Manual de Operacion y Mantenimiento de sistemas de riego tecnificado

Manual de operación y mantenimiento - Sistema de Riego por Goteo

MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

SISTEMA DE RIEGO POR GOTEO

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Manual de Operación y Mantenimiento de Sistema de Riego por Goteo

Director General: Walter Britton Director de Operaciones: Santos Guerrero Gerente de Portafolio de Infraestructura: Gorki Jara Gerente del Proyecto: Patricia Arana Equipo Técnico: Esther Acuña Máximo Antezana Yuri Canales Rocío Coronel Laura Delgado Sara Guzmán Aquiles Páucar Investigación, contenidos, diseño y edición: Richard Moreno Supervisión del contenido: Portafolio Desarrollo de Infraestructura y Servicios Básicos

Es una publicación de ADRA Perú Portafolio de Desarrollo de Infraestructura y Servicios Básicos Av. Angamos Oeste 770, Lima 18. Telf. 712-7700 // Fax: 712-7710 e-mail: [email protected] // www.adra.org.pe Noviembre, 2009

Diseño/Diagramación: Gonzalo Ramos Zambrano Editado por la Universidad Peruana Unión Impreso en su Centro de Aplicación Editorial Imprenta Unión, Km. 19 Carr. Central, Ñaña, Lima-Perú. Telf. 359-2622, Telefax 359-3310 e-mail: [email protected] Hecho el depósito legal en la Biblioteca Nacional del Perú Nº 2009-13788 JOB 10445-09 UNION®-OEL DERECHOS RESERVADOS El contenido de esta publicación no podrá reproducirse total ni parcialmente por ningún medio mecánico, fotográfico, electrónico (escáner y/o fotocopia) sin la autorización escrita de los editores ADRA PERÚ. IMPRESO EN EL PERÚ / PRINTED IN PERU

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CONTENIDO Introducción . .................................................................................................................................5 COMPONENTES DEL SISTEMA DE RIEGO

1.

Fuente de Abastecimiento de Agua..................................................................8

1.1 Tomas de captación

1.2 Canal de aducción

1.3 Desarenador

1.4 Reservorio

2. Cabezal de Riego o Central de Control.......................................................... 12

2.1 Equipo de bombeo

2.2 Sistema de filtrado

2.3 Unidad de fertilización

2.4 Aparatos de control y medición

3.

Tuberías de conducción principales y distribución................................ 27

4. Cabezales de campo (arco de riego) . ............................................................ 28

5. Laterales de riego con emisores....................................................................... 31

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INTRODUCCIÓN ADRA Perú, es la Agencia Adventista para el Desarrollo y Recursos Asistenciales, Organismo No Gubernamental que viene ejecutando, a través de su Portafolio de Infraestructura y Servicios Básicos, el Proyecto “Prevención de enfermedades y mejora de capacidades productivas mediante el desarrollo de Sistemas de Agua Potable y Riego en Comunidades Campesinas”; cuyo objetivo es contribuir a mejorar la calidad de vida de familias vulnerables en las provincias de Chincha y Pisco, afectadas por el terremoto. Actualmente la agricultura ha sido afectada debido al proceso de globalización, donde las grandes empresas agro exportadoras y la alta tecnología ha generado que el pequeño agricultor no sea competitivo; antes bien se ha visto obligado a vender o alquilar sus tierras por no contar con la capacidad económica ni tecnológica actual. Por ello, el presente Manual de Capacitación en Operación y Mantenimiento del Sistema de Riego Presurizado permitirá que los Grupos de Gestión Empresarial – grupo de agricultores organizados, manejen óptimamente sus sistemas de riego presurizado. Se encontrará los componentes del sistema y sus características: fuente de abastecimiento de agua, cabezal de riego o central de control, tuberías de conducción principales y distribución, cabezales de campo (arco de riego) y laterales de riego con emisores. Considerando que el sistema de riego por goteo es uno de los sistemas más eficaces que se ha diseñado para usar el agua en los cultivos agrícolas; es el único que permite la aplicación diaria de agua sin provocar problemas, ya que se utilizan tuberías y mangueras para conducirla. Sin duda que el riego por goteo ayudará a fortalecer la agricultura y a incrementar la eficiencia en la producción de alimentos. Con este sistema se podrán utilizar plenamente los recursos naturales del suelo, agua y clima. Estimado agricultor, este Manual queda en sus manos como guía práctica para el manejo adecuado del sistema de riego tecnificado por goteo.

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SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO POR GOTEO Un sistema de riego presurizado por goteo cuenta con diversos componentes. Los equipos de riego localizado permiten suministrar agua y fertilizantes en forma dirigida a la planta. El agua es conducida a cada planta a través de una red de tuberías y entregada por distintos emisores (goteros, difusores o cintas). La Figura N°01 muestra un diagrama de una instalación típica. En ella se puede visualizar la fuente de presión, representada por el uso de una bomba; el sistema de filtros, el sistema de inyección de fertilizantes, el sistema de control, conformado por diferentes tipos de válvulas y reguladores de presión; las tuberías matrices, tuberías secundarias, tuberías portalaterales y las laterales de riego.

Fig. 01: Esquema de un Sistema de Riego Presurizado

Para el buen funcionamiento de todo el equipo, este se debe operar en forma apropiada y realizar el mantenimiento de acuerdo a las especificaciones técnicas de los fabricantes de cada una de las piezas. Es posible que los equipos presenten desperfectos, los cuales deben ser reparados rápidamente para no suspender por un tiempo prolongado la aplicación de agua y así evitar daños al cultivo.

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• COMPONENTES DEL SISTEMA DE RIEGO Un equipo de riego presurizado básicamente consiste de los siguientes componentes: 1.- La Fuente de Abastecimiento de Agua. 2.- Cabezal de Riego o Centro de Control 3.- Tuberías de Conducción Principales y Distribución 4.- Cabezales de Campo (Arco de Riego) 5.- Laterales de Riego con Emisores

1. - Fuente de Abastecimiento de Agua El abastecimiento para el equipo puede provenir de la red de canales de riego en aquellas zonas con derecho o de extracción de agua subterránea a través de perforaciones. Estas últimas también pueden encontrarse dentro de la zona con derecho cuando el recurso es insuficiente para regar la superficie cultivada. En las zonas con riego, el turno se almacena en reservorios, cuyas dimensiones dependen de la superficie a regar. Su función es la de abastecer de agua en forma permanente al sistema. A continuación se describen las obras civiles necesarias para el buen funcionamiento del sistema de riego. 1.1 - Tomas de Captación La toma es una estructura hidráulica que sirve para captar y derivar el agua de un canal hacia un desarenador y posteriormente hacia un reservorio o directamente a una cámara de bombeo del sistema de riego (fig. 02). Operación.- consiste en la apertura y cierre de las compuertas metálicas tipo Armco, para el ingreso y salida del agua hacia el desareandor.

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Fig. 02: Toma de captación

Mantenimiento.- El mantenimiento se realiza con la finalidad de prevenir o corregir daños que se produzcan en las instalaciones, en especial las compuertas metálicas. - Engrasado de los dispositivos de apertura de compuertas (mensualmente). - Pintado de elementos metálicos con pintura anticorrosiva (semestralmente). - Inspección minuciosa de la unidad, resane de deterioros en la estructura, reparación o cambio de válvulas y compuertas (anualmente). Resane de grietas en las losas de concreto. Los agrietamientos o erosiones se reparan empleando morteros de cemento-arena, picando y limpiando previamente los agrietamientos y aplicando una lechada de aguacemento sobre el concreto viejo antes de colocar el mortero. Si se producen fracturas de consideración o asentamientos del canal, es necesario reemplazar algunos paños del revestimiento, compactando antes el terreno donde este se apoyará.

1.2- Canal de Aducción Los canales de aducción permiten conducir de manera segura y permanente el caudal requerido, desde la toma de captación hasta el desarenador (fig. 03).

Fig. N° 03: Mantenimiento de canal de aducción

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Mantenimiento.- El objetivo principal del mantenimiento es garantizar la capacidad de conducción de agua de acuerdo con el diseño de caudal de la estructura. El procedimiento a seguir es: - Extracción y/o descolmatado de sedimentos que se presentan después de cierto tiempo de riego (descolmatación ó raspado de paños, eliminación de malezas). El crecimiento de malezas dentro de canales revestidos de concreto indica que existen agrietamientos y que el sistema empieza a colapsar (hundimientos, roturas, socavamientos) si no se le da la importancia y acción correctiva del caso en forma oportuna. - Resane de grietas en las losas de concreto. Los agrietamientos o erosiones se reparan empleando morteros de cemento-arena, picando y limpiando previamente los agrietamientos y aplicando una lechada de agua-cemento sobre el concreto viejo antes de colocar el mortero. Si se producen fracturas de consideración o asentamientos del canal, es necesario reemplazar algunos paños del revestimiento, compactando antes el terreno donde este se apoyará.

1.3 - Desarenador Los desarenadores son estructuras hidráulicas que tienen como función remover las arenas y partículas en suspensión gruesa, con el fin de evitar se produzcan depósitos en las obras de conducción, y proteger el reservorio así como las bombas de la abrasión y evitar sobrecargas en los procesos posteriores de tratamiento. El desarenado se refiere normalmente a la remoción de las partículas superiores a 0,5 mm (fig. 04). Operación.- La operación de los desarenadores es muy sencilla, básicamente es llevar una vigilancia de la eficiencia de éste para proceder a la evacuación de los sedimentos acumulados en el fondo de la unidad.

Fig. 04: Limpieza y mantenimiento de un desarenador.

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Esta vigilancia está relacionada con el control del caudal que ingresa a la unidad y el control de la calidad de agua afluente. La evacuación de lodos o sedimentos, se realizará cuando la diferencia de turbiedad del agua de ingreso y salida sea baja. Mantenimiento.- El mantenimiento de los desarenadores y sedimentadores incluye actividades periódicas que consisten principalmente en el drenaje y evacuación de sedimentos acumulados en el fondo de la unidad. La evacuación de los sedimentos que se depositan en el fondo de la unidad será cada 1 u 2 semanas dependiendo de la calidad del agua cruda y del volumen del tanque. Si el agua es muy turbia la remoción de sedimentos se debe realizar con mayor frecuencia. El procedimiento a seguir es: - Cerrar la compuerta de entrada al desarenador. - Abrir la compuerta de drenaje para la evacuación de lodos y dejar evacuar toda el agua y sedimentos. - Con palas, cubetas, baldes, tablas y carretilla, remover los sedimentos del tanque, empujándolos hacia el drenaje y llevándolos fuera del lugar. Raspar el fondo del desarenador y dejarlo completamente limpio. - Si hubieran una bomba y manguera, rociar los sedimentos del fondo. - Enjuagar completamente el desareandor antes de restaurar su funcionamiento. - Cerrar las limpias y abrir las compuertas para llenar el desarenador. - Resane de grietas en las losas de concreto. Los agrietamientos o erosiones se reparan empleando morteros de cemento-arena, picando y limpiando previamente los agrietamientos y aplicando una lechada de agua-cemento sobre el concreto viejo antes de colocar el mortero. Si se producen fracturas de consideración o asentamientos del canal, es necesario reemplazar algunos paños del revestimiento, compactando antes el terreno donde este se apoyará. Otros mantenimientos que deben realizarse con periodicidad son: - Engrasado de los dispositivos de apertura de compuertas (mensualmente). - Pintado de elementos metálicos con pintura anticorrosiva (semestralmente). - Inspección minuciosa de la unidad, resane de deterioros en la estructura, reparación o cambio de compuertas (anualmente).

1.4- Reservorio Existen varios tipos de reservorios siendo los mas comunes aquellos recubiertos con una membrana impermeable (fig. 05); se utiliza geomembrana de polietileno resistente a la acción de los rayos ultravioleta, deben ser protegidos con un cierre perimetral para evitar su deterioro, principalmente por el ingreso de animales. Operación.- la operación es el conjunto de acciones adecuadas y oportunas que se efectúa para que todas las partes del sistema funcionen en forma continua y eficiente según las especificaciones de diseño.

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Para poner en operación, abrir la compuerta de entrada al reservorio y la salida hacia la red de distribución. La operación se realiza luego de la limpieza de la parte interna del depósito de almacenamiento. Mantenimiento.- realizar una inspección minuciosa de los empalmes y uniones de la geomembrana, si se presenta perforaciones o roturas realizar la reparación o cambio de una determinada área del reservorio para el buen funcionamiento del sistema de riego. Se deberá realizar limpiezas periódicas de la pared y el fondo del reservorio por lo menos una vez al mes, dicha frecuencia dependerá de la calidad del agua y de la obras civiles ejecutadas antes del ingreso al mismo; dichos trabajos se tendrán que realizar con herramientas manuales con la debida precaución de no dañar la geomembrana, si en caso se utilizase equipo de bombeo de lodos se deberá tener toda las precauciones del caso para evitar el daño al geosintético.

Fig. N° 05: Reservorio revestido con Geomembrana

2.- Cabezal de Riego o Central de Control Se entiende por cabezal de riego o centro de control, al conjunto de equipos y elementos de riego utilizados para darle energía al sistema, filtrar el agua, fertilizar y controlar presiones y caudales. 2.1.- Equipo de bombeo 2.2.- Sistema de filtrado 2.3- Unidad de fertilización 2.4- Aparatos de control y medición

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Fig. 06: Cabezal de filtrado con fuente de agua superficial

Fig. 07: Cabezal Típico con Fuente Agua Subterraneo (Pozo)

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2.1.- Equipo de Bombeo Esta constituido por uno o más bombas, cuya función es la de impulsar el agua hacia el sistema de riego a través de las tuberías, desde la fuente de agua (pozo o reservorio) por todo el sistema hasta los emisores, permitiéndole a éstos un correcto funcionamiento. El equipo de bombeo requerido mas usado cuando la fuente de agua es de origen superficial son las de acción centrífuga, y para fuentes de agua de pozos se requiere unas bombas sumergibles o de turbina vertical. Operación.- la bomba debe estar bien instalada para asegurar su buen funcionamiento, pero el primer paso antes del funcionamiento de la bomba es que esté “cebada”, es decir el cuerpo de la bomba y la tubería de succión deben de estar llena de agua. Algunos modelos de bombas son “autocebantes” y no se requieren ser cebadas. La mayoría de los modelos si lo requiere.

D

F

B

C

C

E

B

G

C A

A: V. de pie con canastita

D: Tapón de cebado

A: Canastita

E: V. de compuerta

B: Unión flexible

F: V. check

C: Tee

G: Soporte

Fig. 09: Equipo de bombeo de acción centrífuga

No se debe hacer funcionar una bomba sin cebarla, debido a que algunos componentes de la bomba se lubrican con el agua que circula por ella. Si no hay agua, algunos componentes internos pueden deteriorarse.

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Si se ha instalado una válvula de pie y la bomba pierde la columna de agua, es muy probable que la válvula de pie no funcione correctamente. En esa situación se recomienda desarmar la válvula, limpiarla y volverla a instalarla. Si el problema persiste, es conveniente reemplazarla. - La bomba debe girar en el sentido que indica la flecha marcada en la caja. Este es horario, visto desde el lado de accionamiento, si no es así realice los cambios necesarios. - Abra la descarga lentamente para prevenir el golpe de aire. - Si al poner en marcha la bomba, la presión no aumenta, es señal de que aun no hay aire en la succión. Pare la bomba y cébala nuevamente. - Inmediatamente después del arranque controle los parámetros de operación: temperatura de los rodamientos, amperaje, presiones de descarga y succión. Todos los motores eléctricos aumentan de temperatura cuando funcionan. Al tocar el motor con la mano, la sensación de calor debe ser “tibio”. Cuando la sensación de calor al tacto es muy alta y “quema”, algo anormal está ocurriendo. En el caso de detectar sobrecalentamiento del motor, se sugiere consultar a alguien con experiencia en bombas para que proponga una solución al problema. Si el motor trabaja sobrecargado, es muy probable que se queme en poco tiempo.

Motor caliente al tacto.

Mantenimiento.- Antes de cualquier operación de mantenimiento, asegúrese que la tensión esté desconectada y que no haya posibilidad de conexiones accidentales.

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Periódicamente se deberá revisar el impulsor, ya que un desgaste excesivo produce una disminución del caudal útil y del 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. Es recomendable desmontar la unidad de impulsión por lo menos una vez al año para proceder a la limpieza y revisión de todas las partes móviles que puedan sufrir desgastes, y reponerlas en caso necesario.

Fig. 10: Bomba Centrifuga (bombeo de agua superficial)

Fig. 11: Equipo de Bombeo Sumergible (bombeo de agua subterránea)

Las bombas centrífugas no requieren ningún tipo de mantenimiento siempre que se tomen las siguientes precauciones: En caso de que el eje no gire libremente, proceder a desbloquearlo mediante un destornillador accionando el eje desde el lado del ventilador. Si esto no fuese suficiente desmontar el cuerpo bomba y proceder a remover eventuales incrustaciones.

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Una bomba sumergible es una bomba que tiene un motor sellado a la carcasa. El conjunto se sumerge en el líquido a bombear. La ventaja de este tipo de bomba es que puede proporcionar una fuerza de elevación significativa pues no depende de la presión de aire externa para hacer ascender el líquido.

2.2- Equipo de Filtrado El problema mas grave y frecuente en las instalaciones de riego localizado, son las obturaciones en los emisores que pueden ser goteros o cintas de riego. Los filtros son elementos muy importantes ya que tienen la función de impedir el paso de una gran cantidad de impurezas en el agua de riego (algas, semillas, insectos, restos de hojas, pequeñas basuras arena, etc.) Cuando los emisores se tapan, aquellas plantas ubicadas cerca de donde ocurre el problema reciben muy poca agua y fertilizantes, por lo tanto, presentan problemas de crecimiento y producción. Por ello es importante estar seguro de que el equipo tenga los filtros adecuados en cuanto al tipo y tamaño. El tipo o tipos de filtros necesarios en una instalación de riego localizado, dependerá de la naturaleza y tamaño de las partículas contaminantes, según lo que se presenta en la tabla 01.

Contaminante Arena

Hidrociclón Separador

Filtro de Grava

Filtro de Malla y Anillas

x

x

Limo y Arcilla

x

x

Orgánico

x

x

Tabla Nº 01: Tipos de Filtros Según Contaminante

A continuación se describe el principio de funcionamiento de los equipos mencionadas anteriormente. Hidrociclón Elementos utilizados en situaciones de agua con alta carga de arena en suspensión, fundamentalmente cuando el agua es bombeada de pozo. Una forma de prolongar el período de limpieza es utilizar un Hidrociclón previo a los filtros anillas cuya finalidad es eliminar gran parte de los sólidos en suspensión (arena y otros). El hidrociclón trabaja muy bien reteniendo partículas de sólidos hasta el tamaño de arena fina. Su principio de funcionamiento es hacer girar el agua en forma de un remolino. El punto de menor presión es el centro del remolino donde tienden a emigrar las partículas sólidas en suspensión. Estas se acumulan en un pequeño receptáculo ubicado en la parte inferior.

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Mantenimiento.- fundamentalmente el mantenimiento de este equipo consiste en limpiar el receptáculo (depósito) en forma regular para evitar la colmatación de la unidad. Un esquema del funcionamiento de un hidrociclón de tipo vertical y una vista fotográfica se puede apreciar en la Figura N° 13.

Salida de agua

Entrada de agua

Depósito

Fig. 13: Esquema de funcionamiento del Hidrociclón

Filtro de Grava Consiste en tanques metálicos o de plástico reforzado, rellenos de arena o grava (granito o sílice) tamizada de un determinado tamaño. Cuando el agua atraviesa el tanque, la arena realiza su filtrado. Los filtros de grava son muy efectivos para retener la materia orgánica, pues, a través de todo el espesor de arena, acumulan grandes cantidades de algas antes de que sea necesaria su limpieza. También se usan para retener arcillas y arenas finas (ver fig. 14) Cuerpo de filtro

Araña

Grava

Fig. 14: Esquema de filtro de Grava

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Filtro de Anillas Este tipo de filtro está conformado por un cilindro externo que es el cuerpo de la unidad y un cilindro interno formado por muchos discos de plástico con pequeños surcos irregulares en su superficie. Al juntarse varios discos forman un cilindro poroso con capacidad de retener las partículas grandes en su superficie y en los canalículos internos las partículas más finas. Este tipo de filtro tiene la misma apariencia que un filtro de malla pero se obstruye con menos facilidad (ver fig:15).

Fig. 15: Esquema de funcionamiento del filtro de Anillas

Mantenimiento.- Los filtros deberían hacer un proceso de retrolavado en forma periódica para extraer la suciedad almacenada producto de su funcionamiento normal. Los manómetros, ubicados antes y después de los filtros, indicarán cuando debe realizarse esta labor. En general, la diferencia de presión normal antes y después de los filtros de es de 1 a 3 metros, cifra que aumenta a medida que se tapan. Cuando la diferencia sobrepasa los 6 metros resulta imprescindible hacer un retrolavado. En algunos casos, después del retrolavado el manómetro que se encuentra a la salida de los filtros no aumenta su lectura, lo que puede ser índice de una obturación severa. Al final de la temporada, los filtros tienen que ser desmontados con el fin de observar el desgaste de sus paredes interiores, aprovechando la oportunidad para realizar una aplicación de pintura antióxido. También es necesario revisar la arena, y si los cantos están redondeados hay que cambiarla.

Filtros Galaxy Spin-Klin Operación y Mantenimiento El proceso de filtración se produce al hacer pasar el agua a través de unas anillas comprimidas, formando un elemento de filtración compacto. Cuando el agua fluye a través del elemento filtrante, los sólidos en suspensión que hay en el agua quedan atrapados entre las anillas. Fig. 16: Batería de filtros Galaxy Spin-Klin de Retrolavado Automático

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La filtración de anillas tiene una gran capacidad de retención de sólidos, permitiendo largos ciclos de filtración y pocos contralavados. Durante el proceso de filtración, el agua fluye desde el colector de entrada al filtro de 4´´ a través de las válvulas de tres vías de 4´´x4´´. El agua filtrada pasa luego al colector de salida. El proceso de contralavado empieza en función de una señal de presión diferencial o del tiempo.

Filtros Lama Modelo AutoSenior Operación y Mantenimiento El mantenimiento de estos filtros es prácticamente nulo. Esto es debido a que no están sometidos a fricciones ni a desgastes los elementos elásticos de los dispositivos de compresión/descompresión del paquete de anillas que hacen función de hermetizar la cámara hidráulica de actuación. La limpieza se realiza a contra flujo con separación de las anillas entre si y giro a alta velocidad de las mismas produciendo el desprendimiento de los restos de suciedad por la incidencia de chorros tangenciales. Todo el proceso sincronizado en dos etapas diferenciadas. Resuelven el lavado de la anilla con muy poco agua.

Filtro de Anillo Tipo Hidrociclónico Azud Operación y Mantenimiento El agua se introduce en el filtro a través de la boca de entrada del filtro; el efecto helicoidal es producido por las aletas deflectoras de la hélice, situada en la base del cartucho. Estas originan en el agua un movimiento espiral y de arrastre, que proyectará las partículas más pesadas (arenas, sedimentos, etc.) hacia las paredes internas de la carcasa y el extremo de la tapa del filtro. De esta forma los elementos sólidos del agua se mantienen alejadas del elemento filtrante, logrando que éste se ensucie menos y minimizando, por lo tanto la frecuencia de limpieza. Estas partículas son expulsadas del filtro a través de la salida de ¾” que posteriormente se depositan en los tanques de sedimentación, ubicados en el extremo de la tapa, en proceso continuo o mediante apertura temporal.

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Fig. 17: Batería de filtros Lama modelo AutoSenior de Retrolavado Automático

Fig. 18: Principio de funcionamiento del filtro de Anillas Hidrociclónico


Unidad de Fertilización Tanto los abonos principales como los microelementos que el cultivo necesita, cuando se utilizan estos sistemas, pueden ser incorporados en el agua de riego, siempre y cuando estos abonos sean solubles en agua. También pueden aplicarse ácidos (ácido sulfúrico, clorhídrico, fosfórico, nítrico), fungicidas, y desinfectantes, como hipoclorito de sodio, por ejemplo. Fertilización por aspiración o succión Venturi.- Son dispositivos muy sencillos que consisten en una pieza en forma de T con un mecanismo Venturi en su interior. El mecanismo venturi aprovecha un efecto vacío que se produce a medida que el agua fluye a través de un pasaje convergente que se ensancha gradualmente. El venturi funciona cuando hay diferencia entre la presión del agua entrante y la de la combinación de agua y fertilizante saliente al sistema de riego. Este dispositivo, generalmente se instala en paralelo, debido a que el caudal que circula por el sistema rebasa la capacidad del propio Venturi. Por este motivo los dispositivos más usados se basan en una combinación del principio Venturi y de diferencia de presión. Si se decide instalar el Venturi en paralelo, se requerirá una diferencia de presión entre la entrada y salida, del orden, del 20%. Es necesario indicar que el tanque tipo Venturi tiene una capacidad de succión reducida, por lo que se recomienda su uso, principalmente en instalaciones pequeñas. La mayor ventaja de este tipo de fertilizador es su bajo costo y fácil mantención. Bomba Centrífuga.- se instala en conjunto con una bomba centrífuga la cual incrementa la presión a través del inyector. Esto causa una diferencia de presión, produciendo vacío para la inducción del producto químico corriente abajo a partir de la bomba, (ver fig. 18).

Fig. 19: Inyector de fertilizante tipo Venturi con bomba centrífuga

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Operación.- Una vez determinado el tipo de fertilizante y la cantidad a emplear, se debe preparar la solución en un tanque. El volumen de agua a utilizar está en relación a la solubilidad del producto. Para preparar una solución se debe seguir los siguientes pasos: 1° Agregar agua a un tanque o estanque hasta la mitad del total de solución a preparar. 2° Adicionar el fertilizante. 3° Agitar vigorosamente hasta que todo el producto se encuentre disuelto. 4° Agregar agua hasta completar el volumen necesario y agitar nuevamente. 5° Inyectar la solución al sistema de riego. El esfuerzo que se requiere para agitar una solución en un tanque no es la misma que en un estanque. En este último caso, se podría requerir un agitador mecánico según lo muestra la Figura N° 20 para conseguir un buen grado de homogeneidad de la solución, o la forma tradicional que el agricultor lo realiza.

Fig. 20: Preparación de Fertilizantes

Para realizar esta operación se sugiere seguir los siguientes pasos: - Calcular la necesidad de agua del cultivo (MM) - Calcular el tiempo de riego. Este valor cambia debido a la variación estacional del clima y del período fenológico del cultivo. Se recomienda no utilizar valores de evaporación de bandeja de verano ya que esto induce a sub-dimensionar el inyector. Es conveniente utilizar valores correspondientes a mediados de primavera. - Determinar las necesidades nutricionales del cultivo - Seleccionar los productos a emplear en el programa y calcular la cantidad de los diferentes fertilizantes a utilizar. - Con la información de la solubilidad de los diferentes productos, determinar el volumen de agua necesario para preparar la solución madre. El volumen de agua debe ser aquel que disuelve todo el fertilizante. Si se trabaja con varios tipos de productos, seleccionar aquellos de menor solubilidad. - Estimar el tiempo de inyección que es menor al tiempo de riego. La inyección debe comenzar cuando se ha estabilizado el flujo en el sistema, eso indica que todas las tuberías están

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llenas de agua. El fin de la inyección debe ser varios minutos antes del término del riego para lograr una buena distribución del producto y dar la posibilidad de no dejar fertilizante dentro del sistema. - Calcular la tasa de inyección dividiendo el volumen de solución madre por el tiempo de inyección. Para calcular inyectores que apliquen mejoradores de agua como ácidos, se debe utilizar todo el tiempo de riego para el cálculo. Mantenimiento.- Realizar una limpieza periódica a los sistemas de riego utilizados para fertirrigar, es una tarea importante que por ningún motivo puede descuidarse. La limpieza del equipo permitirá aumentar la vida útil del sistema, evita las obturaciones o “taponamiento” por precipitados que pudieran formarse y permite la aplicación de productos en forma óptima. Entre los elementos químicos más utilizados para la limpieza de un sistema se encuentran el hipoclorito de sodio, ácido sulfúrico, ácido nítrico, sulfato de cobre y ácido fosfórico, siendo este el más empleado. a) Hipoclorito Este producto más conocido como blanquedor y desinfectante sirve para establecer un tratamiento efectivo en el control de algas y bacterias, que pueden provocar el “taponamiento” del sistema. Lo ideal es acidular el agua de riego hasta conseguir un PH de 6 a 6,5 y luego aplicar el hípoclorito de sodio. Es necesario recordar que nunca debe mezclarse un ácido con hipoclorito debido a la liberación de gases tóxicos. Las soluciones madres deben prepararse en baldes diferentes, primero inyectar el ácido y luego el hipoclorito. Al preparar la solución siempre debe adicionarse el hipoclorito de sodio al agua, nunca viceversa. b) Ácidos Este producto se utiliza para limpiar los sistemas de riego ya que evita la formación de precipitados y por consiguiente evita el “taponamiento” de los emisores. Los ácidos más utilizados son el ácido fosfórico, ácido sulfúrico y el ácido nítrico. Especial cuidado debe considerarse en la aplicación de ácido fosfórico debido a la posible precipitación del sulfato de calcio. Un PH muy bajo en el agua de riego contribuye al deterioro de los componentes metálicos del sistema de riego. El proceso de corrosión se acelera notablemente cuando el PH es menor a 5,5. En lo posible utilizar materiales especiales como PVC, polietileno y otros polímeros resistentes a la corrosión en el sistema inyector de fertilizante, estanque, etc. Se debe programar con anticipación el reemplazo de aquellas piezas metálicas afectadas por la acción de los ácidos. c) Sulfato de Cobre Este producto se utiliza en el control de algas. Se utiliza en el control de colonias de algas (fama) en estanques de acumulación intrapredial. Las aplicaciones del producto en concentración de 30 ppm han resultado medianamente

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eficaces en el control de algas. La aplicación del producto se puede efectuar en cualquier momento, pero es recomendable hacerlo cuando el estanque está parcialmente lleno para reducir la cantidad de producto a utilizar manteniendo la concentración deseada. Una vez aplicado el producto se deja reposar el agua por 12 horas. Lo ideal es aplicar el producto durante la noche cuando el sistema de riego está detenido. El tratamiento debe repetirse varias veces en la temporada dependiendo de la cantidad de algas presentes. Debemos recordar que la población de algas en un estanque se renueva constantemente cada vez que este se llena.

Aparatos de Control y Medición Entre los elementos de regulación y control de flujo hay distintos tipos de válvulas: de paso, reguladoras de presión, retención (check), hidráulicas, eléctricas, volumétricas, etc. Su operación directa o indirecta (mediante programadores) regula el comportamiento del flujo y la presión en la red.

Los Reguladores de Caudal constan, en esencia, de una membrana elástica con un orificio central que se contrae o distiende de acuerdo con la presión que actúa, para dejar pasar un caudal constante. Vienen calibradas para un caudal de salida fijo que no puede alterarse. Fig. 21: Válvula regulador de caudal

Los Reguladores de Presión consisten en un cuerpo cilíndrico, metálico o plástico, en cuyo interior se desplaza un pistón que queda retenido por un muelle. El agua atraviesa la válvula siguiendo un recorrido sinuoso. Cuando la presión de ésta aumenta, vence la resistencia del muelle, y se produce el desplazamiento del pistón, que a su vez disminuye el tamaño del orificio de entrada de la válvula. De esta forma se reduce la presión de salida del agua. Cuando la presión de salida equilibra la fuerza ejercida por el muelle, cesa el movimiento del pistón.

Fig. 22: Válvula reguladora de presión

Válvulas de alivio rápido Se usan como dispositivos que permiten en forma automática, y casi instantánea, la salida de la cantidad de agua necesaria para que la presión máxima en el interior de la tubería no exceda el máximo prefijado y también se instalan aguas abajo de la válvula de retención.

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Válvula de alivio rápido

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Piloto de alivio

3 2 Válvula de retención

Válvula de aguja

Fig. 23: Esquema de conexión de válvula de alivio

Válvulas hidráulicas Son válvulas en que tanto el cierre como la apertura se efectúa empleando la energía hidráulica propia de la red. El fundamento se ilustra en la figura siguiente: La válvula se compone de un cuerpo de material plástico o metálico, una cámara aislada del interior de la válvula mediante una membrana de material elastomérico o con otro dispositivo (pistón o asiento) que realice la misma función. La válvula dispone de unas conexiones, mediante unos tubos de pilotaje (de PE o cobre) que comunican el extremo aguas abajo o el extremo aguas arriba con la cámara y la atmósfera. El accionamiento se efectúa mediante una válvula, llamada de tres vías que comunica el interior de la cámara con tres posibles salidas. Estas válvulas son o normalmente abiertas o normalmente cerradas, dependiendo de la actuación de los comandos.

Fig. 24: Funcionamiento de Válvula Hidráulica (a) abierta (b) cerrada vista

Válvulas de Seguridad Purgadores y Ventosas: Permiten la salida del aire en aquellos puntos especiales de la instalación en que puede acumularse, como codos, partes elevadas de tuberías, filtros, tanques de fertilización, etc., y en el caso de las ventosas, también la entrada de aire o el llenado y vaciado de tuberías o depósitos. Es importante su colocación, pues la no eliminación del aire distorsionaría la presión y caudales de funcionamiento de la instalación y, en ocasiones, provocaría la rotura de la misma. Se

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utilizan para que salga aire desde dentro de la cañería cuando se está llenando de agua y para que entre aire cuando la cañería se está vaciando. Estas válvulas funcionan con un flotador. Cuando llega el agua, el flotador cierra el paso y produce el cierre. El flotador se puede pegar por acción de insectos, por lo tanto, se debe mantener limpias. Es conveniente aplicarles un producto spray para lubricarlas y evitar que se queden pegadas.

Fig. 25: Válvula de aire

Válvulas de Pie Se utiliza para evitar que la bomba pierda la columna de agua cuando no está funcionando. También requiere de una mantención mínima.

Fig. 27: Válvula Duo Check

Válvula Check Esta válvula protege la bomba frente a paradas repentinas. Las bombas están hechas de fierro fundido. A pesar que es un material muy duro, es quebradizo cuando hay cambios repentinos de presión que ocurren cuando la bomba se detiene. Fig. 26: Válvula de Pie

La mayoría de los tipos de válvulas utilizadas en equipos de riego presurizado son con hilo interior. Una deficiente instalación de la válvula causará una gotera permanente. Para evitar la gotera, la conexión entre hilo macho y hembra debe hacerse con TEFLÓN, una delgada lámina sintética que facilita el contacto entre las dos piezas. También puede utilizarse una delgada capa de silicona que es un tipo de goma líquida que se endurece en contacto con el aire.

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Las válvulas incluidas en el sistema de riego, cualquiera sea su condición (hidráulica, mecánica, de retención o de aire), deben ser removidas de su emplazamiento en la red, a lo menos, dos veces por temporada de riego y sometidas a lavado exterior, revisión de sus conexiones eléctricas, si procede desarmarla y lavarla interiormente con cepillo y agua limpia. Al armar la válvula, deberán reponerse las empaquetaduras que se hayan deteriorado o que presenten signos de deterioro. En el proceso de armado, deberá tenerse la precaución de seguir la secuencia inversa al desarme y mantener las piezas internas en su posición original. Durante la operación de las válvulas mecánicas, la apertura y cierre deberá efectuarse lentamente cuando el equipo esté en operación, con el objeto de evitar cambios bruscos en la velocidad del agua, dentro de las tuberías.

Manómetros.- el manómetro es un componente importante del sistema ya que permite determinar la presión en los puntos que se desee, tanto en el cabezal como en el campo. En el cabezal es útil poseer un manómetro en forma permanente conectado a una llave de tres vías para seleccionar manualmente el punto de presión que se desee conocer por ejemplo a la entrada y salida de los filtros. Fig. 28: Manómetro de Glicerina

Contadores o Caudalímetros.- cumplen la función de medir el caudal instantáneo y totalizado y se instala en el cabezal a la salida de los filtros.

Fig. 29: Caudalímetro

3.- Tuberías de Conducción Principales Las tuberías son las responsables de distribuir el agua por todo el sistema de riego. Las tuberías pueden ser de PVC, polietileno o fierro. Si la tubería ha sido calculada e instalada correctamente no debería presentar fallas. Las tuberías más utilizadas en sistemas de riego presurizados son de PVC. Cuando hay roturas o deficiencias en la instalación (tuberías mal pegadas, uniones tipo campana con la goma mordida), el agua sale humedeciendo toda el área afectada (falla pequeña) o en forma de chorro si la rotura es grande. Las roturas y filtraciones, hay que repararlas inmediatamente. Como la tubería va enterrada,

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se debe descubrirla haciendo una excavación en forma muy cuidadosa para no romperla. Las fallas en las tuberías pueden ser pequeñas, en ese caso, se corta la sección dañada y se reemplaza por un trozo nuevo. Para tuberías de PVC, existen uniones especiales de reparación para diámetros de 63 mm o superiores. En fallas grandes, la tubería se raja por varios metros y en ese caso hay que reemplazar toda la tubería. Las tuberías de PVC vienen en tramos de 6 metros. La conexión entre tiras puede ser del tipo “Simple Pegar” (tubos de 1 ½” de diámetro o menor) vienen en tramos de 5 metros y acople campana-goma (tubos de 63 mm o mayores). En la conexión “Simple Pegar” se utiliza un pegamento especial que disuelve parcialmente el material y al secarse une las dos piezas en forma definitiva. La unión campana-goma es un acople rápido en donde no se utiliza pegamento. Para facilitar el acople entre tuberías, se utiliza un lubricante tiene aspecto de grasa. Para reducir el riesgo de taponamiento, tanto las tuberías matrices como las laterales de riego se deben “lavar”. El lavado consiste en abrir el tapón final de la tubería y dejar escurrir el agua por varios segundos para eliminar los residuos que se han acumulado. Las tuberías matrices tienen una válvula que al abrirla permite el lavado. Como una forma de disminuir el costo de la inversión inicial, se sustituye la válvula por un terminal con hilo exterior y una tapa de PVC atornillada; en este caso se debe desatornillar la tapa y dejar escurrir el agua. Para volver a colocar el tapón, se debe detener el funcionamiento del equipo de riego debido a la presión del agua.

Fig. 30: Tubería y accesorios de PVC

1.4 Cabezales de Campo (Arco de Riego) Son las válvulas que se instalan en el campo para suministrar el agua a las diferentes unidades de riego. Pueden ser simples (tipo esféricas) para operación manual o hidráulicas. En éstas últimas la presión hidráulica acciona una diafragma que corta la presión y el flujo del caudal. Se pueden accionar manualmente, en el lugar de instalación o a distancia con mandos hidráulicos o eléctricos.

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Fig. 31: Arco de riego con mando hidráulico

Purga de Portalaterales y Red Matriz Las tuberías portalaterales llevan al final un elemento terminal que se denomina “purgador” cuya función es purgar y limpiar el tramo correspondiente. Los purgadores se utilizan para limpiar el sistema (restos de materiales plásticos, tierra, etc.), una vez concluida la instalación. También al finalizar la temporada de riego, para los que no fueron filtrados y algunos tipos de algas que proliferan en las tuberías sin necesidad de luz. El purgado se realiza con una presión adicional y por sectores, abriendo una válvula por vez.

Fig. 32: Purgado de la red matriz y portalaterales

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Laterales de Riego con Emisores Las laterales de riego son todas de polietileno negro. Los diámetros mas utilizados son 16 y 20 mm. Las laterales son los elementos que causan más problemas, aunque estos son fáciles de solucionar. Los problemas más comunes son pequeñas roturas del material, desajustes en el punto donde se inserta el gotero o desacoples de las uniones de reparación. Debido a la presión de trabajo, sale un chorro de agua en el lugar donde se produce la falla. Las roturas deben ser reparadas tan pronto sean detectadas. Es conveniente revisar el estado de las laterales todos los días. El agricultor debe disponer de elementos como uniones de repuesto, un alicate para efectuar la reparación. La forma de trabajar es cortar el lugar que provoca problemas e instalar una unión de reparación.

Fig. 33: Sistema de riego por goteo

Tuberías de Conducción Son las tuberías que transportan el agua hacia los laterales. El material empleado es el P.V.C, cuyo diámetro depende del tamaño de la parcela a la que se aplicará este tipo de riego y permite conducir las aguas desde los pozos existentes o desde la bomba hacia los cabezales.

Fig. 34: Proceso de instalación de red de tuberías de conducción de PVC.

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Porta regantes Son las tuberias de menor diámetro, que permite conduccir el agua hacia cada uno de los los laterales donde se instalarán las cintas o mangueras de goteo.

Fig. 35: Proceso de instalación de portalaterales y conectores iniciales

5. Laterales de Riego o Emisores Son las tuberías donde se insertan los goteros, o las tuberías perforadas o de exudación. Las cintas de riego permiten emitir caudales que varía de 1 a 4 litros por hora espaciados en promedio cada 0.30m, dichos laterales trabajan con presiones nominales de 9 metros de columna de agua, variando y dependiendo del modelo de emisor a utilizar.

Fig. 36: Laterales de riego (Mangueras con goteos integrados)

Operación y Mantenimiento.- Todos los días se debe revisar el correcto funcionamiento de los laterales de riego y emisores. Cuando hay desperfectos en las laterales, ya sea por una rotura, desacople de uniones y emisores, hay pérdida de agua que no es utilizada en forma beneficiosa, se altera la distribución de presión dentro del sector de riego y la eficiencia de uniformidad disminuye. Estas fallas deben ser reparadas en forma inmediata para recuperar la eficiencia de uniformidad. Fig. 37: Purga de lateral de riego (Mangueras)

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Cuando la lateral de polietileno presenta una rotura, se debe cortar la parte afectada y reemplazarla por una copla (unión). Una operación similar debe ser ejecutada cuando la pérdida de agua se produce en la inserción del emisor con la lateral. En este caso, se saca el gotero, se corta la lateral y se instala una copla (unión).

Fig. 38: Rotura de lateral de riego

Sistema de Control Hidráulico Ellos permiten regular el funcionamiento de la instalación y contribuyen, por tanto, a obtener el máximo rendimiento de la misma. Su inclusión, aun cuando es opcional, se justifica en instalaciones de gran superficie o de difícil manejo. Hidráulicos: En este caso las válvulas actúan por señales de presión de agua transmitidas a través de tubo de PE de pequeño diámetro (4-6 mm). Normalmente controlan volumen. Válvulas hidráulicas: Son mecanismos que interrumpen el paso de agua por medio de un pistón o un diafragma que cierra la salida. El pistón o diafragma actúa mediante la presión trasmitida por una señal hidráulica.

Fig. 39: Equipos de mando hidráulico (Apertura y cierre de válvulas de campo)

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Manual de Operacion y Mantenimiento de sistemas de riego tecnificado

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