LECCIÓN Nº 11 INSTALACION, MANEJO Y MANTENCION DE SISTEMAS DE RIEGO PRESURIZADO En los últimos años se ha producido un notable avance, en el desarrollo de sistemas de riego presurizado, por goteo, por cinta o por microaspersión. En el riego por goteo y cinta, cada gota de agua va directamente al suelo y a las raíces que alimentan la planta; entregando la cantidad exacta de agua que esta última necesita. El riego por microaspersión, consiste en la aplicación localizada de agua en forma de lluvia artificial, que se forma como consecuencia del agua que fluye por efecto de la presión a través de pequeños orificios llamados boquillas. Debido a las innumerables ventajas que se pueden alcanzar con estos sistemas, se habla de una revolución tecnológica en la agricultura moderna; entre estas ventajas, se pueden señalar: Ahorro de agua, fertilizantes y mano de obra. Mayores rendimientos de los cultivos y de mejor calidad, debido al óptimo estado hídrico del suelo. Prevención de enfermedades y pestes al mantener seca la zona de contacto planta - suelo. Aplicación del riego presurizado en terrenos, sin necesidad de nivelar previamente. Utilización de aguas de mala calidad física, mediante un adecuado sistema de filtrado. Utilización de aguas de mala calidad química, debido a que las sales se concentran en la periferia del bulbo de humedad. La incorporación directa de fertilizantes o productos químicos que necesita la planta, permite un ahorro significativo de éstos. Automatización total, controlando el riego y los fertilizantes; ocupando menos mano de obra. Permite realizar simultáneamente otras labores junto al riego. Sin embargo, existen algunas desventajas que impiden de algún modo, la adopción de este sistema: El alto costo inicial del sistema. En las zonas áridas del norte de Chile, puede provocar salinización del suelo si no se aplica un manejo cuidadoso del sistema. Requiere mano de obra calificada o entrenada, para su manejo. El objetivo de esta cartilla, es el de proveer las normas e indicaciones de manejo e instalación recomendadas, para mantener los equipos de riego presurizado limpios, sin obturaciones ni depósitos; sin pérdidas o escapes de agua, con lo cual se logra obtener la mayor eficiencia de él y al más bajo costo de operación. EDUCA INTERACTIVA Pág. 64
Las indicaciones provistas en esta cartilla, son aplicables a la mayoría de los equipos de riego presurizado actualmente en uso y que ocupan aguas de calidad media, (aguas con presencia de sedimentos en suspensión, pero que permiten observar el fondo del cauce). En aguas de muy buena calidad (transparen tes y libres de sales), la intensidad y la frecuencia de las operaciones de mantenimiento, deberán reducirse con respecto a lo indicado en el texto y contrariamente, debe aumentarse, si la calidad del agua de regadío es mala. ESTRUCTURA DEL SISTEMA De acuerdo con las características del cultivo a regar,- suelo, clima, disponibilidad, ubicación y calidad del agua; se deben elegir los componentes del sistema, los cuales son (Figura 1): Fuente de agua La fuente de agua de un sistema de riego presurizado, puede ser de diverso origen: un estero, canal de riego, pozo profundo, vertiente, pozo noria, etc. En algunos casos suele ser necesario instalar equipos de bombeo, para poder llevar el agua a la zona de riego. Si el agua trae demasiadas impurezas, se debe colocar un pozo decantador, antes del equipo de bombeo para que las partículas gruesas que trae el agua sedimenten, antes de llegar al cabezal de control. CABEZAL DE CONTROL Está constituido por una serie de elementos mecánicos, eléctricos y electrónicos, con el fin de controlar, tratar, activar y desactivar el flujo del agua de riego. Sus principales componentes son: (Figura 2) EDUCA INTERACTIVA Pág. 65
Equipo de bombeo. Sistema de filtros. Equipo de inyección de fertilizantes. Manómetros. Sistema de válvulas. Equipo programador de válvulas. A continuación, se explica cada uno de ellos: Equipo de bombeo: es el componente principal de un sistema de riego presurizado y encargado de impulsar el agua, a través de las tuberías. En los casos en que la fuente de agua se ubique a un nivel igual o más bajo que el terreno a regar, se debe usar una bomba con motor eléctrico, bencinero o petrolero; si la fuente de agua se encuentra a más de 10 metros del sector a regar, puede utilizarse la fuerza de gravedad para dar presión al agua. Sistema de filtros: dado que los goteros o microaspersores son sumamente delicados frente a las impurezas, es necesario asegurar que el agua llegue limpia a la red. Con este objeto se debe considerar un filtro de arena, especialmente si hay presencia de impurezas orgánicas ("lamas") o un hidrociclón para extraer las partículas gruesas o arenas y un filtro de mallas o de anillos (discos) para las partículas más finas. (Figura 3). EDUCA INTERACTIVA Pág. 66
Equipo de inyección de fertilizantes: permite aplicar fertilizantes en el sistema, junto con el agua de riego (fertirrigación) (Figura 4). Manómetros: son dispositivos que miden la presión de trabajo del sistema. Es muy importante conocer la presión antes y después de los inyectores y filtros pues; si existe una diferencia de presión entre ellos superior al 10%, significa que el caudal de los inyectores no es el adecuado o que los filtros se encuentran sucios u obstruidos y sea necesario limpiarlos. EDUCA INTERACTIVA Pág. 67
Sistema de válvulas: están encargadas de controlar el caudal y la dirección del flujo (válvulas de compuerta, Figura 6), permitir el retrolavado de los filtros (válvulas de bola, Figura 7), impedir que el agua se devuelva hacia el equipo de bombeo y evitar el golpe de ariete (válvula de retención, Figura 8), permitir la entrada o salida del aire al sistema (válvulas de aire, Figura 9), etc. EDUCA INTERACTIVA Pág. 68
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Equipo programador de válvulas: el programador de válvulas (Figura 10) envía una señal eléctrica al solenoide de las válvulas, para su apertura o cierre. Su instalación, dependerá del grado de automatización que se desea asignar al sistema de riego (Figura 11), permitiendo la sectorización del riego y programar el tiempo de riego en cada sector. EDUCA INTERACTIVA Pág. 70
RED HIDRÁULICA Está conformada por los siguientes sistemas de tuberías: Matriz o tubería principal: tubería encargada de llevar el agua, desde el cabezal de control, hasta las tuberías secundarias. Tuberías secundarias: tuberías de menor diámetro, que alimentan los diferentes sectores de riego, donde están ubicadas las tuberías laterales. Laterales o líneas de emisores : tubería de polietileno de media o tres cuartos de pulgadas de diámetro a la cual se unen los diferentes tipos de emisores que son los encargados de entregar el agua a las plantas. Las líneas laterales pueden estar constituidas por alguna de las siguientes alternativas: Tuberías de polietileno que llevan: goteros, microjets o micro-aspersores. Cinta de riego pre-perforada. Tubería de exudación: es una tubería de paredes porosas, que bajo determinada presión permite el paso del agua a través de sus paredes. Además se consideran los cables eléctricos que van ubicados dentro de tuberías de PVC Conduit y que unen el cabezal de control a las válvulas solenoides. EDUCA INTERACTIVA Pág. 71
INSTALACION DE UNA PLANTA DE BOMBEO Para la instalación de una bomba hidráulica en su emplazamiento, deberán tomarse ciertas precauciones importantes: a) La instalación debe ser realizada, por una persona competente. b) La bomba hidráulica debe instalarse sobre una fundación plana de concreto o sobre perfiles de fierro y lo más cerca posible de la fuente de agua, evitando largas longitudes de succión (Figura 12). c) La tubería de aspiración debe ser recta, lo más corta posible y codos ("curvas") con un gran radio de curvatura. Su diámetro es generalmente una o dos veces el orificio de la brida o boca de aspiración de la bomba, realizando el acoplamiento mediante cono excéntrico (semejante a reducción sanitaria), que evite la formación de bolsas de aire; el tramo horizontal de la tubería de aspiración, deberá tener un ligero declive (10:1) hacia el pozo y disponer de una longitud recta, la suficiente para regularizar la corriente líquida, antes de su entrada en el impulsor (Figura 13). EDUCA INTERACTIVA Pág. 72
d) El extremo inferior de la tubería de aspiración deberá, por lo menos, penetrar en la masa líquida de 0,9 a 1,8 metros, para evitar la toma de aire como consecuencia de formación de vórtices o remolinos; si por las características del depósito no fuera posible profundizar lo suficiente, se dispondrán tabiques radiales o en forma de estrella alrededor de la tubería de aspiración (Figura 14). e) No instale la válvula de pie o retención próxima al fondo del pozo, para evitar aspirar lodo o arena (Figura 15). La distancia mínima, desde el fondo del pozo debe ser de 10 cm. La arena provocará un desgaste prematuro del impulsor de la bomba. Una correcta posición de la válvula de pie, se logra dividiendo la altura del agua en el pozo (1 metro por ejemplo) en 4 partes e instalando la válvula de pie en la tercera parte (entre 50 y 75 centímetros de profundidad). EDUCA INTERACTIVA Pág. 73
f) El peso de la tubería de succión o aspiración no debe ser soportado por la bomba; debe estar apoyado en algún tipo de soporte g) Si la bomba no es monoblock, es preciso verificar la correcta alineación del machón de acoplamiento entre la bomba y el motor (Figura 16). h) Instale en la tubería de descarga de la bomba, una válvula de compuerta (Figura 6) para regular el caudal y una válvula de retención (Figura 8) para evitar el golpe de ariete, fenómeno que se produce cuando la red de tuberías se encuentra varios metros sobre el cabezal de control. La válvula de retención, permite el flujo en un sólo sentido, impidiendo de esa forma que la columna de agua de la tubería de descarga, al detenerse instantáneamente el flujo, retroceda y provoque el golpe de ariete. h) Verificar el correcto sentido de rotación del impulsor el que se logra arrancando y deteniendo inmediatamente el motor eléctrico. Generalmente va indicado por medio de una flecha en la carcaza de la bomba y en las actuales bombas hidráulicas, el sentido de rotación es el correcto, independiente de como se realice la conexión eléctrica. j) Si la bomba es autocebante, se debe llenar con agua solamente la carcaza o voluta de la bomba, eliminando todas las burbujas de aire. Si la bomba es cebante, se debe llenar con agua la carcaza o voluta de la bomba además, de la tubería de succión. k) S i la bomba no funciona en forma adecuada, no la desanne; revise la falla en la instalación. OPERACION Y MANTENCION DE UNA PLANTA DE BOMBEO El funcionamiento de las bombas centrífugas es muy seguro y silencioso, para ello, es necesario que la fundación esté realizada de manera que evite vibraciones que originen desplazamientos de bomba o motor, con las consiguientes perturbaciones por falta de alineación. Antes de la puesta en servicio de una bomba centrífuga, es necesario asegurarse de que está perfectamente cebada, pues es una condición indispensable para su correcto funcionamiento. EDUCA INTERACTIVA Pág. 74
Si la bomba va provista de impulsores radiales, que son los utilizados en las bombas centrífugas y periféricas o de presión; para su puesta en servicio se procederá de la forma siguiente: Mantener cerrada la válvula reguladora del caudal instalada en la tubería de descarga o impulsión, puesto que a caudal y presión cero es mínima la potencia absorbida, consiguiendo con ello no sobrecargar el motor. Con la bomba en funcionamiento y alcanzada la velocidad de régimen y, por lo tanto, la presión máxima, abriremos lentamente la válvula reguladora hasta establecer la corriente normal de servicio; con ello evitaremos sobrecargas repentinas del motor. Para retirar de servicio una bomba, se procederá en sentido contrario, es decir, se cerrará paulatinamente la válvula reguladora hasta interrumpir completamente la circulación del fluido, desconectando a continuación el motor. En las bombas con impulsores axiales y semiaxiales, como las bombas para pozos profundos, la puesta en marcha deberá realizarse precisamente al contrario de los impulsores radiales, pues en ellas la potencia absorbida es mínima para máximo caudal y altura cero. En el mantenimiento de bombas centrífugas, se debe considerar las siguientes indicaciones: a) Observar si se produce fuga de agua a través de las empaquetaduras ylo retenes de eje del impulsor y también en las empaquetaduras de la carcaza. El agua actúa como líquido refrigerante de la empaquetadura del eje, evitando su desgaste. Una fuga excesiva implica desgaste y deberá repararse. Es frecuente que al existir una fuga de agua, especialmente en las empaquetaduras de la carcaza, se produzca una aspiración de aire hacia ella, lo cual impide la impulsión del agua. b) Periódicamente deberá revisarse el impulsor, ya que un desgaste excesivo produce una disminución del caudal útil y rendimiento. La rapidez con que este desgaste aumente, dependerá de la calidad del agua bombeada; así aguas con mucha arena en suspensión gastarán rápidamente el impulsor y será conveniente cambiarlo. c) La bomba en general, deberá desmontarse periódicamente para proceder a la limpieza y revisión de todas las partes móviles que puedan sufrir desgastes y reponerlas en caso necesario. EDUCA INTERACTIVA Pág. 75
AUTOEVALUACIÓN Nº 11 I.- RESPONDER LO SIGUIENTE: 1. Que es riego presurizado? 2. Que función tiene el cabezal de control? 3. Cuales son los principales componentes del cabezal de riego? 4. Que función tiene los manómetros? 5. Que función tiene las válvulas? 6. Con que sistemas esta conformado la red hidráulica? 7. Que precauciones debe tomarse en una instalación de una bomba hidráulica? 8. Que se debe considerar para n mantenimiento de las bombas centrifugas? 9. Que función tiene la matriz? 10. Cual es la función del programador de válvulas? EDUCA INTERACTIVA Pág. 76