Carlos Baca Garcia Congreso 2006

Evaluacin tcnica e hidrulica de los principales emisores disponibles en el mercado brasileo.Susceptibilidad al estrs ambiental de los tubos emisores para riego localizado. Ing. Agr. Dr. Carlos J. Baca GarciaProf. Dr. Raimundo Leite CruzProf. Ph. D. Edmar Jos ScaloppiM. Sc. Adriana SmanhottoM. Sc. Luiz Antonio de AndradeAlumno de Agronoma: Cleber Jadoski Alumna de Agronoma: Bianca Schrepel

Anthropos Consulting

En cualquier mtodo de riego es fundamental que la distribucin de agua para las plantas sea realizada con la mayor uniformidad posible.Los emisores son dispositivos instalados en las laterales, con la funcin de controlar la salida da agua para el suelo.La denominacin del emisor es funcin del tipo de riego localizado, y en el goteo, los emisores se denominan goteadores.ASAE (American Society of Agricultural Engineers), ISO (International Organization for Standardization) estaban asociados 146 pases hasta el 2004.Las normas ISO 8796:2004 (junio) y 9261:2004 (15 de enero), son herramientas importantes para evaluar la calidad de esos equipos.(Traccin: Reutilizables y no reutilizables; Tubos emisores, mangueras y mangueras que colapsan (Tapes).INTRODUCCION


El emisor idealEconmico de manera que fuese viable su uso en cultivos de bajo valor agregado, como los cereales;Mayor vida til posible, para disminuir costos y residuos plsticos en los campos cultivados;Bajo riesgo de obstruccin;Baja presin operacional.Totalmente autocompensantes, pero sin partes mviles o flexibles.Elevada uniformidad de fabricacin.Caractersticas muy lejos de estar juntas


www.iso.org/iso/en/CombinedQueryResult.CombinedQueryResultd?queryString=9261

Costo es de 84,00 francos suizos


Caracterizar y evaluar tcnica e hidrulicamente algunos tubos emisores utilizados en sistemas de riego localizado por goteo, comercializados en el mercado brasileo, de acuerdo con las normas ISO 8796:2004 y ISO 9261:2004 OBJETIVO


Conducido en el Laboratorio de Riego del Departamento de Ingeniera Rural, FCA, UNESP, Botucatu, So Paulo.MATERIALES y METODOS


La norma ISO, no especifica como hacer los ensayos, entonces da flexibilidad para adaptar econmicamente cualquier laboratorio de riego


Tubos emisores ensayados

EmpresaMARCAP. nomin.(kpa)Intervalo de trabajo (kPa)Dimetro (mm)Espa.(cm)Grosor(mm)Caudal(L/hora)*mFormula del emisorCVf(%)CUminmaxInter.Exter.kxPetroisaPetroDrip1004012016.000.300.401.500.1740.464.37Golden100301201.500.53< 3Chapin100301000.3015mil3,72*0.54NetafimRam5035014.4016.400.571.002.30Tiran1005030014.1016.100.501.002.00IrrimonQueen Gil1003010016.5300.201.20AmancoAqua-traxx703010030.500.203,80*Am. Drip PC10010040033.000.902.30Amanco Drip10010035016.0033.000.902.30IrrigaplanNaanPC10035013.9016.000.950.903.80Aqua-traxx703010016.000.100.201.14MondragoTwinPlus10040015.517.50.751.8273.5410.0233.3697.31


- 25 emisores al azar.- Todas las evaluaciones siguieron la secuencia preconizada por las normas.


El CVf, depende del proceso y de los cuidados al momento de su fabricacin.

Los emisores son todos hechos de plsticos, y son sujetos a considerables variaciones.Coeficiente de variacin de fabricacin (CVf) Donde:CVf = Coeficiente de variacin de fabricacin; = Desvo padrn del caudal (L.h-1);q = caudal media de todos los caudales medidos a una misma presin y temperatura (L.h-1).


En los emisores no autocompensantes, fueron usados las presiones recomendadas por el fabricante Coeficiente de variacin de fabricacin (CVf) Para los emisores autocompensantes, se utiliz la media entre la presin mxima e la presin mnima (1 hora).

MarcaP nominal(kPa)P mnima(kPa)P mxima(kPa)Petro Drip10040120

MarcaP nominal(kPa)P mnima(kPa)P mxima(kPa)Ram17550300


Fue medido el caudal, con presin creciente hasta 1,2 la presin mxima (Pmax)Caudal en funcin de la presin de entrada Para los emisores autocompensantes se midi el caudal decreciente de 1,2 la Pmax hasta cero con los mismos valores de presin usados cuando testado en presiones crecientes.

MarcaPresin (kPa)Petro Drip 40 60 80 100 120 144

MarcaPresin (kPa)Ram50 100 150 175 200 250 300 360 300 250 200 150 100 50


Grosor de la pared del tubo emisor Determinacin del dimetro interno y esp. entre emisores


Resistencia a la presin hidrulica en temperatura ambiente Resistencia a la presin hidrulica en elevada temperatura Productos no reutilizables: Una a presin de 1,2 veces a Pmax, Productos reutilizables: Una presin de 1,8 veces a Pmax.

Los tubos emisores estarn goteando por 60 minutos para cada presin y despus fue reducida lentamente a presin para la presin nominal.Se delimit un trecho con 3 emisores y colocado en un recipiente, y presurizado con agua a 1,2 de Pmax. y el recipiente fue llenado con agua, la cual fue mantenida caliente a 40 C. Las mangueras permanecern en funcionamiento e inmersas por 60 minutos.


Resistencia a traccin con 160 N y 180 N.


Ensayo de envejecimiento precoz


Fue usado 200 ml, del reactivo nonylphenoxy poly (ethyleneoxy) ethanol, (Renex) en 1800 ml de agua, a 70 grados centgrados y por una hora.Ensayo de envejecimiento precoz


Ensayo de envejecimiento precoz


RESULTADOS y DISCUSIONES


Valores de caudal media medida y la variacin con relacin al caudal informado Variao permitida 7%

Marca P. nominal (kPa) Caudal medio (L h-1) Variacin observada (%)* InformadaMedidaPetro DripGolden DripChapinQueen GilAqua TraxxTiranAmanco DripNaan PCTwin PlusRamAmanco Drip PC1001007070701001002252501752501,501,503,72**1,331,142,002,303,801,832,302,301,471,431,231,351,122,052,263,731,952,362,33-2,00- 4,67- 0,81 + 1,50- 1,75+ 2,50- 1,74 - 1,84+ 6,56+ 2,61+ 1,30


Valores de CVf de todos los tubos emisores Variao permitida 7%

Marca P. nominal (kPa) CVfInformada(%)Medido (%)Petro DripGolden DripChapinQueen GilAqua TraxxTiranAmanco DripNaan PCTwin PlusRamAmanco Drip PC1001007070701001002252501752504,37--3,00----0,30----3,36----3,775,612,562,810,721,560,962,943,481,864,47


Caudal en funcin de la presin de entrada

Presin kPa Caudal (L.h-1)Petro DripGolden Drip4060801001201440,9861,1941,3341,4671,6031,7200,9091,1121,2591,4271,5451,718



Presin kPaCaudal (L.h-1)Chapin Queen Gil Aqua Traxx 30505570901001200,8621,062-----1,2301,4451,5840,8620,8691,201-----1,3501,6391,7421,9240,709-----0,9831,1241,2911,3601,497



Presin kPa Caudal (L.h-1)TiranAmanco Drip 501001502002503003503604004801,5012,0542,4842,8483,2053,454-----3,814---------------2,2642,7513,1843,5413,8964,194-----4,4634,765



Presin kPaCaudal (L.h-1)Naan PCTwin PlusRamAmanco Drip PC50100150175200225250300350360400420480----3,6423,661-----3,7053,7313,8033,8163,831----------3,867----------1,8951,900-----1,931-----1,9542,0092,039-----2,060-----2,0932,3522,3552,3592,3612,369-----2,3702,374-----2,399--------------------2,2982,316-----2,319-----2,3252,3392,368-----2,389-----2,399


Ajuste del Caudal-Presin: Valores de x e de k de los tubos emisores ensayados

Marca xk (L kPa h-1)Formula del emisorPetro DripGolden DripChapinQueen GilAqua TraxxTiranAmanco DripNaan PCTwin PlusRamAmanco Drip PC0,4310,5020,4500,5750,5330,4800,4700,0560,0750,0150,0340,2010,1420,1820,1170,1170,2250,2602,7561,2882,1831,926q=0,201P0,431q=0,142P0,502q=0,182P0,450q=0,117P0,575q=0,117P0,533q=0,225P0,480q=0,260P0,470q=2,275P0,056q=1,288P0,075q=2,183P0,015q=1,926P0,034


Valores medidos y ajustados del caudal versus presin para el tubo emisor Petro Drip


Valores medidos y ajustados del caudal vs presin para el tubo emisor Amanco Drip PC


Valores medidos y ajustados del caudal vs presin para el tubo emisor Amanco Drip PC


Grf2

2.29774236

2.3161536

2.3188056

2.32461

2.3385624

2.3677548

2.3892324

2.399

Presso - kPa

Vazo L.h-1

a

AVALIAO HIDRAULICA DE FITA GOTEJADORA AMANCO DRIP PC

pressovazo

1002.298

1502.316

2002.319

2502.325

3002.339

3502.368

4002.389

4802.399

Equao e coeficiente x determinado com recursos da planilha Excel

OBS: VERIFICAR A PROXIMA PLANILHA b

a

Presso - kPa

Vazo L.h-1

b

Avaliao hidraulica de fita gotejadora Chapin

ObsPQ

11002.298

21502.316

32002.319

42502.325

53002.339

63502.368

74002.389

84802.399

Q12.298Q22.316Q32.319Q32.325Q32.339Q32.368Q32.389

Q22.316Q32.319Q42.325Q42.339Q42.368Q42.389Q42.399

P1100P2150P3200P3250P3300P3350P3400

P2150P3200P4250P4300P4350P4400P4480

x'0.0196831252x"0.0039778174x"'0.011203808x"'0.0328216733x"'0.0804782877x"'0.0676243861x"'0.0223771732

media dos tres "x"encontrados0.034023753

conforme a combinao de presso que usamos encontramos um "x". Qual deles usar?

K =1.926474138

x = (log Q1/Q2)/(log P1/P2)

Q = K P^x

K = q /P^x

Plan3

Valores de x calculados y fornecidos por el fabricante Variao permitida 5%Ajuste por la funcin exponencial es deficiente en tubos emisores autocompensantes, resulta bajos valores de coeficiente de determinacin

Marca comercialExpoente do emissorX informadaX calculadaVariacin (%) Petro DripGolden DripChapinTwin Plus0,460,530,540,020,430,500,450,08- 6,52 - 5,66- 16,67+ 227,00


Valores del espesor de pared de los tubos emisores (mm) No pode ter medida inferior a 90%, da espessura declarada

MarcaEspess. (mm)Primeira seco Segunda seco12341234Petro DripGolden DripChapinQueen GilAqua TraxxTiranAmanco DripNaan PCTwin PlusRamAmanco Drip PC0,400,400,400,200,200,900,850,901,001,000,900,440,420,480,230,201,020,950,941,161,051,010,450,430,460,280,210,990,980,931,171,091,030,440,450,510,260,230,981,010,931,201,101,070,410,460,490,240,211,010,990,941,151,061,040,470,450,470,250,221,040,960,931,161,051,120,450,470,480,280,231,021,020,941,161,041,050,440,440,460,230,221,030,980,901,191,111,090,420,430,490,240,201,010,990,951,201,071,04


Dimetro interno de los tubos emisores No pode variar mais do que 0,3 mm do dimetro declarada

ProductoDimetro interno (mm)InformadoMedidoPetro DripGolden DripChapinQueen GilAqua TraxxTiranAmanco DripNaan PCTwin PlusRamAmanco Drip PC16,0016,0016,0016,5016,0014,1013,8013,9015,5014,4014,2015,7816,3116,0416,3416,2414,3813,9814,1915,6514,3414,18

Desvio (mm) - 0,22+ 0,31+ 0,04- 0,16+ 0,24+ 0,28+ 0,18+ 0,29+ 0,15+ 0,06- 0,14


Distancia entre los emisores (mm)Variao permitida 5%

MarcaEspaam.Informado (mm)Valor medido Valor mdio medido (mm) Maior desvio**(%) 123Petro DripGolden DripChapinQueen GilAqua TraxxTiranAmanco DripNaan PCTwin PlusRamAmanco Drip PC300300300300305500330950750570330303300309295*301*505*344*970*750563*339305295*309*296302501332960750566346*304298309295301500343960750567344304,00297,67309,00295,33301,33502,00339,67963,33750,00565,33343,00+ 1,67- 1,67+ 3,00- 1,67- 1,31+ 1,00+ 4,24+ 2,11------- - 1,23+ 4,85


Resistencia a presin hidrulica en temperatura ambiente a) Presin de 1,2 veces la Pmax productos no reutilizables Caudal (L h-1) a presin nominal y su variacin despus de 60 min trabajando a presin de 1,2 veces la pmax (144 kPa) para Petro Drip.Variao permitida 10%

EmisorCaudal original (Lh-1) Caudal despus del (L h-1) Variacin %123451,4921,4501,4361,4191,4201,4961,4541,4421,4261,411+ 0,268+ 0,276+ 0,418+ 0,493- 0,634


b) Presin de 1,8 veces la Pmax productos reutilizables Caudal (L h-1) a presin nominal y su variacin despus de 60 min trabajando a presin de 1,8 veces la pmax (216 kPa) para Petro Drip.Variao permitida 10%Resistencia a presin hidrulica en temperatura ambiente

EmisorCaudal original (Lh-1) Caudal despus del (L h-1) Variacin %123451,4921,4501,4361,4191,4201,5201,4781,4661,4501,438+ 1,87+ 1,931+ 2,089+ 2,185+ 1,268


Resistencia a la presin hidrulica sometida (40oC) Presin mxima (Pmax) de trabajo para cada tubo emisorVariao permitida 10%Variao permitida 10%

EmisorNaan PCTwin PlusCaudal originalDespus del ensayoDiferencia (%)Caudal originalDespus del ensayoDiferencia (%)13,8293,696- 3,4732,1362,053- 3,88623,4143,355- 1,7282,0621,970- 4,46233,6223,584- 1,0492,1212,011- 5,186

EmisorRamAmanco Drip PC Caudal originalDespus del ensayoDiferencia (%)Caudal originalDespus del ensayoDiferencia (%)12,3912,378- 0,5442,5382,464- 2,91622,3492,316- 1,4052,1602,056- 4,81532,2402,194- 2,0542,3692,248- 5,108


Resistencia a traccin (160 N e 180 N) Variao permitida 5%

MarcaFuerza aplicada de 160 N Fuerza aplicada de 180 N Distancia entre dos puntos (mm) Distancia entre dos puntos (mm) AntesDespusVariacin % AntesDespusVariacin % Petro DripGolden DripChapinQueen GilAqua TraxxTiranAmanco DripNaan PCTwin PlusRamAmanco Drip PC150150150150150150150150150150150153153152151178151151150,5150,51511512,002,001,330,6718,670,670,670,330,330,670,67150150150150150150150150150150150154153,5152151198152,5151151,51511521512,672,331,330,6732,001,670,671,000,671,330,67


Resistencia a traccinQueen GilAqua TraxxVariao permitida 10%Variao permitida 10%

Emisor160 N180 NCaudal originalDespus del ensayoDiferencia (%)Caudal originalDespus del ensayoDiferencia (%)11,7301,731+ 0,0581,6641,659- 0,30021,6851,699+ 0,8311,7421,739- 0,17231,7481,766+ 1,0301,7491,727- 1,258

Emisor160 N180 NCaudal originalDespus del ensayoDiferencia (%)Caudal originalDespus del ensayoDiferencia (%)11,1281,065- 5,5851,1201,001- 10,62521,1241,057- 5,9611,1190,997- 10,90031,1471,080- 5,8411,1320,987- 12,809


Resultados del ensayo de envejecimiento precoz

Marca comercialResultado del ensayoNro de dobras con fallasAprobadoDesaprobadoPetro DripGolden DripChapinQueen GilAqua TraxxTiranAmanco DripNaan PCTwin PlusRamAmanco Drip PCNingunaNingunaNingunaNingunaNingunaNingunaNingunaNingunaNingunaNingunaNingunaXXXXXXXXXXX


En las condiciones en que el experimento fue conducido, siguiendo las recomendaciones de la ISO 8796:2004 e ISO 9261:2004, y como carcter pionero del mismo, se puede llegar a las siguientes conclusiones:CONCLUSIONES El coeficiente de variacin de fabricacin de los diferentes tubos emisores evaluados estuvo abajo del 7%, valor mximo permitido por la norma ISO.

b) Los tubos emisores Petro Drip, Golden Drip, Chapin, Aqua Traxx, Amanco Drip, Tiran e Queen Gil, son de flujo turbulento, el valor del exponente de los emisores fue de 0,431, 0,502; 0,450; 0,575; 0,533; 0,480; 0,470 respectivamente. Y en los emisores autocompensantes los valores de los exponentes, fueron prximos a cero.


c) El ensayo de resistencia a la tensin puede ser una herramienta rpida para diagnosticar si el tubo emisor puede ser retirado e reinstalado.

d) Para atender la norma ISO 9261:2004 el fabricante tiene que readecuar su proceso de produccin y control de calidad, as como fornecer datos ms completos sobre el producto.

e) A travs de los resultados es posible afirmar que todos los productos ensayados y que son ofertados en el mercado brasileo, pueden ser considerados de ptima calidad, porque presentaron desempeo satisfactorio de acuerdo con las dos normas.

f) En la norma ISO 9261:2004, no est normalizado los procedimientos para especificar la perdida de carga en el tubo emisor, que es un factor necesario para proyectar un diseo hidrulico de riego.CONCLUSIONES


Las normas ISO 8796:2004 y 9261: 2004, deberan de tornarse como padrn en la industria del de riego localizado por goteo, por la aceptacin internacional y por el valor de los ensayos propuestos.

[email protected]@fca.unesp.br

Comentrio final


MUCHAS GRACIAS


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