o se cierra una válvula, permiten la entrada de aire para evitar el vacío con efectos negativos como el aplastamiento de la tubería o la entrada de impurazas en los goteros.
ENTRADA DE AIRE EN LAS TUBERÍAS
• El aire de las conducciones puede tener distintos orígenes:
– Antes de la puesta en funcionamiento de cualquier red de tuberías, éstas se encuentra llenas de aire, que será necesario evacuar.
– Los vórtices que se generan en la aspiración de las bombas pueden arrastrar aire hacia el interior de las conducciones.
– La cantidad de aire que puede llevar disuelto el agua depende de la presión. A mayor presión, mayor cantidad. La disminución de presión puede dar lugar a una liberación de parte del aire disuelto, formándose burbujas que quedan atrapadas en los puntos altos de las conducciones.
– Entradas de aire a través de fisuras, juntas o incluso de la propia ventosa si no funciona correctamente.
TIPOS DE VENTOSAS
• Ventosas monofuncionales (purgadores): La más sencilla y su misión es únicamente la de eliminar pequeñas cantidades de aire que se acumulan en las conducciones durante su funcionamiento. Consta de un orificio que se abre o cierra mediante un mecanismo acoplado a un flotador. Este flota en el agua pero no en el aire, de manera que cuando la cámara esta llena de aire, éste hace suficiente presión como para bajar el nivel del agua y así el flotador, que abre el orificio de salida de aire. Cuando ha sido expulsado, su lugar en la cámara es ocupado por agua que hace elevarse de nuevo al flotador, cerrando la conexión de la ventosa con la atmósfera.
FUNCIONAMIENTO DE VENTOSA BIFUNCIONAL• Ventosas bifuncionales: permiten tanto la evacuación del aire en la tubería durante el
llenado como la admisión en su vaciado.
Cuando el aire llega a la ventosa, el flotador permanece en reposo dentro de su protector que lo aísla del flujo de aire. Esto evita que el flotador suba y obstruya el orificio con lo que cerraría la ventosa. Solo cuando el agua alcanza el suficiente nivel dentro de la ventosa, desplazará hacia arriba el flotador cerrando así la ventosa. En el proceso de succión, desciende el nivel del agua en la cámara de la ventosa, lo que provoca el descenso del flotador que abrirá la ventosa a la atmósfera, permitiendo al aire entrar en al sistema evitando el daño por vacío.
• Ventosas trifuncionales: realizan las tres funciones (purga, admisión y expulsión).
ESQUEMA DE VENTOSA TRIFUNCIONAL
Colocación de ventosas en una instalación de riego:
• Puntos elevados de la conducción. • Extremos de ramales finales con pendiente ascendente.• Tramos largos de pendiente uniforme (cada 500 mts)• Cambios de pendiente en la conducción.• Aguas arriba de las reducciones de diámetro.• A la salida de los pozos (sobre todo si son profundos),
aguas arriba de la válvula de retención, para evacuar durante el arranque el aire acumulado.
• A la entrada y salida de un sifón invertido (por ejemplo el cruce de una carretera).
• En la parte superior de un paso elevado.• En la parte alta de los colectores del sistema de filtrado.• Aguas a bajo de un punto donde exista una
reducción de presión.
UBICACIÓN DE LAS VENTOSAS DE TRIPLE ACCIÓN
Como norma general podemos dar una relación entre el diámetro de la conducción y el de la ventosa a instalar
INSTALACIÓN DE UN RIEGO DE JARDÍN A PARTIR DE UNA
TOMA DE AGUA BAJO EL FREGADERO DE LA CASA
INSTALACIÓN DE UN TEMPORIZADOR CON ACOPLAMIENTOS DE
TUBERÍA DE RIEGO (PE 25) Y ARQUETA
