DISEÑO HIDRAULIC

O DE SISTEMAS DE RIEGO

PRESURIZADO

Ing. Wilder Chancafe RodriguezEspecialista en Diseño y

O&M de Sistemas de Riego PresurizadoZonal Sur

GENERALIDADES

LATERAL

Son tuberías de diámetro único dotadas de goteros de igual descarga.

PORTA - LATERALES

Son tuberías que alimentan a los laterales

CINTA DE GOTEO

Tuberías de pared delgada en las cuales el gotero está moldeado en la pared misma de la tubería.

MANGUERA DE RIEGO

Tuberías de PE de baja densidad en las cuales el gotero está insertado en la pared de la tubería.

TUBERIA•Conjunto de tubos y sus accesorios

•En Hidráulica una serie de tubos colocados en línea recta es considerado como tubo único.

GENERALIDADES

TRAMO DE TUBERIATodo tramo de tubería que tiene una sola entrada y una salida única descarga.

ACCESORIOSCodos, curvas, derivaciones, válvulas, bombas, medidores de agua, etc.

Parámetro Unidad Símbolo Conversiones

Tiempo

segundominuto

horadía

sminhd

3,600 s = 1 h

86,400 s = 1 d

Longitud

kilómetrometro

centímetromilímetro

piepulgada

milla

kmmcmmmpie

pulgmilla

1 pulg = 25.4 mm1 m = 3 pie

1 milla = 1.3 km

Área

Metro cuadradoHectárea

Topoacre

m2

hatopoac

1 ha = 10,000m2

1 ha = 3 topos1 ac = 0.47 ha

Pesokilo

gramolibra

kgglb

1 kg = 1000 gr1 kg = 2.2lb

INFORMACION BASICA PARA EL DISEÑO

Parámetro Unidad Símbolo Conversiones Ejemplos

Velocidadmetros por seg.Kilómetro por hora

m/sKm./h

1 m/s = 3.6 Km./hFlujo en canales y tuberías

Caudalm3/sl/sm3/hl/h

1 m3/s = 1000 l/s3.6 m3/h = 1 l/s

Canales grandesPozos / canalesCabezales goteoGoteros / aspersores

Presión

AtmósferaBarMetros columna agua

atmbarmcakg/cm2psi

1 atm = 1 bar1 atm = 1 kg/cm21 atm = 10 mca1 atm = 760 mmHg14.6 psi = 1 atm

Tuberías / cabezales de filtrado / pérdidas de carga / goteros / aspersores

Potencia

Caballos de fuerzaWattsKilowatts

HPWkw

1 HP = 746 watts1 kw = 1000 watts

Bombas y motores

INFORMACION BASICA PARA EL DISEÑO

1. SECTORIZACION

1. Dirección de surcos2. Forma de terreno

2. NECESIDADES DE RIEGO

1. Tomar el pico de diseño

3. CAPACIDAD DE RIEGO, PRECIPITACION HORARIA O INTENSIDAD DE APLICACIÓN

1. Caudal de goteros (l/h)2. Distancia entre goteros (m)3. Distancia entre laterales (m)

4. TIEMPO DE RIEGO

5. TURNOS DE RIEGO

6. CAUDAL DE DISEÑO

DISEÑO AGRONOMICO

VER EJEMPLO

1. UNIFORMIDAD DE RIEGO1. Pérdidas en laterales2. Pérdidas en portalaterales3. Topografía

2. RED DE DISTRIBUCION1. Turnos críticos (pérdidas, topografía y caudal)

3. REQUERIMIENTO DE PRESION1. Presión nominal en sectores2. Pérdidas en sectores 3. Pérdidas fricción y accesorios4. Pérdidas en cabezal de riego5. Topografía

4. SISTEMA DE BOMBEO1. Caudal de diseño2. Presión de diseño3. Eficiencia

DISEÑO HIDRAULICO

CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LOS EMISORES

Q = k . Px

Q= Descarga del Emisork = Constante Característica del EmisorP = Presión sobre la entrada del EmisorX = Exponente del Emisor

Cambio de

Presión

Exponente (x) del Emisor

0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

% Cambio en la Descarga (%)10 3.9 4.8 5.9 6.9 7.920 7.6 9.5 11.6 13.6 15.730 11.1 14.0 17.1 20.2 23.340 14.4 18.3 22.3 26.6 30.950 17.6 22.5 27.5 32.8 38.3

Impacto del valor del expediente del emisor

Energía que pierde el agua durante su flujo debido a:

• El rose de las Moléculas del Agua entre sí

• El rose entre las moléculas del Agua y las paredes de la tubería y accesorios de conducción

PERDIDAS DE CARGA POR FRICCION

FACTORES:

• Longitud (L)• Descarga (Q)• Diámetro (D)• Rugosidad f ; (C)

PERDIDAS DE CARGA POR FRICCION EN TUBERIAS

HAZEN – WILLIAMS

Hf = k . L . ( Q/C )a . Db (m.c.a.)

PERDIDAS DE CARGA POR FRICCION EN TUBERIAS

k = 1.131 x 109 L en metrosa = 1.852 Q en m3/hb = -4.87 D en mm

GRADIENTE HIDRAULICO

J = Hf / L

Para:J (m.c.a / m tubo) L = 1J % (m.c.a / 100 m tubo) L = 100J 0/00 (m.c.a / 1000 m tubo) L = 1000

PERDIDAS DE CARGA EN LATERALES

Hf = F (n) . k . L . ( Q/C )a . Db (m.c.a.)

Q = n x q

L = n x l

q q q q q q q q q q

l l

n = Nº de salidas

L = Espacio entre emisores

EL FACTOR DE CORRECCION F(n) DE CHRISTIANSEN

F (n) Corrige la perdida de carga por fricción de una tubería ciega en consideración de la descarga de los emisores a lo largo de esta. Este coeficiente no se empleará si la variación de caudal es mayor al 10%

F (n) =∑ n a

n (a+1)

a = Exponente de la formula de Hazen Williamsn = Nº de emisores

SISTEMAS DE TUBERIAS

∑ Hf = Hf1 + Hf2 + Hf3 + …. + Hfn + Hf acc. (m.c.a.)

d1 d2 d3

Accesorios

Q Q

P1 P2

Q Q

Q1

Q2

d1

d2

Hf1 = Hf2

∑Q = Q1 + Q2

VALORES DEL COEFICIENTE DE FRICCION (C)

MATERIAL DE LA TUBERIACOEFICIENTE DE FRICCION

(C)

PVC 150

ACERO RECUBIERTO CON EPOXICO 145

POLIETILENO 140

ALUMINIO 140

ASBESTO CEMENTO 140

ACERO GALVANIZADO 135

ALUMINIO CON ACOPLES CADA 10m 130

ACERO NUEVO 110

HORMIGON CONCRETO 95

CALCULO DE LA ALTURA DINAMICA TOTAL DE LA BOMBA

PARAMETRO OBS.PRESION DE TRABAJO EMISOR CRITICO PRESION DE

TRABAJO DEL SECTOR

HF LATERAL

HF PORTALATERAL

HF ARCO DE RIEGO

HF MATRIZ

HF ACCESORIOS

HF CABEZAL

% DE SEGURIDADSE LE DA UN

MARGEN

DESNIVEL TOPOGRAFICO

NIVEL DINAMICOEN EL CASO DE POZOS

ADT SUMA DE TODOS LOS PARAMETROS

POTENCIA DE LA BOMBA

N = (Q x H) / (270 x Efic)

N = Potencia requerida (HP)

Q = Descarga de la Bomba (m3/h)

H = Altura Dinámica Total (m.c.a)

Efic = Eficiencia de la Bomba