UNIDADES DE RIEGO POR GOTEO

Como se ha indicado anteriormente, las unidades de riego por goteo se instalarán en las parcelas con arbustos plantados en línea, distribuidos con un marco de plantación cuadrado de 50cm x 50cm. Se trata de seis parcelas rectangulares de las cuales cinco se encuentran en la zona sur del parque y la última en el lado norte.

Se ha proyectado una instalación para cada una de ellas que consta de una tubería portarramal y una serie de ramales colocados de forma paralela a una distancia de 0.5m unos de otros. Las tuberías serán todas de polietileno, los portarramales con tuberías lisas y los ramales con tuberías perforadas con goteros autcompensantes integrados, con una separación entre goteros de 50cm. Las características de las parcelas de riego por goteo se resumen en la Tabla 7.

Tabla 7. Parcelas de riego por goteo (fuente propia)

Parcela Pdte. Superficie

Long. Portarramal (m) Nº de ramales Long. Ramal(m) Goteros/ ramal Goteros totales 14 0,01462 477,54 32 64 13,5 27 1728 15 0,01462 311,73 21,5 43 13 26 1118 16 0,01462 299,64 21,5 43 12,5 25 1075 21 0,01462 338,09 23,5 47 13 26 1222 22 0,01462 396,47 26 52 13,5 27 1404 4 0,0126 287,31 14 28 18 36 1008

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24 Ramales

Para dimensionar los diámetros de la tubería se tendrán en cuenta dos criterios:

El primero es la comprobación de que, entre el primer y el último gotero de cada ramal exista una variación de presión, debida a las pérdidas de carga por rozamiento y por desnivel topográfico, que no supere el rango de autocompensación de los goteros (entre 6 y 42mca). El segundo es no superar la presión nominal de la tubería, ni por supuesto la que proporciona el Canal de Isabel II (0.5MPa).

La presión necesaria en cada gotero se obtendrá a partir de la presión necesaria en el gotero anterior, sumándole las pérdidas de carga.

ℎ𝑛−1 = ℎ𝑛+ ℎ𝑓(𝑛−1)+ 𝐼0· 𝑠𝑔

Para calcular las pérdidas de carga por desnivel en cada tramo se multiplica la pendiente natural del terreno I0 por la separación entre goteros sg. En el caso de los ramales, ya

que están colocados de manera perpendicular a la pendiente, la pérdida de carga por desnivel será nula. Por lo tanto:

ℎ_𝑛−1 = ℎ_𝑛+ ℎ𝑓_(𝑛−1)

Pérdidas de carga

Para el cálculo de las pérdidas de carga por rozamiento se empleará la ecuación de pérdida de carga de Blasius, empleando el criterio de la longitud equivalente para las pérdidas de carga debidas a puntos singulares del sistema. Esta expresión se considera válida en casos de régimen hidráulicamente liso, es decir cuando el número de Reynolds no supere un valor de 105.

Una vez determinada la presión en cabeza de cada ramal se comprobará el valor del número de Reynolds, cuyos resultados están en la Tabla 8.

Tabla 8. Números de Reynolds para los ramales de goteo (fuente propia)

Parcela Q(m3/s) D(m) U(m/s) ℝ 4 0,000023 0,0136 0,158 2153,27 14 0,00001725 0,0136 0,119 1614,95 15 1,66111E-05 0,0136 0,114 1555,14 16 1,59722E-05 0,0136 0,110 1495,33 21 1,66111E-05 0,0136 0,114 1555,14 22 0,00001725 0,0136 0,119 1614,95

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Queda comprobado que en ninguno de los casos se supera el valor límite de 100000 para el número de Reynolds, por lo que se admite el cálculo de las pérdidas de carga.

Uniformidad de aplicación

Uno de los objetivos del proyecto de sistemas de riego es lograr que el agua se aplique de manera uniforme. Entre las diferentes causas que afectan a la uniformidad de la aplicación del agua del riego localizado se encuentran la variación hidráulica a lo largo de los ramales y la variación de manufactura del gotero.

La primera depende de las pérdidas de carga ocurridas en los tramos uniformes entre goteros y de las pérdidas de carga localizadas en el punto de inserción del gotero.

La segunda depende del proceso de fabricación de los goteros y se define por un coeficiente de variación por manufactura CVm. Este dato debería ser aportado por el fabricante, pero al no aparecer en las especificaciones técnicas de la tubería, se tomará un valor para este coeficiente del 5%, que representa una variación media-baja en la aplicación del agua (Rodríguez Sinobas et al 2011).

Con la ayuda de este coeficiente de variabilidad global del gasto es posible calcular el coeficiente de uniformidad de Christiansen (1942) Cu para la distribución de la aplicación del agua de riego.

Los resultados del cálculo del mismo para cada parcela se detallan a continuación en la Tabla 9.

Tabla 9. Coeficientes de uniformidad para los ramales de goteo (fuente propia)

Parcela σ hmedia CVh CVm CVq Cu (%) 4 0,0121 6,0111 0,0020 0,05 0,0500405 96,0073 14 0,0055 6,0050 0,0009 0,05 0,0500084 96,0099 15 0,0050 6,0045 0,0008 0,05 0,0500068 96,0100 16 0,0045 6,0041 0,0007 0,05 0,0500055 96,0101 21 0,0050 6,0045 0,0008 0,05 0,0500068 96,0100 22 0,0055 6,0050 0,0009 0,05 0,0500084 96,0099

Como se puede observar, los coeficientes de uniformidad de los ramales en todas las parcelas están en torno al 96%, por lo que se admite como buena distribución, si se sigue el criterio de la uniformidad de distribución.

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26 Portarramales

Para el cálculo de la tubería portarramal, es decir la tubería que abastece y conecta todos los ramales de cada parcela, se seguirá un procedimiento análogo al llevado a cabo con los ramales. Pero al contrario que en el de los ramales, ahora sí que tendrá efecto el desnivel del terreno I0, pues la tubería portarramal es paralela a la pendiente.

Como se ha mencionado anteriormente se insertarán los ramales cada 50cm, todos perpendiculares a la tubería de distribución y paralelos entre ellos, y todos hacia el mismo lado, el centro del parque.

En este caso, debido a que no se cumple el régimen hidráulicamente liso en las tuberías (Reynolds > 105) se usará la expresión de Darcy-Weisbach para las pérdidas de carga por rozamiento y el factor de rozamiento de White-Colebrook. Los resultados se presentan en la Tabla 10.

Tabla 10. Pérdidas de carga en portarramales de goteo y diámetros (fuente propia)

Parcela Q(m3/s) D(m) U(m/s) L(m) R f hf 4 0,023 0,108 2,531 14 273322 0,0255261 1,080 14 0,030 0,125 2,429 32 351414 0,0294161 2,625 15 0,019 0,108 2,027 21,5 218926 0,0249651 1,041 16 0,017 0,108 1,874 21,5 202422 0,0246846 0,880 21 0,020 0,108 2,216 23,5 239307 0,0241236 1,314 22 0,026 0,108 2,847 28 307487 0,0249651 2,674

Todos los portarramales tienen un diámetro exterior de 110mm. Aunque atendiendo al criterio de la máxima presión admisible dentro de la tubería los diámetros calculados para cada portarramal difieren entre sí, es el criterio de velocidades el que determina las dimensiones finales. En principio, ningún diámetro debería llegar a los 110mm pero al ser las velocidades demasiado elevadas se han debido aumentar hasta que estas se encontrasen en torno a los 2m/s.