Mantenimiento de Los Sistemas de Riego Por Goteo (2)
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Mantenimiento de los sistemas de riego por goteo
Ing. Eric A. Irizarry Otao, MS Oficina de Ingeniera Agrcola y Biosistemas Servicio de Extensin Agrcola
Riego por Goteo
Sobre 20 aos de durabilidad:
Diseado apropiadamente Mantenimiento adecuado
meter Metermanmetros
Trazo tpico de sistema de riego por goteo
Programa de mantenimiento
Para componentes como:
Bombas Filtros Vlvulas Medidores de flujo Emisores o goteros
Mantenimiento
Proceso por el cual se asegura la precisin, la eficiencia, la duracin y el funcionamiento del sistema
Dos categoras:
Mantenimiento preventivo Mantenimiento correctivo
Mantenimiento
Mantenimiento correctivo
Es la reparacin de una pieza de equipo, con el propsito de ponerla nuevamente en servicio
Incluye reparaciones mayores como:
Reemplazar bombas Filtros Tuberas
* Puede ocasionar problemas operacionales
Mantenimiento
Mantenimiento preventivo
Es el mantenimiento que se realiza para evitar la necesidad de recurrir a reparaciones mayores Ejemplo:
Limpieza de filtros Limpieza de tuberas y laterales de riego Inyeccin de cloro y cidos
Evita que se tapen los emisores
Ajuste y lubricacin de vlvulas Lubricacin de bombas
Calidad del agua
Determina el riesgo relativo de los emisores a taparse debido a: Slidos suspendidos Precipitacin de magnesio y calcio xidos y sulfuro de manganeso- hierro Algas Bacterias Races de la plantas
Calidad del Agua
Aguas de lluvia:
Buena calidad Aireadas Libre de sales Generalmente ricas en nitrgeno Poco aireadas Composicin qumica variable (dependiendo el tipo de suelo) Poco aireadas Normalmente cargadas de sales minerales Aguas ricas en materia orgnica Poco aireadas Algo cidas
Aguas de manantial
Aguas de pozos
Aguas de lagos
Calidad del aguaParmetros de calidad y la posibilidad de tapar emisores Caracterstica qumica PH Bicarbonato (ppm) Hierro (ppm) Sulfatos (ppm) Manganeso (ppm)< 0.2 < 0.2 < 0.1
baja< 7.0
moderada7.0 8.0 < 100.0 0.2 1.5 0.2 2.0 0.1 1.5
severa> 8.0
> 1.5 > 2.0 > 1.5
Filtros
Propsito:
Remover los slidos suspendidos
Tipos de filtros:
Filtros de arena Filtros hidrociclnicos (separadores centrfugos) Filtros de malla y discos (anillas)
Instalados en combinacin aumentan la eficiencia de remocin
Necesidad de filtro segn los elementos presentes en el agua de riegoTipo de filtro Elementos en al agua Arena Limos y arcillas Sustancias orgnicas Hidrocicln Si No no Grava o arena No Si Si Malla y discos Si Si Si
Limpieza de filtros
Filtro hidroclnico
Lavar y vaciar el tanque de sedimentos a intervalos regulares
Si tiene vlvula automtica de lavado revisarla semanalmente
Filtros de malla y discos
Lavar cuando la presin entre los manmetros de los filtros haya bajado de 5 psi.
Si tiene vlvula automtica de lavado revisarla cada dos das
Limpieza de filtros
Filtros de grava o arena
Lavar cuando la presin entre los manmetros marquen una diferencia de 15 psi. La tarea mas importante es ajustar la vlvula de retroflujo
Si el nivel de retroflujo es demasiado alto, la materia arenosa filtrante se saldr completamente del filtro Si el nivel de retroflujo es demasiado bajo, las partculas contaminantes nunca saldrn del filtro
El crecimiento bacterial y la qumica del agua pueden causar que la arena se cemente
Para corregir o prevenir la cimentacin de la arena se puede clorar
Inyeccin de Cloro
Cloro:
Concentracin baja 1 @ 10 ppm
Ejemplo:
Mata bacterias y oxida el hierro
Concentracin Alta 100 @ 1000 ppm
Un agricultor usa agua de una charca y quiere inyectar cloro a una concentracin de 10 ppm. La velocidad del flujo es de 200 gpm, usar cloro domestico, concentracin de 5.25 %.
Oxida la materia orgnica y la desintegra
IR !
0.006 v 200 gpm v 10 ppm 5.25%
Formula
0.006 v F v C IR ! P
IR ! 2.29 gph
IR ! 22.85 gph
IR = cantidad de Cloro a inyectar, gph F = velocidad de flujo, gpm C = concentracin de Cloro, ppm P = porcentaje de cloro en la solucin
El agricultor tiene problemas de cimentacin en los filtros. Usara Hipoclorito de Calcio [65%] para desintegrar la MO.
IR !
0.006 v 200 gpm v 100 ppm 65%
IR ! 1.85gph
Inyeccin de cidos
Inyectados al agua para tratar problemas causados por el agua pesada: (Calcio y Magnesio)
Precauciones al aplicar cidos:
Clasificacin de Dureza del Agua
Se inyectan despus del filtro a menos que este sea de polietileno La cantidad de acido a aplicar depende de las caractersticas del acido y de las caractersticas qumicas del agua de riego. Si no se tiene una curva de valoracin acidobase, usar el sistema de pruebas y errores hasta reducir el pH a 6.5 Usar equipos porttiles para determinar el pH del agua al final de las laterales de riego Nunca aadir el agua al acido, sino el acido al agua Nunca mezclar acido con cloro, pues se crea gas toxico. Por lo regular se utiliza de 1 @ 5 galones de acido sulfrico por hora dependiendo de el pH y calidad del agua.
0 @ 60 ppm 61 @ 120 ppm 121 @ 180 ppm Ms de 180 ppm -
Suave Moderada Dura muy dura
Si el agua es moderada o ms necesita ser tratada Se puede usar
cido sulfrico cido fosfrico cido ctrico cido actico
Ventajas: Destapa los emisores Mejora las caractersticas de infiltracin de algunos suelos Libera micro nutrientes al reducir el pH del suelo
Limpieza de tuberas de distribucin y laterales de riego
Problemas de Sedimentacin: Partculas muy finas Velocidad del flujo muy baja Poca turbulencia Solucin: Instalacin de vlvulas al final de las lneas Limpieza de lneas principales cada 2 semanas Limpieza de laterales semanalmente
Hidrulica
Es el estudio de los lquidos en movimiento o bajo presin.
Cuando hablamos de hidrulica se envuelven una serie de conceptos fundamentales.
Conceptos Fundamentales
Volumen
cantidad de espacio que ocupa un objeto. es el volumen de agua que atraviesa un tubo en un perodo de tiempo. la rapidez con la que se mueve un objeto. Se expresa como distancia dividida entre tiempo. V = distancia / tiempo (pies/seg)
Flujo Volumtrico
Velocidad
Conceptos Fundamentales
Prdida de friccin
prdida de energa causada por los accesorios en las tuberas. Esta aumenta cuando la velocidad y el flujo aumentan. fuerza sobre una unidad de rea. Se expresa en libras por pie cuadrado (lb/pie2). es lo mismo que la presin pero se expresa en pies. Es la elevacin del agua sobre un punto determinado.
Presin
Cabezal
Conceptos Fundamentales de Hidrulica Presin causada por una Columna de Agua
140 pies
140 pies 120 pies 60 pies 61 psig 61 psig 52 psig 26 psig
Bombas
Las Bombas son una parte fundamental en los sistemas de riego. Son utilizadas en las estaciones de bombeo cuando no se puede utilizar la gravedad y para la dosificacin de qumicos.
Tipos de Bombas
Hay distintos tipos de bombas diseadas y construidas segn el principio de operacin. Tipos de Bombas mas utilizadas en los sistemas de riego:
Bombas de Desplazamiento Variable
(Bombas Centrifugas)
Bombas de Desplazamiento Positivo
Bombas de Desplazamiento Variable
Estn diseadas para mover grandes cantidades de agua. Su razn de descarga puede cambiar como resultado de condiciones variables en las vlvulas de toma y descarga.
Ejemplos de bombas de desplazamiento variable o centrfugas
Bombas Bombas
sumergibles
de PTO Bombas de pozos Bombas con motor diesel
Bombas de Desplazamiento Variable o Centrfugas
Funcionan en base de la fuerza generada por el impulsor que gira a alta velocidad. Segn el agua es expulsada hacia fuera por la presin, se crea un vaco parcial que produce una succin del agua. Son capaces de mover altos volmenes de lquidos. Horizontal y Vertical
Fuerza Centrfuga
Fuerza que mantiene a un objeto alejado de su centro de rotacin El sello mecnico evita que el agua se escape entre el eje y la caja
Bomba CentrfugaDescarga Eje Succin
A- Eje
Voluta
B-Impulsador C- Voluta D- Succin E- Descarga
(PERRYS CHEMICAL ENGINEERS HANDBOOK, SEVENTH EDITION, p.10-24)
Usos Tpicos de Bombas CentrfugaEl bombeo de mucho volumen de lquidos de baja viscosidad El bombeo bajo condiciones de flujo mas o menos uniformes
Bombas de Desplazamiento Positivo
Su operacin no se basa en la velocidad como las bombas centrfugas. Suministran una cantidad precisa de lquido de acuerdo con una presin variable de descarga. Son utilizadas para mover lquidos mas espesos viscosos. Su seleccin es basada en el tipo de material a bombearse y sus caractersticas. Se dividen en dos categoras: Bombas recprocas reciprocan el elemento bombeante pistn, embolo o diafragma Bombas rotativas el elemento bombeante rota piones, tornillos, lbulos o rolillos
Bombas de desplazamiento positivo
El lquido es bombeado por el movimiento hacia delante y hacia atrs del elemento bombeante. Son simples de usar y confiables
Bomba de Embolo(MARKS. STANDARD HANDBOOK FOR MEHCANICAL ENGINEERS, TENTH EDITION, p.14-2)
Recomendacin para Bombas de Desplazamiento PositivoDiafragma
Nunca opere estas bombas contra una vlvula de descarga o succin cerrada. Esto puede causar roturas en la bomba, la vlvula o la lnea por la alta presin.
Entrada
Bomba de Diafragma(MARKS. STANDARD HANDBOOK FOR MEHCANICAL ENGINEERS, TENTH EDITION, p.14-11)
Bombas Rotativas
Son capaces de manejar lquidos viscosos No contienen vlvulas de succin o descarga Pueden alcanzar flujos de hasta 10,000 gal/min. y presiones de 5,000 psi.Rotor Descarga
Succin
Bomba de Tornillo(PERRYS CHEMICAL ENGINEERS HANDBOOK, SEVENTH EDITION, p. 10-34)
Bomba de Pistn
La bomba de pistn es utilizada comnmente para bombear agroqumicos Es confiable La razn de bombeo puede variarse ajustando el largo del recorrido del pistn o variando la velocidad del motor Nunca deber operarse con la descarga cerrada u obstruida Un ajuste adecuado en la empaquetadura en conjunto con buena lubricacin prolongara la vida de la bomba y proveer eficiencia
Carga Total Dinmica
Otro factor a tomar en cuenta es la prdida de friccin en las tuberas y accesorios
Una buena aproximacin es 10% de la carga esttica, por lo tanto la Carga Total Dinmica es:
CTD = Carga Esttica (p) + Prdidas por friccin (p) +prdidas menores (p) + prdidas por velocidad = V2/2g
(p)
Vlvulas
Una gran cantidad de vlvulas son utilizadas en los sistemas de riego. Donde tenemos bombas instaladas tambin vamos a tener vlvulas en uso. Las vlvulas son necesarias para controlar los procesos y tienen varios usos, tales como: Detener, regular o separar el flujo de agua o productos qumicos. Regular la presin Prevenir el flujo invertido Descargar la presin
Vlvulas Usos y Seleccin
Otros usos de la vlvulas:
La seleccin de una vlvula depende de:
Remover aire de un tubo con agua
Localizacin Tipo de fluido Presin Flujo Frecuencia de operacin y costo.
Aislar tuberas o equipos en caso de mantenimiento sin la necesidad de interrumpir otras unidades.
Vlvula de Compuerta Gate Valve
Es la mas comn. Su propsito es poner en marcha o detener el flujo. No regula o varia la velocidad del agua. Son ideales para aplicaciones que no requieran operacin frecuente y funcionan mejor en posicin completamente abierta para disminuir la cada en presin o completamente cerrada.
Vlvula de CompuertaVolanta Vstago Empacadura Cuerpo de la vlvula Asiento Compuerta
Vlvulas de Globo
El lquido cambia de direccin al fluir a travs de ella. Estas vlvulas proveen un cierre hermtico y son excelentes para cortar flujos.
Regula y controla la velocidad del flujo. Es recomendable que se instalen con el lado de mayor presin por la parte de arriba del disco.
No se recomiendan para flujos con sedimentos.
Vlvula de GloboVolanta Empaque Empaquetadura Cuerpo Disco Vastago Asiento
(PERRYS CHEMICAL ENGINEERS HANDBOOK, SEVENTH EDITION, p. 10-90)
Vlvula de Bola
Estas vlvulas no se deben utilizar para controlar flujos Son recomendables para lquidos corrosivos o abrasivos.
El fluido no debe tener temperaturas muy altas porque daan las anillas elsticas.
Vlvula de BolaBola
Bola
(PERRYS CHEMICAL ENGINEERS HANDBOOK, SEVENTH EDITION, p. 10-90)
Vlvula de Bola
Vstago
Bola
Vlvula de Mariposa
Ocupan menos espacio en la lnea que ninguna otra.
Controlan rpidamente el flujo de agua. Sellan hermticas sin ninguna fuerza excesiva.
VlvulasManija con seguro Volante Sello Mariposa
(HARRINGTON INDUSTRIAL PLASTIC, PRODUCT CATALOG)
Vlvulas
Sello Mariposa
Medidores de Flujo
Las principales razones para medir el flujo son:
Suplir la demanda de agua con la produccin adecuada. Calcular el tiempo de retencin durante el proceso de tratamiento. Ajustar dosificacin. Determinar la cantidad de agua servida.
Medidores de Flujo
Las principales razones para medir el flujo son:
Medir la capacidad actual de produccin de las bombas. Crear los informes de la produccin de agua para las agencias reguladoras. Comparar la carga hidrulica individual de cada filtro.
Medidores de Flujo
Instrumentos o medios para medir el flujo:
Medidores de Diferencial de Presin Medidores de Velocidad Ultrasonido
Medidores de Flujo
Medidores de Diferencial de Presin:
Funcionan midiendo la presin en dos puntos fijos. Canal Abierto
En los canales abierto los ms usados son los canales de Parshall, canal de Palmer-Bowlus, vertederos en V y rectangulares.
Medidores de Flujo
Flujo en Canal Flujo en Vertero
Medidores de Flujo
Medidores de Velocidad
Utilizan una hlice o turbina para medir la velocidad de flujo atravesando el aparato. En Lnea
En medicin en lnea se encuentran los metros magnticos, de hlice, tubo de Venturi entre otros.
Medidores de Flujo
Metro Magntico
Miden la razn de flujo por el voltaje generado entre dos electrodos mientras el agua atraviesa un campo electrnico. No hay obstrucciones internas ni equipo que se mueva. Se utiliza para lquidos corrosivos contaminados.
Medidores de Flujo
Reloj de lectura Engranaje
Aspas
Eje
Metro Magntico
Propulsor
Metro de Hlice
Medidores de Flujo
Ultrasonido
Utiliza un transductor electrnico que enva una onda de sonido por el agua al otro transductor en el lado opuesto de la unidad. La velocidad de la onda de sonido vara con la razn de flujo.
Gracias!