Diseño hidráulico de la línea lateral de un sistema de riego localizado


Cuando se habla de diseño hidráulico en un sistema de riego localizado se refiere al dimensionamiento del diámetro de la tubería, es decir, es hallar el diámetro adecuado para que en ella circule un cierto gasto cumpliendo ciertas características.
La anterior definición se aplica solamente a cuando se diseña la línea secundaria y línea principal; la línea lateral es particular, ya que en este caso el diseño se refiere a encontrar la longitud que satisface una pérdida de carga permisible.
En estos sistemas, las laterales Generalmente son de 12 a 32 mm de diámetro, son Construida con pvc flexible o polietileno y los emisores se ubican en espaciamiento predeterminado, sobre la línea lateral.

Formulas para su calculo

  • Darcy-Weisbach (1875) 
h = 0.0826 * f * (Q2/D5) * L*F
  • Hazen-Williams (1905)

h = 10.674 * [Q1.852/(C1.852* D4.871)] * L*F
  • Manning (1890)
h = 10.3 * n2 * (Q2/D5.33) * L*F
  • Scobey (1931)

h = 4,098 * 10-3 * K * (Q1,9/D1,1) * L*F
  • Factor de Christiansen

Donde: m: exponente de la velocidad en la fórmula usada para calcular la pérdida por fricción; N: número de salidas a lo largo de la tubería; h: pérdida de carga o de energía (m); f, n, k, c, : coeficiente de fricción (adimensional); L: longitud de la tubería (m); D: diámetro interno de la tubería (m); v: velocidad media (m/s); g: aceleración de la gravedad (m/s2); Q: caudal (m3/s)

Ejemplo de Diseño:

Como Ejemplo se tomaron los siguiente datos que corresponden a manguera con gotero integrado Hydrogol:
Gasto o caudal del emisor:                                 4.000 Lph
Diámetro interno:                                              16.000 mm
Coeficiente de rugosidad                            0.009  (Poilietileno)
SEPARACIÓN ENTRE EMISORES      1.000 m
PÉRDIDA DE CARGA PERMISIBLE    1.000 m

Métodos de calculo. 

En este método se usó el programa Excel para poder realizar todo los cálculos pertinentes y así obtener la longitud que satisface mi pérdida permisible.

En la siguiente imagen de una hoja de Excel se muestra el proceso de calculo.
Figura 1. Hoja de Excel Para desarrollo de La perdida en lateral

De acuerdo a la tabla anterior para los datos previamente establecidos en el ejemplo, la longitud máxima que debe tener mi linea regante para perder únicamente un metro es:

Salida Número=65       Longitud=65 m      Pérdida=1.018638912 m

Por tanto nuestra longitud máxima de la línea regante debe ser de 65 m

Para  poder comparar los resultados, vamos a usar los mismos datos del ejemplo con Excel.

La extensión Chiripa se debe tener instalado en el programa AutoCad, por lo que habiendo cubierto el paso anterior procedemos a iniciar con el diseño.

1) Nos vamos a la opción de hidráulica ->lateral -> Hf , ver Figura 3.0.

Figura 2.  Opción en AutoCad Para la Perdida en lateral

2) Ingresamos los datos que  pide el programa, los cuales ya los conocemos como son: Gasto del emisor, Separación Entre Emisores, Número de emisores (Número de datos que desea que calcule el programa), Diámetro del emisor.

Figura 3. Datos necesarios en el Programa

3. Resultados y selección de la longitud Máxima de nuestra lateral.

Figura 4. Resultado de la longitud Máxima

Nuestra longitud máxima lo calcularemos de la siguiente forma, por tanto :

Lm= (Num. de Salida en la que logramos nuestra Pérdida Permisibles)*(Separación de Emisores)

Lm= (65.0 m)* (1.0 m)= 65 m.

  • Con La aplicación Diseño Riego Plus.
Es una aplicación en entorno Android, los datos que debemos ingresar son: Gasto del emisor; Separación de emisores; Pérdida Permisible; Diámetro
Puede Escoger la fórmula (Descritas anteriormente), el material (PVC, PE, Aluminio, etc), Diametro interno.

Figura 5. Pantalla resultado aplicación

La aplicación realiza los calculo e inmediatamente nos arroja el valor de la longitud máxima de la linea regante, que en este caso es de 64.5 m.
Programas para diseñar sistemas de riego
¿Que es el riego localizado?

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