DISEÑO

HIDRAULICO DE

SISTEMAS DE

RIEGO

PRESURIZADO

Ing. Ronald Chávez Silva

Especialista en Riego Tecnificado

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 TUBERIA Todo tramo de tubería que tiene una sola

entrada y una salida única descarga.

ACCESORIOS Codos, curvas, derivaciones, válvulas, bombas,

medidores de agua, etc.

Parámetro Unidad Símbolo Conversiones

Tiempo

segundo

minuto

hora

día

s

min

h

d

3,600 s = 1 h

86,400 s = 1 d

Longitud

kilómetro

metro

centímetro

milímetro

pie

pulgada

milla

km

m

cm

mm

pie

pulg

milla

1 pulg = 25.4 mm

1 m = 3 pie

1 milla = 1.3 km

Área

Metro cuadrado

Hectárea

Topo

acre

m2

ha

topo

ac

1 ha = 10,000m2

1 ha = 3 topos

1 ac = 0.47 ha

Peso

kilo

gramo

libra

kg

g

lb

1 kg = 1000 gr

1 kg = 2.2lb

INFORMACION BASICA PARA EL DISEÑO

Parámetro Unidad Símbol

o Conversiones Ejemplos

Velocidad metros por seg.

Kilómetro por hora

m/s

Km./h 1 m/s = 3.6 Km./h

Flujo en canales y tuberías

Caudal

m3/s

l/s

m3/h

l/h

1 m3/s = 1000 l/s

3.6 m3/h = 1 l/s

Canales grandes

Pozos / canales

Cabezales goteo

Goteros / aspersores

Presión

Atmósfera

Bar

Metros columna agua

atm

bar

mca

kg/cm2

psi

1 atm = 1 bar

1 atm = 1 kg/cm2

1 atm = 10 mca

1 atm = 760 mmHg

14.6 psi = 1 atm

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

Potencia

Caballos de fuerza

Watts

Kilowatts

HP

W

kw

1 HP = 746 watts

1 kw = 1000 watts

Bombas y motores

INFORMACION BASICA PARA EL DISEÑO

1. SECTORIZACION 1. Dirección de surcos 2. 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 RIEGO 1. Pérdidas en laterales 2. Pérdidas en portalaterales 3. Topografía

2. RED DE DISTRIBUCION

1. Turnos críticos (pérdidas, topografía y caudal)

3. REQUERIMIENTO DE PRESION 1. Presión nominal en sectores 2. Pérdidas en sectores 3. Pérdidas fricción y accesorios 4. Pérdidas en cabezal de riego 5. Topografía

4. SISTEMA DE BOMBEO

1. Caudal de diseño 2. Presión de diseño 3. Eficiencia

DISEÑO HIDRAULICO

CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE

LOS EMISORES

Q = k . Px

Q= Descarga del Emisor

k = Constante Característica del Emisor

P = Presión sobre la entrada del Emisor

X = 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 7.9 20 7.6 9.5 11.6 13.6 15.7 30 11.1 14.0 17.1 20.2 23.3 40 14.4 18.3 22.3 26.6 30.9

50 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 metros a = 1.852 Q en m3/h b = -4.87 D en mm

GRADIENTE HIDRAULICO

J = Hf / L

Para: J (m.c.a / m tubo) L = 1 J % (m.c.a / 100 m tubo) L = 100 J 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 Williams n = 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 TUBERIA COEFICIENTE 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 SEGURIDAD SE LE DA UN

MARGEN

DESNIVEL TOPOGRAFICO

NIVEL DINAMICO EN 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