EXPERIENCIA DE ENSAYOS DE ASPERSIÓN EN EL LABORATORIO

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1 EXPERIENCIA DE ENSAYOS DE ASPERSIÓN EN EL LABORATORIO Sáchez de Ribera Gozález, A 1 ; Bajo López, G; Beral Llorete, M; Cañada López, L; Madurga del cura, C. RESUMEN El riego por aspersió sigue siedo e España uo de los sistemas de riego más importates. Por tato, es imprescidible teer iformació fiable sobre el fucioamieto de los aspersores, que so los resposables de distribuir el agua co suficiete uiformidad e el terreo. Este trabajo refleja la experiecia obteida e este campo por el Laboratorio Cetral de Esayo para Materiales y Equipos de Riego del Cetro Nacioal de Tecología de Regadíos, mostrado el fucioamieto iadecuado de alguos modelos y aportado alguas idicacioes que ayude a ua correcta caracterizació de los aspersores. Se estudia u caso particular e el que se quiere resaltar la importacia que tiee los aspersores sectoriales e la uiformidad global de la parcela. La superficie que riega estos aspersores puede variar etre u 1 a u 5 % de la superficie regada co cobertura total. ABSTRACT Sprikler irrigatio still is i Spai oe of the most importat irrigatio techiques. Therefore, it s imperative to have reliable data of spriklers performaces, which are resposible for distributig water uiformly i fields. This work reflects the experiece gathered i this subject by the Cetral Laboratory for Testig of Irrigatio Material ad System i the Natioal Cetre of Irrigatio Techology, showig some iadequate performaces of models ad givig some guidelies to help obtai a good characterizatio of spriklers i irrigatio uiformity. The area covered by these spriklers ca very betwee 1-5 % of the area irrigated. 1 Equipo Técico del Laboratorio Cetral para Esayo de Materiales y Equipos de Riego Cetro Nacioal de Tecología de Regadíos Tf: Sa Ferado de Heares (Madrid) alsachez@mapya.es

2 Itroducció. Objetivos. El riego por aspersió sigue siedo e España uo de los sistemas de riego más importates, ya sea porque está muy implatado e alguas zoas o porque alguos cultivos lo lleva completamete asociado como la remolacha, zaahoria, hortícolas extesivos, etc. Detro de las superficies ocupadas por cada sistema de riego e el Pla Nacioal de Regadíos se recoge que el 24 % de las 3.4. ha regadas e España, correspode a aspersió. Gra parte de la moderizació que se está realizado a través de las actuacioes del Pla de Choque, el Miisterio de Agricultura, Pesca y Alimetació y el Miisterio de Medio Ambiete trasformará parte de los riegos tradicioales e riegos presurizados que permitirá aumetar la superficie dedicada a aspersió. Por tato, este sistema de riego juega u papel cuatitativo importatísimo detro del sector del riego acioal y de ahí que sea ecesario teer iformació fiable sobre el fucioamieto de los aspersores, que so los resposables de distribuir el agua co suficiete uiformidad e el terreo. E este trabajo se traslada la experiecia obteida e el Laboratorio Cetral de Esayo para Materiales y Equipos de Riego del Cetro Nacioal de Tecología de Regadíos, mostrado alguos fucioamietos iadecuados y aportado alguos cosejos que ayude a obteer iformació fiable sobre el fucioamieto de los aspersores. Se estudia u caso particular e el que se quiere resaltar la importacia que tiee los aspersores sectoriales e la uiformidad global de la parcela. La superficie que riega estos aspersores puede variar etre u 1 a u 5 % de la superficie regada co cobertura total.

3 Materiales y métodos. Para la realizació de los esayos se utiliza el baco de esayo de aspersió del Laboratorio Cetral para Esayo para Materiales y Equipos de Riegos. La figura 1, represeta el esquema de este baco. TP SG TT VC CA VR VC VC B1 B2 DN1 CCA1 CCA2 CCA3 REGULACIÓN ESTACIÓN DE BOMBEO CCA4 CCA5 CCA6 CCA7 CCA8 CÉLULAS DE CARGA B - Bombeo CA - Caudalímetro VC - Válvula de corte VR - Válvula de regulació SG - Sesor de giro TP - Trasductor de presió TT - Trasductor de temperatura CC - Célula de carga CCA69 CCA7 Figura 1: Esquema del baco de aspersió del laboratorio. Los resultados del esayo se recoge directamete e el autómata que gobiera el baco y se descarga los datos e u ordeador cetral para su procesado. El esayo se programa e el autómata a través de ua patalla de servicio. Como herramieta para el estudio del coeficiete de variació de uiformidad e u marco de aspersió se ha utilizado el programa SPACE, que ha permitido comparar los distitos marcos de riego. Los resultados mostrados so ua selecció de los más de 3 esayos realizados a más de 75 muestras de distitos modelos de aspersores, de los que se ha extraído los casos e los que se ha detectado el mal fucioamieto de los mismos.

4 Métodos Para la cosecució del estudio se ha realizado la determiació de la curva de distribució y de la curva caudal/presió de varios modelos de aspersores. La ormativa usada como referecia e cada caso aparece e la tabla 1. ENSAYO Curva de distribució Curva caudal/presió NORMA ISO Agricultural irrigatio equipmet- Spriklers- Characterizatio of distributio ad test methods UNE Material de riego-aspersores rotativos- Requisitos geerales y métodos de esayo Tabla 1 Normativa de referecia Esta ormativa establece cuáles so los requisitos que debe cumplir los esayos para que las coclusioes que se saque de los mismos refleje las características del elemeto esayado y sea repetibles e cualquier tipo de laboratorio que siga el mismo procedimieto. Los esayos se ha realizado e codicioes de laboratorio e ausecia de vieto. Otras codicioes de esayo se describe a cotiuació: Esayo curva de distribució Parámetro a medir Codicioes de esayo Caudal Precisió ±,5% Presió Desviació máxima ±.1 bar Tiempo Resolució 1s Tª esayo 12 ± 5 ºC Separació pluviómetros 5 cm Presió de esayo 3-3,2 bar (segú los modelos) Duració Mí 1 hora. Tabla 2. Determiació curva de distribució Esayo caudal/presió Parámetro a medir Codicioes de esayo Caudal Precisió ±,5% Presió Desviació máxima ±.1 bar Tiempo Resolució 1s Tª esayo 12 ± 5 ºC Rago de presioes,5-4 bar Duració 3 s cada puto Tabla 3. Determiació curva caudal-presió

5 Resultados y discusió A cotiuació se muestra los resultados obteidos e la realizació de los esayos para destacar determiadas aomalías que se ha observado e el desarrollo de los mismos. Todos los modelos y muestras esayadas so aspersores de impacto de lató co ua o dos boquillas. Esayos de curva de distribució Se ha observado que determiadas muestras de aspersores o preseta u comportamieto estable cuado trabaja e las mismas codicioes. El gráfico 1 muestra dos repeticioes de u mismo aspersor e el que las dos curvas obteidas so idéticas. El gráfico 2 muestra dos repeticioes de u mismo aspersor e el que las diferecias etre ambas repeticioes so del orde de 2%. La orma o establece igú tipo de límite etre diferecias de fucioamieto e repeticioes de esayo de u mismo elemeto. Es importate que los aspersores presete fucioamieto estable para las mismas codicioes de trabajo, ya que si o icorporaría ua variabilidad a su fucioamieto que habría que teer e cueta e el diseño de las istalacioes. Pluviometría (mm/h) Curva de distribució Boquillas de 3,6 + 2,4 mm. Pesayo= 3 bar. Cuerpo de lató. Repetició 1 Repetició Distacia al aspersor (m) Gráfico 1: Curva de distribució de dos repeticioes de u mismo aspersor. Pluviometría (mm/h) Curva de distribució Boquillas de 4,4 + Tapó mm. Pesayo= 3 bar Cuerpo de lató Repetició 1 7 Repetició Distacia al aspersor (m) Gráfico 2 Curva de distribució de dos repeticioes. de u mismo aspersor. La ormativa de referecia utilizada o específica qué úmero de muestras se debe esayar para caracterizar u modelo de aspersor. A cotiuació se muestra la casuística de resultados que se ha ecotrado al esayar varias muestras de u mismo modelo. Así el gráfico 3 represeta tres esayos realizados a tres muestras de u aspersor co boquillas 4 + Tapó. Tambié se ha represetado la media co las barras de error de amplitud 2%, que es la variació máxima que se cosidera que debería teer. E este caso las curvas de las tres muestras o preseta diferecias mayores que las barras de error represetadas. E los últimos pluviómetros, el error absoluto es mayor al idicado. Esto se debe a la baja pluviometría recogida, que hace que pequeñas diferecias tega u peso relativo elevado.

6 E el gráfico 4 se observa los esayos realizados a tres muestras de u modelo de aspersor co boquillas 4 + 2,4 mm. E este caso la variabilidad etre muestras es muy elevada, superado la diferecia co respecto a la media e 2%. 12 Curva de distribució Boquillas de 4 + Tapó mm. Pesayo= 3,2 bar Cuerpo de lató. 12 Curva de distribució Boquillas de 4 + 2,4 mm. Pesayo= 3 bar Cuerpo de lató. Pluviometría (mm/h) Muestra1 Muestra2 Muestra3 Media ± 2% Pluviometría (mm/h) Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Media ± 2% Distacia al aspersor (m) Gráfico 3: Curva de distribució de tres muestras. u de u modelo de aspersor Distacia al aspersor (m) Gráfico 4: Curva de distribució de tres muestras de u modelo de aspersor. Esayos de curva caudal/presió E la determiació de la curva caudal/presió se ha detectado ua problemática parecida. Varios esayos e u mismo aspersor ha presetado u comportamieto repetitivo, tal y como se muestra e el gráfico 5. De todos los esayos realizados e el Laboratorio, el úico que preseta algua diferecia es el mostrado e el gráfico 6, e el que puede que algú mal esamblaje de la vaia prologadora, provocara su movimieto a partir de ua determiada presió. Las flechas de los gráficos idica e qué setido se ha coseguido la presió de esayo bie de forma ascedete o descedete. Caudal medio (l/h) Curva caudal/presió. Boquillas 4 + 2,4 mm, Cuerpo de lató. Repetició 1 Repetició Presió media (bar) Gráfico 5: Curva caudal/presió co repeticioes de u mismo aspersor. Caudal medio (l/h) Curva caudal/presió. Boquillas 4 + 2,4 mm, Cuerpo de lató Repeticio 1 8 Repeticio 2 6 Repeticio 3 Repeticio Presió media (bar) Gráfico 6: Curva caudal/presió co repeticioes de u mismo aspersor. Por otro lado, sí que se ha observado casos de variabilidad etre distitas muestras de u mismo modelo, tal y como se refleja e el gráfico 7. Está claro que esta variabilidad es por u mal diseño del modelo o errores e el esamblaje de sus elemetos, ya que como muestra el gráfico 8 es posible obteer ua repetibilidad completa etre muestras.

7 18 16 Curva caudal/presió. Boquillas 4 + 2,4 mm, aspersor de lató. 14 Curva caudal/presió Boquillas de 4 + Tapó mm. Cuerpo de lató Caudal medio (l/h) Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Caudal (l/h) Muestra 1 Muestra 2 Muestra Presió media (bar) Presió (bar) Gráfico 7: Curva caudal/presió de tres muestras Gráfico 8: Curva caudal/presió de tres muestras de u mismo modelo de aspersor. de u mismo modelo de aspersor. Otro ejemplo de mal fucioamieto es el que se refleja e el gráfico 9, ya que el aspersor tiee cierta histéresis, y su comportamieto es distito depediedo de la secuecia de presioes (ascedete o descedete) que se siga. Es importate determiar la curva de caudal/presió tato co presioes ascedetes como descedetes para detectar estas aomalías e el fucioamieto de los aspersores. 18 Curva caudal/presió. Boquillas 4 + 2,4 mm, aspersor lató. 16 Caudal medio (l/h) Muestra 1 Muestra Presió media (bar) Gráfico 9: Curva caudal/presió de dos muestras de u mismo modelo de aspersor.

8 Importacia de los aspersores sectoriales para la uiformidad global de la parcela Los pasos para la realizació del estudio so los siguietes: Se ha elegido y caracterizado el aspersor rotativo de 36º que se va a situar e el cetro de la parcela. Las características so: Aspersor de Lató de doble boquilla (4 + 2,4 mm). Su curva de distribució es: Pluviometría (mm/h) Curva de distribució Boquillas de mm. Pesayo= 3,2 bar Cuerpo de lató. MEDIA Distacia al aspersor (m) Gráfico 1: Curva de distribució del aspersor de 36º. Se ha esayado los aspersores sectoriales de 18º que se va a comparar e los lides de la parcela. Las características so: Aspersor de Lató de doble boquilla (4 + 2,4 mm) y aspersor de lató de boquilla simple (4 + Tapó). Sus curvas de distribució so: 25 Curva de distribució Aspersor sectorial de lató. Pesayo= 3,2 bar Pluviometría (mm/h) Media (4 + 2,4 mm) Media (4 + Tapó) Distacia al aspersor (m) Gráfico 11: Curva de distribució de los aspersores sectoriales. Se realiza tres comparacioes de los distitos coeficietes de uiformidad para los siguietes casos: CASO 1: Uiformidad e el riego de u marco de aspersió al tresbolillo equilátero de 15 m (separació aspersores etre líeas 15 m, separació de líeas 13 m). Este es el coeficiete de uiformidad teórico que se suele dar como coeficiete de toda la parcela. CASO 2: Uiformidad e el riego de u marco de aspersió al tresbolillo equilátero de 15 m (separació aspersores etre líeas 15 m, separació de líeas 13 m), teiedo e cueta la superficie regada por los aspersores sectoriales. E este caso

9 el aspersor sectorial es de doble boquilla, que suele ser la más utilizada e las istalacioes. CASO 3: Uiformidad e el riego de u marco de aspersió al tresbolillo equilátero de 15 m (separació aspersores etre líeas 15 m, separació de líeas 13 m), teiedo e cueta la superficie regada por los aspersores sectoriales. E este caso el aspersor sectorial es de boquilla simple. La comparació e parcela se realiza co el programa SPACE (Sprikler Profile ad Coverage Evaluatio), e ua parcela de 1 ha. Los coeficietes que servirá para comparar la uiformidad del riego so: Coeficiete de Uiformidad de Christiase (CUD) D CUD 1 (1 ) m 1 x i = valor recogido e cada pluviómetro m x i = úmero de valores i 1 m = media del cojuto de valores D = media de los valores absolutos de las 1 desviacioes idividuales D x i m i 1 Uiformidad de Distribució (UD) 1q UD 1 ( ) m 1 m 1 1 q x i i 1 1q i 1 x : LQ i i x i = valor recogido e cada pluviómetro 1q = media de la pluviometría e el cuarto de superficie meos regada = úmero de valores m = media del cojuto de valores LQ = cojuto de valores que cotiee el 25% de los valores más pequeños

10 Resultados: El coeficiete de uiformidad de distribució (CUD) y la uiformidad de distribució (UD) que se obtiee so: CASO 1: Si teer e cueta la zoa de ifluecia de los aspersores sectoriales Aspersor Boquilla (mm) Presió (Kpa) Arco (º) CUD (%) UD (%) Rotativo completo , 36 88,7 83,1 Tabla 4: Datos de CUD y UD totales del caso 1. CASO 2: Parcela de 1 ha co aspersor sectorial co doble boquilla Aspersor Boquilla (mm) Presió (Kpa) Arco (º) CUD (%) UD (%) Sectorial de lató , 18 Sectorial de lató , Rotativo completo , 36 Tabla 5: Datos de CUD y UD totales del caso 2. CASO 3: Parcela de 1 ha co aspersor sectorial co boquilla simple Aspersor Boquilla (mm) Presió (Kpa) Arco (º) CUD (%) UD (%) Sectorial de lató 4 + Tapó 32, 18 Sectorial de lató 4 + Tapó 32, Rotativo completo mm 32, 36 Tabla 6: Datos de CUD y UD totales del caso 3. Se observa que co dos boquillas el CUD es u 8% meor que co ua sola boquilla. E las siguietes tablas se puede comparar la uiformidad del riego e las distitas zoas de la parcela, segú el esquema. Se compara los distitos sectores detro de la misma parcela para observar el peso específico que se tiee e cada zoa: Zoa Sectoriales Zoa Cetral Figura 2: Parcela de estudio.

11 Caso 2: Zoa Aspersor CUD (%) UD (%) Zoa cetro 36 88,7 83,1 Zoa sectoriales , Tabla 7: CUD y UD por sectores del caso2 Caso 3: Zoa Aspersor CUD (%) UD (%) Zoa cetro Zoa sectoriales ,3 71,5 Tabla 8: CUD y UD por sectores del caso 3. Como se observa los coeficietes teóricos de la zoa cetral es más optimista que lo que realmete ocurre cuado se toma e cueta el riego e los límites de la parcela. La uiformidad de riego es mayor cuado se utiliza sectoriales co ua sola boquilla, frete al sectorial de dos boquillas a pesar de ser esta última la opció más utilizada. El peso de la superficie que está iflueciada por el riego de los aspersores sectoriales será mucho mayor cuato más pequeña sea la superficie de la parcela, pero icluso para superficies de 2 ha supoe ua superficie importate como se muestra e la tabla 9. Superficie (ha) Superficie sectoriales (ha) % % % % % % Tabla 9: Peso de la superficie sectorial.

12 Coclusioes De los esayos mostrados se puede sacar varias coclusioes, como: - Cuado se realiza esayos de aspersores para obteer su curva de distribució y su curva caudal/presió, es importate hacer repeticioes a la muestra de esayo, y esayar distitas muestras del mismo modelo para poder dar uos resultados que sea represetativos de todo el modelo. - El úmero de muestras a esayar e laboratorio de u modelo de aspersor debe estar ormalizada, se propoe ua població de 1 aspersores para el esayo de u míimo de 3 muestras. - Las curvas obteidas de esayos repetidos a distitas muestras de u mismo modelo o deberá diferir co respecto a la media e 2%. - Las curvas de distribució realizadas a u mismo aspersor o debe diferir e 1%, respecto a la media de las repeticioes. - E el esayo de curva caudal/presió se debería obteer los putos icremetado la presió y dismiuyedo la presió, ya que hay modelos de aspersor que o se comporta igual. - Las curvas obteidas de esayos, a muestras distitas del mismo modelo, o debería diferir e 5% co respecto a la media. - Hacer mayor hicapié a la hora de elegir los aspersores sectoriales, determiar sus curvas de distribució, e icluirlos e los programas de simulació para determiar la uiformidad teórica de la parcela, ya que como se ha demostrado tiee u peso específico importate e ua parcela de cultivo. - Los fabricates debería icluir e sus catálogos las curvas de los aspersores sectoriales juto co la de los aspersores de 36º para que el diseñador del riego e parcela tega la iformació suficiete para elegir la combiació óptima de los mismos. Bibliografía ISO :24(E) Agricultural irrigatio equipmet- Spriklers- Characterizatio of distributio ad test methods. UNE Material de riego -Aspersores rotativos -Requisitos geerales y métodos de esayo. El riego por Aspersió y su Tecología, J.M. Tarjuelo Martí-Beito Ed: Mudi-Presa. Procedimieto de esayo itero del baco de aspersió del Laboratorio Cetral Para Esayo De Materiales Y Equipos De Riego. 26. Pla Nacioal de Regadíos. Programa SPACE (Sprikler Profile ad Coverage Evaluatio) for widow s V 2..