Sistema de riego y componentes.
1.- Sistema de riego.
1.1.- Ventajas e inconvenientes del riego localizado.
2.- Componentes del sistema.
2.1.- Cabezal de riego.
2.1.1.- Necesidad de filtrado.
2.1.2.- Riego localizado.
2.2.- Tuberías.
2.3.- Emisores.
2.3.1.- De largo conducto.
2.3.2.- De orificio
2.3.3.- Vortex.
2.3.4.- Autocompensante.
1.- Sistema de riego.
El sistema de riego elegido, es el de riego localizado. El riego localizado constituye un sistema de aplicación de agua al suelo o sustrato a través de unos emisores situados en las tuberías de riego. Mediante estos dispositivos se pone el agua a disposición de la planta, a bajo caudal y de forma frecuente, originando en el suelo o sustrato una zona húmeda limitada conocida como bulbo, en la cual se mantiene la humedad constante.
En este sistema de riego, además del elemento agua, se suministran los fertilizantes y ciertos productos como pueden ser insecticidas, fungicidas, herbicidas, etc. disueltos todos ellos en el agua.
El agua, junto con el resto de elementos fundamentales para la planta, es llevada de forma continua desde un embalse a cada planta por una red de tuberías, previo filtrado hasta el elemento fundamental del sistema que es el emisor o gotero, donde se produce una descarga gota a gota.
1.1.- Ventajas e inconvenientes del riego localizado.
El riego localizado en general, presenta las siguientes ventajas:
Mayor aprovechamiento por planta del agua aportada.
Mantenimiento constante del nivel óptimo de humedad en el sustrato.
Reducción de las dosis de fertilizantes debido a su mayor eficacia.
Mayor uniformidad en el desarrollo vegetativo, aumento de la producción y mejora de la calidad.
No precisa abancalamiento.
Disminución del grado de infección de malas hierbas al mojar menos superficie de suelo o sustrato.
No produce apelmazamiento del terreno al eliminar labores mecánicas.
Buen acceso a la plantación en cualquier momento como consecuencia de permanecer las calles secas.
Ahorro de mano de obra.
Por el contrario, presenta los siguientes inconvenientes:
Precisa una mayor especialización por parte del agricultor.
Riesgo de salinización como consecuencia de un inadecuado manejo del riego.
Necesidad de diseño y montaje de las instalaciones por personal altamente especializado.
Control de calidad de los materiales que se instalan.
En general, se puede afirmar que el éxito o fracaso de una instalación de riego localizado radica en el manejo del sistema, mediante el control de la instalación y del cultivo, teniendo todo ello una clara incidencia en la productividad.
2.- Componentes del sistema.
Cualquier instalación de riego localizado debe reunir los siguientes componentes:
2.1.- Cabezal de riego.
El cabezal constituye sin lugar a dudas el elemento decisivo del sistema, pues a través de él podemos realizar las siguientes operaciones:
Eliminar sólidos en suspensión, esta operación se realizará a través de los sucesivos filtros con los que se encontrará el agua en su recorrido.
Aplicar al agua los fertilizantes y productos químicos, operación que se puede llevar a cabo de diferentes maneras en el caudal principal de agua.
Controlar la dosis de agua aplicada. Esta operación se realizará , a través del contador de agua que se colocará a la entrada de la tubería principal, de la que partirá toda la red de riego.
Mezcla y almacenaje de los distintos fertilizantes que se aplicarán en los riegos de los distintos cultivos. Tendremos un depósito de mezcla y dos o cuatro depósitos de almacenaje, para los cuatro fertilizantes principales (N, P, K y Micronutrientes). Además contaremos con un depósito adicional para el almacenaje del ácido, que usaremos para el control del pH en el riego.
Coordinación de todas las operaciones, manualmente en caos de no disponer de mezclador automático de los abonos o través de un sistema informático de control de riego.
Es el corazón del cabezal, controla todos los procesos que se llevan a cabo durante el riego. Cuenta con sensores de C.E., pH y Temperatura del agua, de forma que la mezcla con los abonos, siempre este dentro de unos límites adecuados al cultivo.
La mezcla del agua y el abono se puede realizar en un tubo de mezcla, mucho más flexible que los depósitos de mezcla a la hora de cambiar el riego de un sector a otro. El cabezal de riego además suele contar con caudalímetros para medir la cantidad de cada uno de los abonos que se aplican.
2.1.1. Necesidad de filtrado.
La limitación actual de los recursos hídricos ha propiciado la utilización agrícola de aguas de muy diversa procedencia, que si bien en riego tradicional no requieren filtrado previo, en los riegos localizados éste sí es necesario.
El fundamento básico de este tipo de riego consiste en la aplicación puntual del agua, a través de un emisor o gotero, en cuyo interior circula el agua por pequeños canales o laberintos tortuosos de reducido paso.
Ante el hecho de que la práctica totalidad de las aguas contienen o arrastran materiales sólidos capaces de obturar por si mismos los emisores, surge la necesidad de la filtración, considerándose adecuada desde el punto de vista físico, cuando elimina los sólidos de un diámetro mayor a 1/8 ó 1/10 del diámetro del emisor.
No se debe hablar de aguas inadecuadas para riego localizado por problemas de sólidos en suspensión, ya que con tratamientos químicos y filtraciones adecuadas pueden ser corregidas, salvo en casos donde la elevada concentración de sólidos en suspensión lo haga económicamente inviable.
Dependiendo de la procedencia del agua de riego y del proceso de transporte y almacenamiento de ésta antes de ser utilizada, podemos tener una idea aproximada de la naturaleza de los elementos en suspensión, y en función de éstos elegir el tipo de filtrado necesario.
Resultará por tanto imprescindible disponer de un análisis de agua cualitativo y cuantitativo de los sólidos en suspensión.
La naturaleza de las partículas sólidas en suspensión puede ser:
Orgánica: algas, bacterias, materiales abióticos, etc.
Inorgánica: arenas, limos y arcillas.
En el primer caso requieren filtrado de arena y en el segundo de mallas o anillas; en caso muy especial han de realizarse prefiltrados, fundamentalmente cuando los contenidos de sólidos en suspensión ya sean orgánicos o inorgánicos aparezcan en cantidades elevadas. Así, se utilizarán los hidrociclones para la eliminación de las arenas, y los filtros de arena para tratamiento de aguas residuales con alto contenido en materiales orgánicos.
En el filtrado del agua, generalmente, es necesario el uso de filtros de arena y de mallas o anillas colocados en este orden, de manera que el agua circula primero por el de arena, encontrándose a continuación el punto de entrada de los fertilizantes y productos químicos a la red, que queda situado entre ambos filtros (de forma que cualquier impureza del fertilizante o precipitado que se forme al reaccionar con el agua queden retenidos).
El dimensionamiento de las superficies filtrantes viene definido por tres parámetros:
Intensidad de filtrado
Caudal
Velocidad
La intensidad del filtrado está determinada por el tipo de emisor.
El segundo parámetro está en función del volumen de agua demandado por la instalación.
La velocidad del agua a través de los filtros influye directamente tanto en las pérdidas de carga, como en la frecuencia de limpieza de los mismos.
Como norma general cualquier tipo de filtrado debe reunir las siguientes características:
Material adecuado, resistente a la oxidación y a las presiones normales de trabajo.
Pérdidas de carga mínimas al paso del agua a través del filtro, para evitar consumo de energía innecesaria, con la consiguiente repercusión económica.
Fácil manejo del equipo de limpieza, ya que los elementos retenidos por el filtro van obturándolo progresivamente, exigiendo su limpieza periódica.
Resistencia de los materiales al ataque de los distintos productos químicos disueltos en el agua de riego que puedan destruir la estructura interna de los filtros.
Fácil automatización de los dispositivos de limpieza, lo que posibilita un mejor rendimiento de la instalación.
El cabezal de la instalación necesita de manómetros, colocados a la entrada y a la salida de cada bloque de elementos de filtrado, de forma que las diferencias de presión nos indican el estado de obturación de los filtros y el momento oportuno de realizar la limpieza, así como qué elementos son los que necesitan ser limpiados.
Por último, debemos resaltar el alto nivel tecnológico alcanzado en sistemas de filtración en nuestra Región, altamente competitivo frente a los equipos de importación, generalmente más costosos y concebidos para condiciones de calidad de aguas menos problemáticas.
2.1.2.- Riego localizado
La agricultura moderna, y en particular la de los riegos localizados, requiere un control eficaz, preciso y balanceado de la calidad del agua de riego, que no puede obtenerse sin una adecuada elección y dimensionamiento de los elementos de filtrado.
La misión de los filtros es retener, en la superficie o en el seno de la masa filtrante, los sólidos en suspensión que contiene el agua de riego.
Pasamos a describir los primeros elementos filtrantes con los que se encuentra el agua en un cabezal de riego, y que a veces son susceptibles de eliminación en función de su calidad desde el punto de vista físico.
SALIDA DEL EMBALSE
Es de destacar que en los actuales sistemas de riego a la demanda es imprescindible la utilización de embalses reguladores, sobre todo en explotaciones donde utilicen el riego localizado, para asegurar la disponibilidad de agua en función de la demanda hídrica de cultivo. Para ello es muy importante tener en cuenta que la alimentación del cabezal, desde tomas superficiales, mejora el rendimiento de los sistemas de filtrado; esto se realiza mediante la colocación de un flotador del que cuelga la boca de toma, a un metro aproximadamente de la superficie del agua, con el fin de no arrastrar las materias que pudiesen encontrarse en el fondo o flotando en la superficie.
HIDROCICLÓN
Se hace necesario cuando el agua lleva partículas gruesas más densas que el agua, y que no sean limos ni arcillas, tales como la separación de arena de agua de pozos artesianos y cieno del agua fluvial. Su fundamento es un dispositivo de acero en forma troncocónica donde se produce un movimiento giratorio del agua a gran velocidad, mantiene una pérdida de presión muy reducida, y una eficacia estimada en un 90% o aún mayor. Los sólidos decantados son reunidos en un tanque de sedimentación, que puede ser drenado en forma constante o periódica, en este último caso si la acumulación de sólidos se produce en una forma intensiva.
Batería de hidrociclones en un cabezal de riego localizado.
Ventajas del hidrociclón:
Se trata de un dispositivo simple, de fácil operación y mantenimiento que no dispone de partes móviles ni cedazos o tamices.
Acusa un descenso constante de presión para una capacidad dada, no es afectado por caídas bruscas de presión y no puede ser obturado por los sólidos que son separados. Necesita una superficie mínima de suelo y de espacio libre reducido hacia arriba que realiza una separación constante.
La inversión inicial es reducida, además de que los costes de mantenimiento y operación son también reducidos. Es de destacar, también, que el hidrociclón propiamente dicho y el depósito colector tienen la misma presión y, por tanto, no necesitan bombas o depósitos adicionales. Ya que el descenso de presión es mínimo, pueden ser introducidos con facilidad en sistemas ya existentes.
Los sólidos son purgados del depósito colector con una descarga mínima de líquido. En los filtros convencionales nos encontramos con una descarga mayor de agua para su limpieza, además de que se obturan con los elementos filtrados, con lo que su eficiencia se va viendo reducida.
Aplicaciones del hidrociclón:
Principalmente es utilizado para protección de bombas, válvulas, etc., para evitar daños y el desgaste causado por materias sólidas en exceso, sobre todo en aguas procedentes de pozo, antes de que sea filtrada mediante otros métodos como la arena y los discos o mallas, ya que puede reducir la inversión inicial y el costo de operación de los equipos.
Los datos técnicos correspondientes a los límites de funcionamiento, eficiencia de separación y capacidad en relación con la caída de presión, deben ser aportados por la casa suministradora del material y nos dará idea de la conveniencia de incorporar o no este tipo de elementos a nuestro cabezal de riego.
FILTROS DE SEGURIDAD
Los filtros de seguridad suelen ser pequeños filtros universales de material plástico o metálico con diámetros 3/4" a 2", y se utilizan sobre todo en cabeza de las subunidades de riego para evitar entrada de suciedad a los ramales portagoteros por roturas o reparaciones de la red principal. Excepción hecha de los filtros de disco, todos ellos han sido diseñados de modo tal que la dirección del flujo corre a lo largo del eje longitudinal del cilindro, causando una pérdida mínima de presión. Este principio de flujo directo logra que las partículas filtradas se acumulen en el extremo del cilindro, de donde pueden ser fácilmente eliminadas por la limpieza a chorro realizada por medio de una válvula de descarga, provista para cumplir esta función.
Este tipo de filtro también debe ser utilizado a la salida de la cuba de fertilizantes, con el fin de eliminar las impurezas que puedan llevar éstos consigo.
2.2.- Tuberías.
Partiendo del cabezal y formando un entramado en todo el invernadero, las tuberías distribuyen el agua y los fertilizantes hasta los emisores. Las tuberías se van bifurcando desde el cabezal de riego, hasta llegar a los emisores o goteros. Los distintos nombres que reciben las tuberías vienen dados por el rango de ramificación:
Primaria o Principal. Es la tubería que parte del cabezal de riego, llevando el agua desde este hasta las distintas bifurcaciones.
Secundarias. Son todas aquellas tuberías que nacen de la primaria.
Terciarias. Nacen de las secundarias y llevan el agua desde estas hasta los ramales.
Laterales o ramales. Son el último eslabón de la cadena, llevan el agua hasta los goteros.
Los materiales utilizados para su fabricación son el PVC y el PE, normalmente el primero para tuberías principales y secundarias en tramos enterrados, y el segundo para las tuberías terciarias y portagoteros, aunque en algunos casos toda la instalación se realiza en PE.
Descripción de la instalación diseñada:
Todas las tuberías de PE, están regidas por las normas UNE 53131 y UNE 53367, siendo el PE utilizado de baja densidad (0,932).
2.3.- Emisores.
Los emisores o goteros son el último eslabón y pieza clave del sistema, cuya misión es dosificar el agua aportada al cultivo. El agua se distribuye en el suelo o sustrato utilizado para la implantación de las plantas, formando un bulbo húmedo en el mismo.
Existen multitud de tipos de emisores, en función del dispositivo o sistema en que se basan para reducir la presión con que circula el agua en el interior de la instalación y como consecuencia directa según el régimen de funcionamiento.
Según el dispositivo de pérdida de carga: Goteros de tipo no autocompensante.
2.3.1.- De largo conducto.
Los goteros de largo conducto son los más antiguos, evolucionaron en el tiempo, partiendo del microtubo, pasando por el helicoidal, para llegar por fin al de laberinto.
El de microtubo es el más antiguo, consta de un tubo, generalmente de polietileno, de diámetro comprendido entre 0,6 y 2 mm., y de longitud variable. El régimen de descarga es laminar (x = 1), con lo que son muy sensibles a las variaciones de temperatura y presión, además de tener un alto riesgo de obturación.
El helicoidal es una evolución del anterior, consiste en enrollar el microtubo alrededor de un cilindro, para conseguir un gotero más compacto. El hecho de que la trayectoria del agua sea helicoidal, aleja el régimen hidráulico de laminar, con lo que son menos sensibles que los anteriores a las variaciones de temperatura, presión y obturaciones.
Por último, el de laberinto. En estos goteros se obliga al agua a recorrer un camino tortuoso, de forma que el régimen de funcionamiento es prácticamente turbulento (x=0,5), con lo que son muy poco sensibles a temperatura, presión y obturaciones.
2.3.2.- Orificio.
Es la primera solución que se le ocurre a cualquiera para obtener un riego localizado, consiste en hacer una perforación de pequeño diámetro en la tubería. Es una solución poco recomendable, por la variación de las características de los materiales plásticos con el tiempo. Las características hidráulicas de descarga son turbulentas, pero dado el pequeño diámetro de la perforación, son muy sensibles a las obturaciones.
2.3.3.- Vortex.
Evolucionaron a partir de los anteriores, para intentar paliar el problema de su pequeño diámetro. De hecho, el gotero vortex, es un gotero de orificio, en el que el agua, después de atravesar un orificio, se ve obligada a circular por una cámara donde entra tangencialmente, debido a lo cual, la presión del agua se disipa en parte en energía centrífuga, por lo que el tamaño del orificio no tiene porque ser tan pequeño como en el anterior gotero. El régimen de descarga es turbulento (x=0,4), además de contar con una pequeña autocompensación, debido a que al aumentar la presión del agua, aumenta la velocidad de la misma en la cámara del vortex, con lo que aumenta su pérdida de carga.
2.3.4.- Autocompensante.
Estos goteros cuentan con una membrana de caucho o silicona, que se deforma con la diferencia de presiones existentes antes y después de la misma, con lo que el caudal se mantiene constante. Un gotero autocompensante perfecto tendría un exponente de descarga x=0, aunque en la práctica no es así, los valores de x están muy próximos a este valor, con lo que se consigue una uniformidad de caudal dentro de un régimen de presiones, que deberá marcar el fabricante. Este tipo de goteros es muy interesante para conseguir un coeficiente de uniformidad en el riego alto, independientemente de las perdidas de carga sufridas por el agua en los distintos elementos de la instalación y las debidas a las diferencias topográficas del terreno.
Goteros de tipo Autocompensante.
El tipo de gotero utilizado en nuestra instalación, es de este último tipo con una variación en el concepto y es que se abre y se cierra a una determinada `presión 0,5 kg/cm por lo que podemos afirmar que tambien es antidrenante. Hemos elegido este tipo de gotero, debido a que queremos conseguir la máxima uniformidad de riego en la instalación, independientemente de las pérdidas de carga que se producen, debidas a la inserción de los distintos laterales, la inserción de los goteros y la propia longitud de las tuberías, que ocasionan que la presión de llegada del agua a los goteros no sea uniforme. Así, con este tipo de goteros conseguimos tener un caudal constante en todos los emisores, consiguiendo un máximo control del riego y una máxima eficiencia del riego.
1.- Sistema de riego.
1.1.- Ventajas e inconvenientes del riego localizado.
2.- Componentes del sistema.
2.1.- Cabezal de riego.
2.1.1.- Necesidad de filtrado.
2.1.2.- Riego localizado.
2.2.- Tuberías.
2.3.- Emisores.
2.3.1.- De largo conducto.
2.3.2.- De orificio
2.3.3.- Vortex.
2.3.4.- Autocompensante.
1.- Sistema de riego.
El sistema de riego elegido, es el de riego localizado. El riego localizado constituye un sistema de aplicación de agua al suelo o sustrato a través de unos emisores situados en las tuberías de riego. Mediante estos dispositivos se pone el agua a disposición de la planta, a bajo caudal y de forma frecuente, originando en el suelo o sustrato una zona húmeda limitada conocida como bulbo, en la cual se mantiene la humedad constante.
En este sistema de riego, además del elemento agua, se suministran los fertilizantes y ciertos productos como pueden ser insecticidas, fungicidas, herbicidas, etc. disueltos todos ellos en el agua.
El agua, junto con el resto de elementos fundamentales para la planta, es llevada de forma continua desde un embalse a cada planta por una red de tuberías, previo filtrado hasta el elemento fundamental del sistema que es el emisor o gotero, donde se produce una descarga gota a gota.
1.1.- Ventajas e inconvenientes del riego localizado.
El riego localizado en general, presenta las siguientes ventajas:
Mayor aprovechamiento por planta del agua aportada.
Mantenimiento constante del nivel óptimo de humedad en el sustrato.
Reducción de las dosis de fertilizantes debido a su mayor eficacia.
Mayor uniformidad en el desarrollo vegetativo, aumento de la producción y mejora de la calidad.
No precisa abancalamiento.
Disminución del grado de infección de malas hierbas al mojar menos superficie de suelo o sustrato.
No produce apelmazamiento del terreno al eliminar labores mecánicas.
Buen acceso a la plantación en cualquier momento como consecuencia de permanecer las calles secas.
Ahorro de mano de obra.
Por el contrario, presenta los siguientes inconvenientes:
Precisa una mayor especialización por parte del agricultor.
Riesgo de salinización como consecuencia de un inadecuado manejo del riego.
Necesidad de diseño y montaje de las instalaciones por personal altamente especializado.
Control de calidad de los materiales que se instalan.
En general, se puede afirmar que el éxito o fracaso de una instalación de riego localizado radica en el manejo del sistema, mediante el control de la instalación y del cultivo, teniendo todo ello una clara incidencia en la productividad.
2.- Componentes del sistema.
Cualquier instalación de riego localizado debe reunir los siguientes componentes:
2.1.- Cabezal de riego.
El cabezal constituye sin lugar a dudas el elemento decisivo del sistema, pues a través de él podemos realizar las siguientes operaciones:
Eliminar sólidos en suspensión, esta operación se realizará a través de los sucesivos filtros con los que se encontrará el agua en su recorrido.
Aplicar al agua los fertilizantes y productos químicos, operación que se puede llevar a cabo de diferentes maneras en el caudal principal de agua.
Controlar la dosis de agua aplicada. Esta operación se realizará , a través del contador de agua que se colocará a la entrada de la tubería principal, de la que partirá toda la red de riego.
Mezcla y almacenaje de los distintos fertilizantes que se aplicarán en los riegos de los distintos cultivos. Tendremos un depósito de mezcla y dos o cuatro depósitos de almacenaje, para los cuatro fertilizantes principales (N, P, K y Micronutrientes). Además contaremos con un depósito adicional para el almacenaje del ácido, que usaremos para el control del pH en el riego.
Coordinación de todas las operaciones, manualmente en caos de no disponer de mezclador automático de los abonos o través de un sistema informático de control de riego.
Es el corazón del cabezal, controla todos los procesos que se llevan a cabo durante el riego. Cuenta con sensores de C.E., pH y Temperatura del agua, de forma que la mezcla con los abonos, siempre este dentro de unos límites adecuados al cultivo.
La mezcla del agua y el abono se puede realizar en un tubo de mezcla, mucho más flexible que los depósitos de mezcla a la hora de cambiar el riego de un sector a otro. El cabezal de riego además suele contar con caudalímetros para medir la cantidad de cada uno de los abonos que se aplican.
2.1.1. Necesidad de filtrado.
La limitación actual de los recursos hídricos ha propiciado la utilización agrícola de aguas de muy diversa procedencia, que si bien en riego tradicional no requieren filtrado previo, en los riegos localizados éste sí es necesario.
El fundamento básico de este tipo de riego consiste en la aplicación puntual del agua, a través de un emisor o gotero, en cuyo interior circula el agua por pequeños canales o laberintos tortuosos de reducido paso.
Ante el hecho de que la práctica totalidad de las aguas contienen o arrastran materiales sólidos capaces de obturar por si mismos los emisores, surge la necesidad de la filtración, considerándose adecuada desde el punto de vista físico, cuando elimina los sólidos de un diámetro mayor a 1/8 ó 1/10 del diámetro del emisor.
No se debe hablar de aguas inadecuadas para riego localizado por problemas de sólidos en suspensión, ya que con tratamientos químicos y filtraciones adecuadas pueden ser corregidas, salvo en casos donde la elevada concentración de sólidos en suspensión lo haga económicamente inviable.
Dependiendo de la procedencia del agua de riego y del proceso de transporte y almacenamiento de ésta antes de ser utilizada, podemos tener una idea aproximada de la naturaleza de los elementos en suspensión, y en función de éstos elegir el tipo de filtrado necesario.
Resultará por tanto imprescindible disponer de un análisis de agua cualitativo y cuantitativo de los sólidos en suspensión.
La naturaleza de las partículas sólidas en suspensión puede ser:
Orgánica: algas, bacterias, materiales abióticos, etc.
Inorgánica: arenas, limos y arcillas.
En el primer caso requieren filtrado de arena y en el segundo de mallas o anillas; en caso muy especial han de realizarse prefiltrados, fundamentalmente cuando los contenidos de sólidos en suspensión ya sean orgánicos o inorgánicos aparezcan en cantidades elevadas. Así, se utilizarán los hidrociclones para la eliminación de las arenas, y los filtros de arena para tratamiento de aguas residuales con alto contenido en materiales orgánicos.
En el filtrado del agua, generalmente, es necesario el uso de filtros de arena y de mallas o anillas colocados en este orden, de manera que el agua circula primero por el de arena, encontrándose a continuación el punto de entrada de los fertilizantes y productos químicos a la red, que queda situado entre ambos filtros (de forma que cualquier impureza del fertilizante o precipitado que se forme al reaccionar con el agua queden retenidos).
El dimensionamiento de las superficies filtrantes viene definido por tres parámetros:
Intensidad de filtrado
Caudal
Velocidad
La intensidad del filtrado está determinada por el tipo de emisor.
El segundo parámetro está en función del volumen de agua demandado por la instalación.
La velocidad del agua a través de los filtros influye directamente tanto en las pérdidas de carga, como en la frecuencia de limpieza de los mismos.
Como norma general cualquier tipo de filtrado debe reunir las siguientes características:
Material adecuado, resistente a la oxidación y a las presiones normales de trabajo.
Pérdidas de carga mínimas al paso del agua a través del filtro, para evitar consumo de energía innecesaria, con la consiguiente repercusión económica.
Fácil manejo del equipo de limpieza, ya que los elementos retenidos por el filtro van obturándolo progresivamente, exigiendo su limpieza periódica.
Resistencia de los materiales al ataque de los distintos productos químicos disueltos en el agua de riego que puedan destruir la estructura interna de los filtros.
Fácil automatización de los dispositivos de limpieza, lo que posibilita un mejor rendimiento de la instalación.
El cabezal de la instalación necesita de manómetros, colocados a la entrada y a la salida de cada bloque de elementos de filtrado, de forma que las diferencias de presión nos indican el estado de obturación de los filtros y el momento oportuno de realizar la limpieza, así como qué elementos son los que necesitan ser limpiados.
Por último, debemos resaltar el alto nivel tecnológico alcanzado en sistemas de filtración en nuestra Región, altamente competitivo frente a los equipos de importación, generalmente más costosos y concebidos para condiciones de calidad de aguas menos problemáticas.
2.1.2.- Riego localizado
La agricultura moderna, y en particular la de los riegos localizados, requiere un control eficaz, preciso y balanceado de la calidad del agua de riego, que no puede obtenerse sin una adecuada elección y dimensionamiento de los elementos de filtrado.
La misión de los filtros es retener, en la superficie o en el seno de la masa filtrante, los sólidos en suspensión que contiene el agua de riego.
Pasamos a describir los primeros elementos filtrantes con los que se encuentra el agua en un cabezal de riego, y que a veces son susceptibles de eliminación en función de su calidad desde el punto de vista físico.
SALIDA DEL EMBALSE
Es de destacar que en los actuales sistemas de riego a la demanda es imprescindible la utilización de embalses reguladores, sobre todo en explotaciones donde utilicen el riego localizado, para asegurar la disponibilidad de agua en función de la demanda hídrica de cultivo. Para ello es muy importante tener en cuenta que la alimentación del cabezal, desde tomas superficiales, mejora el rendimiento de los sistemas de filtrado; esto se realiza mediante la colocación de un flotador del que cuelga la boca de toma, a un metro aproximadamente de la superficie del agua, con el fin de no arrastrar las materias que pudiesen encontrarse en el fondo o flotando en la superficie.
HIDROCICLÓN
Se hace necesario cuando el agua lleva partículas gruesas más densas que el agua, y que no sean limos ni arcillas, tales como la separación de arena de agua de pozos artesianos y cieno del agua fluvial. Su fundamento es un dispositivo de acero en forma troncocónica donde se produce un movimiento giratorio del agua a gran velocidad, mantiene una pérdida de presión muy reducida, y una eficacia estimada en un 90% o aún mayor. Los sólidos decantados son reunidos en un tanque de sedimentación, que puede ser drenado en forma constante o periódica, en este último caso si la acumulación de sólidos se produce en una forma intensiva.
Batería de hidrociclones en un cabezal de riego localizado.
Ventajas del hidrociclón:
Se trata de un dispositivo simple, de fácil operación y mantenimiento que no dispone de partes móviles ni cedazos o tamices.
Acusa un descenso constante de presión para una capacidad dada, no es afectado por caídas bruscas de presión y no puede ser obturado por los sólidos que son separados. Necesita una superficie mínima de suelo y de espacio libre reducido hacia arriba que realiza una separación constante.
La inversión inicial es reducida, además de que los costes de mantenimiento y operación son también reducidos. Es de destacar, también, que el hidrociclón propiamente dicho y el depósito colector tienen la misma presión y, por tanto, no necesitan bombas o depósitos adicionales. Ya que el descenso de presión es mínimo, pueden ser introducidos con facilidad en sistemas ya existentes.
Los sólidos son purgados del depósito colector con una descarga mínima de líquido. En los filtros convencionales nos encontramos con una descarga mayor de agua para su limpieza, además de que se obturan con los elementos filtrados, con lo que su eficiencia se va viendo reducida.
Aplicaciones del hidrociclón:
Principalmente es utilizado para protección de bombas, válvulas, etc., para evitar daños y el desgaste causado por materias sólidas en exceso, sobre todo en aguas procedentes de pozo, antes de que sea filtrada mediante otros métodos como la arena y los discos o mallas, ya que puede reducir la inversión inicial y el costo de operación de los equipos.
Los datos técnicos correspondientes a los límites de funcionamiento, eficiencia de separación y capacidad en relación con la caída de presión, deben ser aportados por la casa suministradora del material y nos dará idea de la conveniencia de incorporar o no este tipo de elementos a nuestro cabezal de riego.
FILTROS DE SEGURIDAD
Los filtros de seguridad suelen ser pequeños filtros universales de material plástico o metálico con diámetros 3/4" a 2", y se utilizan sobre todo en cabeza de las subunidades de riego para evitar entrada de suciedad a los ramales portagoteros por roturas o reparaciones de la red principal. Excepción hecha de los filtros de disco, todos ellos han sido diseñados de modo tal que la dirección del flujo corre a lo largo del eje longitudinal del cilindro, causando una pérdida mínima de presión. Este principio de flujo directo logra que las partículas filtradas se acumulen en el extremo del cilindro, de donde pueden ser fácilmente eliminadas por la limpieza a chorro realizada por medio de una válvula de descarga, provista para cumplir esta función.
Este tipo de filtro también debe ser utilizado a la salida de la cuba de fertilizantes, con el fin de eliminar las impurezas que puedan llevar éstos consigo.
2.2.- Tuberías.
Partiendo del cabezal y formando un entramado en todo el invernadero, las tuberías distribuyen el agua y los fertilizantes hasta los emisores. Las tuberías se van bifurcando desde el cabezal de riego, hasta llegar a los emisores o goteros. Los distintos nombres que reciben las tuberías vienen dados por el rango de ramificación:
Primaria o Principal. Es la tubería que parte del cabezal de riego, llevando el agua desde este hasta las distintas bifurcaciones.
Secundarias. Son todas aquellas tuberías que nacen de la primaria.
Terciarias. Nacen de las secundarias y llevan el agua desde estas hasta los ramales.
Laterales o ramales. Son el último eslabón de la cadena, llevan el agua hasta los goteros.
Los materiales utilizados para su fabricación son el PVC y el PE, normalmente el primero para tuberías principales y secundarias en tramos enterrados, y el segundo para las tuberías terciarias y portagoteros, aunque en algunos casos toda la instalación se realiza en PE.
Descripción de la instalación diseñada:
Todas las tuberías de PE, están regidas por las normas UNE 53131 y UNE 53367, siendo el PE utilizado de baja densidad (0,932).
2.3.- Emisores.
Los emisores o goteros son el último eslabón y pieza clave del sistema, cuya misión es dosificar el agua aportada al cultivo. El agua se distribuye en el suelo o sustrato utilizado para la implantación de las plantas, formando un bulbo húmedo en el mismo.
Existen multitud de tipos de emisores, en función del dispositivo o sistema en que se basan para reducir la presión con que circula el agua en el interior de la instalación y como consecuencia directa según el régimen de funcionamiento.
Según el dispositivo de pérdida de carga: Goteros de tipo no autocompensante.
2.3.1.- De largo conducto.
Los goteros de largo conducto son los más antiguos, evolucionaron en el tiempo, partiendo del microtubo, pasando por el helicoidal, para llegar por fin al de laberinto.
El de microtubo es el más antiguo, consta de un tubo, generalmente de polietileno, de diámetro comprendido entre 0,6 y 2 mm., y de longitud variable. El régimen de descarga es laminar (x = 1), con lo que son muy sensibles a las variaciones de temperatura y presión, además de tener un alto riesgo de obturación.
El helicoidal es una evolución del anterior, consiste en enrollar el microtubo alrededor de un cilindro, para conseguir un gotero más compacto. El hecho de que la trayectoria del agua sea helicoidal, aleja el régimen hidráulico de laminar, con lo que son menos sensibles que los anteriores a las variaciones de temperatura, presión y obturaciones.
Por último, el de laberinto. En estos goteros se obliga al agua a recorrer un camino tortuoso, de forma que el régimen de funcionamiento es prácticamente turbulento (x=0,5), con lo que son muy poco sensibles a temperatura, presión y obturaciones.
2.3.2.- Orificio.
Es la primera solución que se le ocurre a cualquiera para obtener un riego localizado, consiste en hacer una perforación de pequeño diámetro en la tubería. Es una solución poco recomendable, por la variación de las características de los materiales plásticos con el tiempo. Las características hidráulicas de descarga son turbulentas, pero dado el pequeño diámetro de la perforación, son muy sensibles a las obturaciones.
2.3.3.- Vortex.
Evolucionaron a partir de los anteriores, para intentar paliar el problema de su pequeño diámetro. De hecho, el gotero vortex, es un gotero de orificio, en el que el agua, después de atravesar un orificio, se ve obligada a circular por una cámara donde entra tangencialmente, debido a lo cual, la presión del agua se disipa en parte en energía centrífuga, por lo que el tamaño del orificio no tiene porque ser tan pequeño como en el anterior gotero. El régimen de descarga es turbulento (x=0,4), además de contar con una pequeña autocompensación, debido a que al aumentar la presión del agua, aumenta la velocidad de la misma en la cámara del vortex, con lo que aumenta su pérdida de carga.
2.3.4.- Autocompensante.
Estos goteros cuentan con una membrana de caucho o silicona, que se deforma con la diferencia de presiones existentes antes y después de la misma, con lo que el caudal se mantiene constante. Un gotero autocompensante perfecto tendría un exponente de descarga x=0, aunque en la práctica no es así, los valores de x están muy próximos a este valor, con lo que se consigue una uniformidad de caudal dentro de un régimen de presiones, que deberá marcar el fabricante. Este tipo de goteros es muy interesante para conseguir un coeficiente de uniformidad en el riego alto, independientemente de las perdidas de carga sufridas por el agua en los distintos elementos de la instalación y las debidas a las diferencias topográficas del terreno.
Goteros de tipo Autocompensante.
El tipo de gotero utilizado en nuestra instalación, es de este último tipo con una variación en el concepto y es que se abre y se cierra a una determinada `presión 0,5 kg/cm por lo que podemos afirmar que tambien es antidrenante. Hemos elegido este tipo de gotero, debido a que queremos conseguir la máxima uniformidad de riego en la instalación, independientemente de las pérdidas de carga que se producen, debidas a la inserción de los distintos laterales, la inserción de los goteros y la propia longitud de las tuberías, que ocasionan que la presión de llegada del agua a los goteros no sea uniforme. Así, con este tipo de goteros conseguimos tener un caudal constante en todos los emisores, consiguiendo un máximo control del riego y una máxima eficiencia del riego.
posted by Teodoro at
3/01/2001 03:52:00 PM
