JORNADAS DE DIRECCIÓN DE CLUBES DE GOLF

Transcripción

1 APUNTES JORNADAS DE DIRECCIÓN DE CLUBES DE GOLF El sistema de riego en un campo de golf *** GUILLERMO RENGIFO ABBAD Cádiz Del 19 al 21 de mayo de 2005

2 EL SISTEMA DE RIEGO EN UN CAMPO DE GOLF Guillermo Rengifo Abbad Naturagua Servicios Hidráulicos S.L. INTRODUCCIÓN El sistema de riego de un campo de golf es una de las partes más importantes del mismo. A través del sistema de riego gestionamos el recurso más valioso de un campo de golf: el agua. En esta ponencia analizaremos los componentes del sistema de riego, entre los que vamos a incluir: el agua, el proyecto, el bombeo, la red de tuberías, los aspersores y el automatismo de control. EL AGUA El agua supone el primer obstáculo para la implantación y el mantenimiento de un campo de golf. Es un recurso escaso, de alto valor económico y ecológico, que debe gestionarse de la manera más eficiente. Para ello, todos los componentes del riego de un campo de golf se deben dimensionar de acuerdo con las disponibilidades y necesidades del campo. Es en el proceso de construcción donde se deben tener en cuenta estos conceptos, adecuando el terreno, las superficies de juego, el tipo de hierba, los vientos dominantes, el tipo de campo, etc. a la disponibilidad de agua y a la calidad de la misma. Debemos tener en cuenta que el consumo de agua de un campo de golf se estima entre los y los metros cúbicos por hectárea al año. Esta estimación se corresponde con un clima cálido y pluviometrías entre los 350 y los 750 litros/m2 al año. Cada campo tiene sus particularidades, su clima y sus necesidades, pero hay algo que no debemos olvidar: cuando se necesita regar debemos de disponer del mejor sistema para hacerlo, ya sea en pleno desierto o en zonas muy lluviosas. Cada metro cúbico de agua tiene un coste que oscila entre los 0,15 y los 0,5 euros, lo cual supone un coste aproximado de entre y euros por hectárea al año. En un campo de 18 hoyos tipo, con superficies de riego aproximadas de 25 hectáreas, el coste anual del riego se estima en euros al año. El agua en un campo de golf debemos entenderla como un elemento conductor de necesidades de la planta. Serán los parámetros de definición del agua (Ph, CE, salinidad, etc.) los que determinarán la calidad del agua y su aporte a la planta, pero debemos tener en cuenta que estos parámetros se pueden corregir de una manera controlada, a la vez que se pueden aportar elementos al agua que sirvan para corregir las deficiencias tanto del suelo como de la planta. Para que un campo de golf pueda implantar un sistema de riego fiable, deberá contar con reservas de agua que supongan al menos 15 días de riego. Con esta reserva, el campo podrá solventar cualquier problema que surja en el abastecimiento de agua. Para ello se crearán balsas de captación en el campo que permitan almacenar dicha capacidad. 1

3 EL PROYECTO Es en la elaboración del proyecto de riego donde se tienen que dejar especificadas todas las necesidades del campo, tanto para el desarrollo normal del proyecto como para posibles ampliaciones o remodelaciones futuras. Una vez establecido el campo de golf, cualquier tipo de obra que necesite abrir zanjas supondrá un problema importante para el club, ya que obligará a la utilización de maquinaria, cortes en el juego y uso de personal que implicará un detrimento económico para el club. Dentro de estas obras, las más problemáticas son las que implican un aumento de diámetros en las tuberías principales de distribución por falta de tiempo y caudal para el riego, lo cual significará probablemente un redimensionamiento del sistema de bombeo y una apertura de zanjas de grandes dimensiones y alto coste. El proyecto debe tener en cuenta un factor fundamental para su correcta implantación: el tiempo máximo de riego permisible en el campo. En un campo de golf se establece como tiempo de riego máximo, aquel que se necesitará el día con menos luz y mayores tiempos de juego. Estas fechas se corresponden con mediados del mes de junio, cuando la gente empieza a jugar en el campo a las 7:30 de la mañana y acaba a las 22:00 de la noche. Siempre podremos empezar a regar antes de las 22:00 horas, pero no demasiado antes por el calor excesivo que producirá una peor absorción por parte de la planta y una elevada evaporación. La hora óptima de comienzo del riego son las 21:00 horas y se deberá terminar el riego a las 6:00 de la mañana, para permitir que el agua sea absorbida por el terreno y las máquinas de siega no tengan problemas. Esto nos deja un tiempo de riego máximo de 9 horas. Otro factor importante que definirá el proyecto y en el cual hay que tener muy en cuenta lo explicado en el punto anterior - disponibilidad de agua -, será la superficie a regar y el número de aspersores a utilizar. Cada zona del campo requerirá un tipo de aspersor y un tiempo de riego específicos. Con estos dos datos podremos establecer los siguientes puntos de desarrollo que implican el proyecto: bombeo, filtración, redes de tuberías, aspersores y automatismo. BOMBEO El cuarto de bombeo se define como el alma del riego del campo, ya que cualquier fallo en esta instalación afectará a toda la superficie de riego del campo de golf. Por ello, deberá estar muy bien dimensionada - normalmente sobredimensionada - de acuerdo con las necesidades del campo y deberá tener un mantenimiento especializado. Siempre que sea posible se instalará el grupo de bombeo en cotas inferiores a la balsa de reserva de agua, ya que las bombas que trabajan en carga directa dan menos problemas y necesitan menos mantenimiento. La caseta de bombeo se dimensionará de acuerdo con los grupos de bombeo a instalar y se dejarán espacios extra, en función de la posterior instalación de sistemas de filtración, fertirrigación y accesos a la misma. 2

4 Un bomba de riego está compuesta por cuatro elementos: aspiración, motor, cuerpo hidráulico e impulsión. Aparte se usan sistemas de control como es el cuadro de maniobra, los presostatos, el transductor de presión y los calderones. La aspiración se corresponde con la tubería de admisión de agua hacia la bomba, es decir, la entrada de agua al sistema de bombeo. El motor se corresponde con la parte eléctrica de la bomba, que para evitar facturas elevadas de luz estará bobinada en 380 V. El cuerpo hidráulico es la parte de turbinas encargada de impulsar el agua en un caudal y presión determinados a través de la impulsión. El sistema de unión entre motor y cuerpo hidráulico es lo que se llama cierre mecánico y es la parte más frágil de la bomba, ya que a partir de ciertas horas de uso pierde su hermeticidad y empieza a tirar agua. Las bombas a utilizar en un campo de golf podrán ser de cuatro tipos: verticales, autoaspirantes, horizontales y sumergibles. Normalmente se deberán usar las verticales, ya que son las que menos vibraciones producen y mejores prestaciones dan, siempre que se haya podido instalar la caseta de bombeo en cotas inferiores a la balsa. Las autoaspirantes se usarán sólo cuando no haya posibilidad de poner las bombas en cotas inferiores, presentan el problema de descebo y un alto mantenimiento de los ejes. Las horizontales presentan muy altos rendimientos, pero dan muchos problemas en los cierres mecánicos de unión entre el eje de la bomba y el cuerpo hidráulico, y suelen dar problemas de vibraciones. Si en el diseño del campo de golf llegamos a la conclusión que necesitamos un caudal de 250 m3 a una presión de 8 Atm, veremos que no habrá muchas bombas que nos den estas prestaciones, pero que con dos bombas de 60 CV alcanzaremos las prestaciones requeridas. En estos casos, se suele optar por el montaje de una batería de 3 bombas de 40 CV ó 4 de 30 CV. Se suele aumentar el número de bombas porque el fallo en cualquiera de ellas sólo aumenta el tiempo de riego en una proporción menor y permite seguir regando casi con normalidad. Si falla una bomba de 60 CV necesitaremos 18 horas para regar, si falla una de 40 CV necesitaremos 13.5 horas y si falla una de 30 CV regaremos en tan sólo 12 horas de riego. A estos grupos de presión se les suele añadir una pequeña bomba de apoyo denominada jockey, con potencias entre los 3 y los 5 CV, que sirven únicamente para dar servicio a un par de mangueras o a algún aspersor aislado. Esta bomba es muy útil, ya que supone un ahorro importante de luz. Imaginemos que al abrir una pequeña manguera para repasar los greens o regar las plantas tenemos que arrancar una bomba de 30 CV, el coste sería demasiado elevado para el poco uso que se le da. El uso de variador de frecuencia es muy común, y suele gestionar una sola de las bombas, que se denomina bomba principal. Esta bomba rotará de una a otra en función del número de horas de funcionamiento, ajustando uno de los parámetros del variador. La función del variador de frecuencia es la de regular la velocidad de la bomba en función del consumo. Los sistemas con variador de frecuencia leen la presión de la red a través de un transductor colocado en la parte superior de los calderones, y es el propio variador el encargado de gestionar el funcionamiento en cascada de todas las bombas incluida la jockey. Es importante que el cuadro de maniobra lleve incorporado un sistema auxiliar de presostatos con un interruptor manual. Este sistema permite el uso normal de las bombas cuando el variador se desprograme o se rompa. Hay que tener en cuenta que los variadores son muy sensibles a las subidas y bajadas de tensión. 3

5 El calderín es un sistema de reserva de agua va de 50 a litros y sirve para que ante cualquier pequeña fuga o uso intermitente, sea esa reserva la primera que se inyecta en la red sin necesidad de las bombas. Este sistema permite que las bombas no estén continuamente arrancando y parando. RED DE TUBERÍAS La red de tuberías estará compuesta por dos tipos: la red principal y la red secundaria. La red principal es la que incluye todas las tuberías principales de distribución y comprende tuberías con diámetros entre los 110 mm y los 400 mm. La red secundaria es la red adherida a la principal, distribuyendo el agua directamente a los aspersores. Para los campos de golf se utilizan dos tipos de tuberías, las de PVC y las de polietileno. Las tuberías de PVC se suelen utilizar para la red principal, ya que su coste es menor tanto en material como en instalación. Son muy rápidas de montar, aunque precisan de una base del suelo uniforme y a ser posible de arena de río, dilatan mucho y suelen dar problemas en los suelos pedregosos. Antiguamente se montaban encoladas pero este sistema da muchos problemas a partir de los años, ya que el pegamento se deteriora y provoca fugas. Actualmente se montan con junta elástica, aunque hay que cerrar bien la zanja durante la instalación para evitar que los cambios de temperatura dilaten la tubería y los tubos se escupan. Las tuberías de polietileno (PE) son las que más se están utilizando, ya que permiten mayor flexibilidad, son menos frágiles y se amoldan a cualquier tipo de terreno. El coste de instalación es mayor al igual que el tiempo para instalarlas, pero son mucho más fiables y duraderas. Las tuberías de PE se pueden unir de tres formas: por manguitos electrosoldables, por electrofusión o por piezas roscables de unión -esta opción sólo es válida para diámetros inferiores a 110 mm. Tanto las tuberías de PVC como las de PE deberán tener unas características especiales, tanto de presión como de grosor de paredes para garantizar el correcto uso de la instalación como el caudal real de paso. Las tuberías suelen tener rangos de presión admisible de 4, 6, 10, 16 y 25 Atm de presión y los diámetros normalizados son: 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 75, 90, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 250, 315, 400 y 500 mm. La red principal estará compuesta por una tubería de impulsión que será la que defina el caudal máximo del campo. Es importante que esta tubería sea del mayor diámetro posible, es decir, si nuestro sistema necesita 250 m3/h y con una tubería de 200 mm nos vale, sería bueno instalar una de 250 mm para evitar que en el futuro y por posibles ampliaciones de zonas de riego sea insuficiente la de 200 mm. El resto de las tuberías principales irán reduciéndose en diámetro para aumentar la velocidad del agua, y se diseñarán en circuitos cerrados. Sus diámetros los determinará el número de aspersores a los que dicha tubería dará servicio. Dentro de este circuito será importante el uso de llaves en cada bifurcación, que permitan el cierre de circuitos independientes, de tal modo que una rotura en un circuito no afecte al resto del campo. La red secundaria será la encargada de distribuir el agua a los aspersores. Esta red principalmente estará compuesta por tuberías de polietileno de 50, 63 y 75 mm, con uniones roscadas. Estas redes se diseñarán en circuitos cerrados con dos entradas desde la red 4

6 principal. Cada circuito de este tipo suele gestionar entre 15 y 30 aspersores a la vez, en función del presupuesto y de las características del campo. Normalmente, se diseñan cuatro circuitos, uno para el tee, dos para la calle y uno para el green. Según la cantidad de aspersores que lleve cada circuito, podremos establecer el número máximo de aspersores que podremos abrir a la vez en dicho circuito, lo que nos ayudará mucho a la hora de la programación del riego. ASPERSORES Los aspersores son la parte esencial del riego. En las instalaciones de un campo de golf se utilizan siempre los aspersores emergentes, es decir, los que tienen el cuerpo enterrado y cuando empiezan a regar elevan un vástago que es el que riega. Se utilizan de este tipo por una razón muy simple, permiten que las máquinas sieguen por encima y se evitan las hierbas altas. Entre estos aspersores encontramos dos tipos principales: de impacto y de turbina. Los aspersores de impacto tienen la característica de tener el vástago de metal, y es un sistema de muelles con batientes el que hace girar el chorro de agua. Su característica principal es su buen funcionamiento en zonas de viento y también su alta resistencia, pero presenta varias deficiencias como son: precio elevado, fallos de homogeneidad de giro y poca altura de elevación. Los aspersores de turbina tienen la característica de estar formados por un sistema de engranajes que realizan el giro del aspersor. Son los más utilizados aunque, al contrario que los de impacto, el viento les afecta en exceso. Son algo más baratos que los de impacto y su homogeneidad de giro es casi perfecta, aunque son más frágiles. El sistema de engranajes permite que haya aspersores con distintas velocidades de giro en ciertos ángulos. Todos estos aspersores pueden comprarse tanto de giro completo como de giro ajustable o sectorial, permitiendo ajustar el riego del campo de golf a superficies mejor delimitadas. Hay dos maneras de diseñar el riego de los aspersores en un campo de golf, una es a través de bloques de riego y otra, independientes. Primero hay que tener en cuenta que en una instalación de un campo de golf, el sistema de tuberías se encuentra permanentemente cargado a presión, y para su distribución se usan unos aparatos llamados electroválvulas que, a través de una señal eléctrica o una diferencia de presión hidráulica, son capaces de abrirse y cerrarse como una llave permitiendo el flujo de agua. Dicho esto, podemos indicar que otra tipología de aspersores es la que tiene la electroválvula incorporada en el propio aspersor -riegos independientes- y la que no -riegos en bloques. Los aspersores definidos como independientes son aquellos que están instalados en la red secundaria y tienen la electroválvula incorporada, de tal modo que, una vez cableada la electroválvula, se puede abrir o cerrar dicho aspersor independientemente a través de una señal eléctrica. Este es el mejor sistema y el más fiable, ya que nos permite jugar con el riego a nuestro antojo y optimizar la cantidad de agua en cada zona independientemente. Su principal virtud es la de mantener el agua a presión en la cabeza del aspersor, de tal modo que las pérdidas por arranque o cierre se reducen al mínimo. El defecto consiste en tener la tubería cargada, ya que cualquier fallo en la instalación creará una inundación. En los procesos de 5

7 construcción se suelen unir varios aspersores de este tipo a la vez para ahorrar costes, tanto en cableado como en satélites de control. Los aspersores en bloque son aquellos que están unidos a una tubería secundaria, que en su unión a la red principal están gestionados por una sola electroválvula, capaz de hacer que esos aspersores rieguen todos a la vez. Normalmente se diseñan en bloques de dos, tres o cuatro aspersores, dependiendo del tipo de aspersor y el caudal que necesiten. Este tipo de riego tiene la gran ventaja de que el coste se reduce, aunque sus inconvenientes son mayores: cuando se cierra la electroválvula, el agua residual de la tubería acaba saliendo por el aspersor con la cota más baja, la instalación es más lenta, el mantenimiento de las electroválvulas es alto y hay demasiadas arquetas distribuidas por todo el campo. Lo más importante a la hora de elegir un aspersor es verificar el alcance que queremos y el caudal que el aspersor consume para dicho alcance. Hoy en día, el mercado nos ofrece una amplia gama donde elegir, desde 5 hasta 32 metros y consumos de 1 m3/h y de 10 m3/h. Un vez establecido el tipo de aspersor, es muy muy importante que a la hora de instalarlos en el campo se haga un replanteo del diseño de riego, para garantizar una cobertura perfecta de todos y cada uno de los aspersores. Debemos saber que los aspersores riegan muy bien en su radio de alcance, pero que su pluviometría se distribuye a partir de los dos metros de cada aspersor, por lo que es muy importante que cada aspersor esté solapado por al menos otros tres, consiguiendo una buena uniformidad de riego en menor tiempo. Los aspersores se suelen colocar de dos maneras, o en cuadrado o a tresbolillo, dependiendo del diseño del proyecto, siendo la más utilizada la del tresbolillo, ya que los bordes tienen mejor cobertura. Cada tipo de aspersor puede optar por distintos tipos de boquillas en la salida del agua, permitiendo al usuario jugar con alcances y caudales de un + 20%. De este modo, aunque no encontremos un aspersor perfecto para cada caso, podemos jugar con las boquillas y adecuarlos. AUTOMATISMO El automatismo es la parte más compleja y cara de todo el sistema, en ella incluimos los cableados, los satélites de control y el ordenador central. Los cableados son todos aquellos cables que nos permiten controlar todo el sistema desde un solo punto. Un campo de 18 hoyos puede llegar a tener enterrados hasta 500 kilómetros de cable, mientras que de tubería tendrá 100 kilómetros. Para poder hacer llegar la señal a una electroválvula, se necesitan dos cables, uno de señal que normalmente tendrá una sección de 1 x 1,5 mm2 y otro común con sección de 1 x 2,5 mm2. Todos estos cables llevarán camisas de protección de alta resistencia para evitar su deterioro. Las secciones de ambos cables son diferentes única y exclusivamente para poder diferenciar unos de otros en caso de avería e instalación. El cable común es el mismo para todas las electroválvulas y es el encargado de cerrar el circuito eléctrico. Cuando se cablean aspersores o electroválvulas, hay que tener en cuenta que, a ser posible, cada estación que controle varios aparatos debe controlarlo en las mismas cotas, para evitar que en un tiempo establecido de riego unas zonas se encharquen y otras se queden secas. 6

8 Una vez cableadas las electroválvulas, estas irán a un solo punto, que es el satélite de riego. Cada satélite gestionará un número de estaciones en función de la ubicación y la visibilidad que tengan. Cada satélite gestionará como máximo de estaciones o electroválvulas, siempre teniendo en cuenta que cuando hemos unificado en un solo cableado dos aspersores, esto contará como una sola electroválvula. Es muy importante que cada satélite que se instale sea capaz de gestionar el mayor número posible de estaciones, dado el elevado coste de cada uno de ellos. Por otro lado, cuando se ubique un satélite en una posición, habrá que asociarle sólo las estaciones que visualmente controle y a ser posible que siempre haya control entre los espacios que hay entre tee y green, permitiendo al mantenimiento hacer mejor sus labores de refresco. Todos los satélites estarán interconectados en un circuito cerrado por dos cables, uno de comunicación y otro de señal. El de señal será el encargado de distribuir la corriente a todos los satélites y estará gestionado por un estabilizador de tensión que evite fluctuaciones de corriente que dañan con facilidad las placas electrónicas del satélite. El de comunicación es el que conecta cada satélite a través de un modem al resto de satélites y al ordenador central. En caso de no disponer de ordenador central, cada satélite puede funcionar de manera independiente como programador de riego para sus propias estaciones. El ordenador central es el encargado de gestionar el campo completo. A través del cable de comunicación es capaz de recibir toda la información de la que dispone cada satélite y enviar la información de riego a cada uno de ellos. Es en este ordenador donde se introducen todos los datos de los aspersores, las boquillas, las tuberías, los caudales, las presiones de trabajo, el tiempo requerido de riego por cada zona, etc., y el ordenador en función de las disponibilidades de agua, realiza un complejo programa de riego capaz de ajustar al máximo la distribución de agua en el menor tiempo posible. Con una buena gestión del ordenador se puede llegar a ahorrar hasta un 20-30% del consumo de agua de un campo de golf. 7