Cálculo de la longitud máxima del gotero

Autor: Brenda de Melo Esteves - Data: 12/05/2023

Para que un sistema de riego por goteo funcione bien, es necesario observar los factores que afectan a la uniformidad de la emisión, como la variación del caudal de los emisores a lo largo del lateral, debida a la variación de presión por caída de presión y por desnivel geométrico, la obstrucción de los emisores, la variación de caudal por fabricación de los emisores y las variaciones de temperatura del agua a lo largo de las tuberías.
La pérdida de carga localizada se produce cuando el fluido sufre alguna perturbación brusca en su flujo, y es necesario definir las pérdidas de carga totales que se producen a lo largo de la tubería de goteo.

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La longitud lateral máxima, básicamente es el valor en m que puede tener la tubería para que, teniendo en cuenta el valor de pérdida de carga localizada, tenga sus datos de rendimiento lo más constantes posibles hasta el final.

Para realizar el cálculo, llevamos a cabo un estudio utilizando el material del Irrigação e drenagem do Instituto de Ciências Agrárias - ICA da Universidade Federal Rural da Amazônia, e o artigo Perda de carga localizada em gotejadores integrados em tubos de polietileno, da Eng. Agríc., Jaboticabal.

Para dimensionar la línea lateral:

Diámetros más utilizados: tubos de polietileno de 10, 13, 16 y 20mm;

Nivelar siempre que sea posible;

Variación máxima de presión en la línea lateral = 20% de la presión de servicio del emisor;

HF = pérdida de carga en tuberías con varias salidas;

Hf admisible = 0,2 PS ± deltaZ;

HF’ - caída de presión si no hubiera salida intermedia;

Ltotal = Lequivalente + L;

Leq – aumento de la longitud de la tubería (referido a la pérdida localizada en la conexión del emisor en la línea lateral) -> Este valor está tabulado.

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Inicialmente, é necessário definir o valor de Leq. Esse valor é definido pela equação de Darcy-Weisbach.

Donde:

Le - Longitud equivalente, m

K - Coeficiente de carga cinética

D - Diámetro de la tubería, m

Q - Caudal, m3/s

n - Viscosidad cinemática del agua, que es una constante ~ 1,0x10-6 m2/s

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Utilizamos la fórmula de Hazen Willians para calcular HFlinha, donde:

Fórmula de Hazen Willians

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Se calcula el F, que es el factor de salida múltiple o factor Christiassen. Su fórmula viene dada por:

Fórmula para determinar el factor de rendimiento múltiple

Donde:

m - coeficiente que depende del exponente de velocidad en la ecuación de caída de presión (para Hazen Willians, m = 1,85);

N - número de salidas;

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Los resultados de la caída de presión de la tubería y el factor de salida múltiple se multiplican, para obtener así el valor de la caída de presión por emisor. Entonces:

En el ejemplo siguiente, podemos ver una simulación del cálculo de la línea lateral de una tubería de goteo. En este caso, se eligió el valor de 45m para ver si la pérdida de carga total de la tubería es inferior al 20% de la presión de trabajo del emisor.
El valor de Leq ya estaba calculado y prefijado.

En este caso, el valor de HF era menor que el valor de HFadm, por lo que esta longitud máxima sería correcta para esta tubería de goteo.

Registro de líneas de goteo en HydroMANAGER

En HydroMANAGER, para el registro de una tubería de goteo, el elemento debe tener:

Presión;

Caudal;

Longitud máxima.

Sin embargo, si el catálogo no contiene la información de longitud máxima, puede utilizar la función varita mágica.
Esta función le permite calcular el valor de longitud máxima desde el propio Hydro, utilizando únicamente el valor Leq y la presión (es importante entender que esta función sólo puede utilizarse después de registrar el registro del gotero y de rellenar los demás campos básicos del artículo (la ecuación toma parte de esta información para realizar el cálculo).