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Diseño Hidráulico De Tuberías Con Salidas Múltiples Mediante Métodos Numéricos

De Sergio Iván Jiménez Jiménez -
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Trabajo presentado en el IV Congreso Nacional de Riego y Drenaje COMEII en Octubre de 2018.  Para descargar el texto seguir esta liga: http://www.riego.mx/comeii2018/assets/ponencias/extenso/18057.pdf
Introducción En un sistemas de riego presurizado, comúnmente se encuentran dos tipos de tuberías: las ciegas y las de salidas múltiples, las ciegas se caracterizan por ser tuberías en donde el caudal que entra por un extremo es el mismo que sale al otro extremo, y se considera una tubería con salidas múltiples cuando esta tiene salidas igualmente espaciadas y además en cada una de ellas se requiere extraer el mismo caudal, (Martínez, 1991). Las tuberías con salidas múltiples suelen encontrarse con frecuenta en la línea regante de los sistemas de riego presurizados, ya sea en los sistemas de aspersión convencional (fijos, semi-fijos o portátiles), aspersión de movimiento intermitente (side roll, power roll o lateral con ruedas) y aspersión de movimiento continuo (avance frontal); y en rieg…
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Tuberías con salidas múltiples, y donde encontrarlos

De Sergio Iván Jiménez Jiménez -
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Se considera una tubería con salidas múltiples (Figura 1) cuando esta tiene salidas igualmente espaciadas y además en cada una de ellas se requiere extraer el mismo caudal, (Martinez, 1991). Cabe aclarar que este tipo de tuberías puede conformarse de un solo diámetro (Figura 1) o de más (Figura 2). Figura 1. Tubería con salidas múltiples para un solo diámetro (Ángeles, 2016) Figura 2. Tubería con salidas múltiples con reducción de diámetro (Ángeles et al., 2009)
Las tuberías con salidas múltiples son un componente que es muy frecuente encontrar en el diseño y análisis de los sistemas de riego presurizado; por ejemplo, en las tuberías de las líneas laterales del aspersión convencional (fijos, semi-fijos o portátiles, Figura 3) del aspersión de movimiento intermitente (side roll, power roll o lateral con ruedas, Figura 4) y del aspersión de movimiento continuo (avance frontal, pivote central, Figura 5); en líneas regantes y distribuidoras del riego localizado (goteo puntual, cinta de rie…
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Dos preguntas que se generan antes de usar drones en topografía

De Sergio Iván Jiménez Jiménez -
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Las preguntas que se generan al emplear los drones en la topografía son: i) las precisiones alcanzadas y ii) los tipos de superficies que se pueden levantar. 
i) En la mayoría de los estudios, los errores más grande en los modelos digitales de terreno (MDT) se presentan en el eje Z, estos errores (RMSE) son en general entre 2 a 3 veces la resolución del ortomosaico (Nex & Remondino, 2014); y están influenciados por el número de puntos de control, la calidad de los mismos (en principio libres de error), y la distribución de estos, (Morillo et al., 2002), el traslape entre imagenes y el tipo de plataforma utilizado (ala fija o multirotor). 
ii) El uso de esta nueva tecnología se restringe al levantamiento de ciertas superficies, se puede emplear para obtener la topografía de superficies despejadas, con vegetación aislada o zonas urbanas; en superficies cubiertas de vegetación densa no es posible, ya que la cubierta vegetal no permite obtener puntos sobre el terreno; en cuerpos de a…
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¿Cuál formula selecciono para el cálculo de la perdida de carga por fricción en tuberías?

De Sergio Iván Jiménez Jiménez -
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Algunas de las formulas empleadas para cuantificar la pérdida de carga por fricción en hidráulica de tuberías son: Manning (1), Hazen-Williams (2), Scobey (3), Darcy-Weisbach (4). Dónde: n, CHW, fDW, Ks, son  coeficientes de fricción.
La ecuación de Darcy-Weisbach es considerada como la ecuación universal de pérdidas de carga en conductos cerrados, ya que tiene una amplia fundamentación hidráulica al ser dimensionalmente homogénea con una buena precisión en sus resultados; sin embargo, su principal limitación radica en la dificultad de calcular el factor de fricción (f), ya que es necesario calcularlo con métodos numéricos o bien mediante tablas y nomogramas, los cuales no siempre están disponibles para el diseñador.  Muchos son los investigadores que comenzaron a estudiar el fenómeno para poder encontrar una expresión que permitiera calcular la famosa f, entre ellos se encuentran Colebrook-White y Poiseuille.  En el diseño de sistemas de riego presurizado, es común encontrar la ecuaci…
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Dos preguntas que se deben contestar antes de usar un Dron para una aplicación Civil

De Sergio Iván Jiménez Jiménez -
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Antes de utilizar los VANTs (vehículos aéreos no tripulados o dron) en una cierta aplicación, se deben contestar dos preguntas: i) ¿Cuál es el tipo de VANTs [multirotor (M) o ala fija (AF)] que presenta más ventajas para mi aplicación? Y ii) ¿Qué cámara debo usar?.
En aquellas aplicaciones donde se requiera que el equipo realice maniobras en forma estacionaria y/o a baja velocidad, el VANT más adecuado sería el de multirotor (Barrientos et al., 2007) que también puede ser usado para eventos más urgentes como recabar información previa y con fines de planeación (Ojeda, Flores & Unland, 2014).  En cambio, si se desea realizar vuelos a velocidades altas (> 12 m/s) y alturas superiores (>120 m), por ejemplo para recolectar datos cartográficos, la opción más prudente sería optar por los de ala fija.
Tabla 1. Aplicaciones civiles de los VANTs (Barrientos et al., 2007; Ojeda, Flores, & Unland, 2014). Área Aplicaciones VANT más común Agricultura Vigilancia de los cultivos fumigación…
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Software para generar DEM y ortomosaicos con imágenes de drones

De Sergio Iván Jiménez Jiménez -
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Actualmente, existen diversos software que se basan en la técnica fotogramétrica para generar modelos digitales de elevación (DEM) y Ortomosaicos a través de imágenes tomadas desde VANTs, los más comerciales son: Agisoft PhotoScan: Es un software comercial ruso desarrollado por la compañía Agisoft LLC fundada en 2006. Este software actúa de manera automatizada, no necesita herramientas u otros programas adicionales para operar, ni tampoco se requiere conexión a internet (Ramírez, et al., 2015). Es un avanzado sistema de modelado en 3D basada en imágenes fijas, puede operar con imágenes arbitrarias y es controlable en todos los procesos para crear el modelo digital de superficie y el Ortomosaico. (Agisoft, 2016). El procesamiento de las imágenes y la reconstrucción del modelo en 3D se componen de cuatro etapas principales (Agisoft, 2016): Alineación de las imágenes,  construcción de nube densa, mallado,  después de la geometría se puede texturizar y luego generar el modelo digital de …
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Pérdidas de carga localizadas o en accesorios

De Sergio Iván Jiménez Jiménez -
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En tuberías ocurren pérdidas de energía provocada por obstrucciones o cambios abruptos de dirección en la trayectoria del flujo. En los sistemas de riego estas obstrucciones pueden ser accesorios propios de la red, como: filtros, válvulas, medidores, tees, codos, cruceros u otras piezas similares ubicados en la dirección del flujo.
Las pérdidas de carga por fricción en accesorio ocurren en tramos cortos, e hidráulicamente se consideran que ocurren en un punto y usualmente son conocidas como pérdidas de carga localizada o pérdidas menores.
Para cuantificar la pérdida de carga existe un expresión general, que depende de un coeficiente de accesorio,  del diámetro interno y del caudal que circula por el accesorio. Donde:  hi= es la pérdida local de carga hidráulica (m)  Ki=: es un factor que depende del accidente u obstrucción en el flujo (adimensional)  v : es la velocidad media en el tramo de tubería aguas abajo de la obstrucción (m/s)  g : es la aceleración de la gravedad (m/s^2).
De…
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