Efectos de la pendiente en el Coeficiente de Uniformidad y pérdidas localizadas en un lateral de riego por goteo presentado y aprobado en el año 2018

Abstract

En la agricultura, los sistemas de riego bien diseñados posibilitan el uso óptimo de los recursos, permitiendo dimensionar la disposición y el tamaño de cada componente del sistema, con el fin de proporcionar el agua a las plantas en el momento oportuno, teniendo en cuenta aspectos edáficos, climáticos y vegetativos bajo ciertas condiciones de energía, economía y mano de obra, permitiendo mejorar los rendimientos de la producción. Por esta razón, es indispensable estimar de manera adecuada las diferentes pérdidas de presión que se presentan en las partes que conforman un sistema de riego, debido al rozamiento del fluido con las paredes de la tubería y el efecto que causa la parte insertada de un emisor en un lateral de riego por goteo. El presente trabajo de investigación se llevó a cabo en las instalaciones de la facultad de Ingeniería de la Universidad Surcolombiana en la ciudad de Neiva en el Departamento del Huila, para determinar el efecto que tiene la pendiente sobre el Coeficiente de Uniformidad, las pérdidas por fricción y localizadas, en laterales de riego por goteo de 10 metros (m) de longitud, con tres tipos de goteros que se comercializan en la zona, en diámetros exteriores de tubería de 12 mm y 16 mm y en pendientes de 3%, 0%, -1% y -3%. Los laterales se evaluaron con goteros de 2 l/h espaciados cada 0.20 metros. Los datos técnicos de los emisores se evaluaron teniendo en cuenta la norma mexicana NMX-O-082-SCFI-2001, determinando que 2 de los tres emisores empleados son autocompensados. Para evaluar el desempeño de los laterales, cuatro metodologías fueron empleadas para determinar el Coeficiente de Uniformidad (CU); estas fueron: la propuesta por Christiansen (1942), Keller y Karmeli (1974), Keller y Karmeli (1975) y finalmente Barragán, Bralts y Wu (2005). Las metodologías que arrojaron los resultados más altos del Coeficiente de Uniformidad (CU) en todos los laterales fueron las propuestas por Christiansen (1942) y Keller y Karmeli (1974). Las pérdidas por fricción se evaluaron con las ecuaciones de Hazen-William y Darcy-Weisbach, para establecer cuál de ellas es la más ajustada a los datos experimentales. Con la expresión de Darcy-Weisbach se emplearon diferentes ecuaciones de factores de fricción (f). Las pérdidas por conexión o localizadas se obtuvieron como la diferencia entre las presiones registradas experimentalmente a un tercio (1/3), dos tercios (2/3) y al final del lateral, menos las pérdidas por fricción. Para el cálculo de las pérdidas localizadas se emplearon las expresiones propuestas por: Keller y Bliesner (1990), Pizarro (1996), Bagarello et al (1997), Bedoya y Angeles (2017) y finalmente una ecuación propuesta en este trabajo. La metodología de pérdidas por fricción que describe de manera más aproximada las pérdidas experimentales fue la propuesta por Darcy - Weisbach con factor de fricción f de Blasius. Por otra parte, las pérdidas localizadas se ajustaron mejor a la metodología propuesta por Bedoya y Ángeles (2017) solamente en la pendiente de 0% (a nivel); en cuanto a la pendiente de 3% Pizarro (1996) fue quien se destacó y en las pendientes negativas Bagarello et. Al (1997) fue quien presentó los mejores ajustes. Finalmente, se comprobó que cuando en un lateral de riego la relación área del sistema tubo-gotero aumenta, se producen mayores pérdidas localizadas.