Programa IrrigaCad

Artículo: COMEII-15050

I CONGRESO NACIONAL COMEII 2015 Reunión Anual de Riego y Drenaje Jiutepec, Morelos, Morelos, México, México, 23 y 24 de noviembre noviembre

PROGRAMA IRRIGACAD PARA CÁLCULO, DISEÑO Y CUANTIFICACIÓN DE MATERIAL EN SISTEMAS DE RIEGO PRESURIZADO Ariel Peña Sosa1 1 Registro

de Autor en INDAUTOR 03-2014-021013255800-01, Palmas 8, G-301, San Lorenzo, Texcoco, Estado de México.

Resumen Los sistemas de riego hacen posible la optimización del uso del agua y permiten el incremento en el rendimiento en la agricultura. En el mercado existen programas de apoyo para el diseño de sistemas de riego. El presente trabajo se realizó con la finalidad de dar a conocer a la comunidad profesional de especialistas en irrigación el programa para cálculo, diseño y cuantificación de material IrrigaCAD. IrrigaCAD es un programa de computación que conjunta funciones para el cálculo, diseño y cuantificación de material para riego presurizado, está desarrollado como un complemento que trabaja con AutoCAD Civil 3D ® y MS Office ®, así como la generación de los archivos INP de trabajo para EPANET; protegida con tecnología de llave HASP® de SafeNet, Inc. El programa está dirigido a profesionales del Riego Presurizado. Toma en cuenta criterios establecidos en normativa mexicana como son NMX-O-167-SCFI- 2001 “Requisitos técni cos mínimos para el uso eficiente del agua y la energía en sistemas de riego presurizado” y NMX -O-177SCFI-2011 “Lineamientos generales para proyectos de sistemas de riego presurizado”.

Palabras clave adicionales. Diseño de sistemas de riego, programas de Cómputo para Riego.

I Congreso Nacional COMEII 2015, Jiutepec, Morelos, México, 23 y 24 de noviembre

Introducción El uso de programas de cómputo para el diseño de sistemas de riego es fundamental para lograr buena productividad y calidad en el proceso de elaboración de proyectos de riego presurizado. En el mundo existen algunos programas comerciales de diseño de sistemas de riego: WCADI, Israel 1980. IRRICAD, Nueva Zelanda 1988, Nelson, Washington USA. IrriMaker, Sudafrica 1982, Senninger, Florida USA. RainCAD, USA 2009, para BridCAD y AutoCAD. IrriPRO, Italia 2004.     

Sin embargo, también se debe tomar en cuenta que diversos fabricantes tienen sus propios desarrollos para dar elementos técnicos a los proyectistas en el quehacer de su trabajo como son para el cálculo de pérdidas de energía en válvulas o flujo en emisores, solo por citar algunos ejemplos tenemos: Netafim. Rain Bird. Hunter. Toro. NaanDanJain. Bermad. ARI. Dorot. Etc.         

En México existen distintos desarrollos en el medio que son populares en el mercado: 

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CHIRIPA, desarrollado por Eduardo Murillo Cardoza como un complemento que trabaja en AutoCAD. REGACADS, mejorada del anterior por Eduardo Murillo Cardoza (AutoCAD). DISIRIM, desarrollada por Alberto Barreto e Edgar Sol Rojas (AutoCAD).

IrrigaCAD ha sido desarrollado por el autor de este artículo basado en la experiencia del mercado de sistemas de riego presurizado por más de 25 años y está e stá dirigido a técnicos en riego presurizado, integran una solución completa a las necesidades de los proyectistas. Es la evolución del programa Irriga de 1997 que se desarrolló para trabajar la versión R14 de AutoCAD®. IrrigaCAD se registró en INDAUTOR INDAUTOR en 2014.


La filosofía de IrrigaCAD consiste en el desarrollo de herramientas que funcionan dentro de aplicaciones de otros fabricantes, lo que permite trabajar los proyectos de riego con todas las ventajas que tienen estos paquetes en la implementación de sus proyectos. IrrigaCAD es un programa de computación que conjunta funciones para el cálculo, diseño y cuantificación de material para riego presurizado, está desarrollado como un complemento que trabaja con AutoCAD Civil 3D ® (es una marca registrada por © Autodesk Inc) y Excel ® (es un marca registrada por © Microsoft Corporation), así como la generación de los archivos INP de trabajo para EPANET; la protección se realiza mediante tecnología de llave HASP® de SafeNet, Inc. EPANET es un Software desarrollado por la U.S. EPA, que modela en período extendido el comportamiento hidráulico y la concentración de cualquier sustancia a través de redes de tuberías de agua. EPANET es un software de dominio público que puede ser copiado y distribuido libremente. Algunas de las características principales de IrrigaCAD son las siguientes: 

Toma en cuenta normativa mexicana para la elaboración e laboración y revisión de proyectos de sistemas de riego de acuerdo a la norma NMX-O-167-SCFI-2001 referente a los

“Requisitos técnicos mínimos para el uso eficiente del agua y la energía en sistemas de riego presurizado” y a los que corresponden a la norma NMX -O-177-SCFI-2011 “Lineamientos generales generales para proyectos de sistemas de riego presurizado”. 

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Pueden trabajar totalmente libre cualquier emisor y cualquier tubería ya que se pueden modificar sus bases de datos al catálogo del cliente. Los cálculos principales con los que cuenta son: Calculo de línea regante, de línea secundaria y principal, pudiendo definir los productos con los que se quiere trabajar para cada caso. Cuenta con un módulo de “Áreas” que permite hacer de una forma sencilla el seccionamiento del área de riego. Permite hacer recuento de las tuberías separando entre principal, secundaria y conexiones a las líneas regantes, así como la cuantificación automática de todas las conexiones y accesorios, lo que hace altamente productivo el trabajo del proyectista. Permite la reutilización de proyectos, es decir, reutiliza los trazos y formateo del dibujo cuando hay necesidad de hacer algunas modificaciones a proyectos previamente elaborados.

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Cuenta con algunas herramientas de dibujo que ayudan a “vestir” el plano.

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Las rutinas de cálculo están protegidas con una llave física de hardware.

Los derechos de comercialización del programa de computación IrrigaCAD se hace a través de un contrato que puede proporcionar alguno de los siguientes materiales:


i. ii.

iii.

IrrigaEX: Diseño y revisión de sistemas de riego en Excel®, es ideal cuando se requiere presentar cálculos en forma tabular. IrrigaCAD estándar o IrrigaCAD-e: Diseño de sistemas de riego en ambiente gráfico (Autocad Civil 3D®), cuenta con un sistema que procura reutilizar al máximo la edición del dibujo y la configuración de los proyectos, de tal forma que se disminuye el reproceso en modificaciones modificaciones a proyectos de riego. IrrigaQty: Recuento de materiales automatizado, en este caso el algoritmo está diseñado para que tome decisiones de los materiales que existe en los nodos, tomando en cuenta las tuberías seleccionados por el proyectista para la red hidráulica.

Requerimientos técnicos Para el correcto desempeño del programa de cómputo es necesario que el usuario proporcione los siguientes requerimientos en su computadora: Windows Vista, 7 o 8 de 32 o 64 bits. Autodesk® AutoCAD® Civil 3D® 2013. Microsoft® Excel® Excel® y Access®2010 o 2013. EPANET© 2.00.12.    

El presente trabajo se realizó con la finalidad de dar a conocer a la comunidad profesional de especialistas en irrigación el programa para cálculo, diseño y cuantificación de material IrrigaCAD.

Materiales y métodos Se hace una descripción del programa IrrigaCAD, posteriormente se hace referencia a un trabajo realizado por Gómez y Torres (Gomez y Torres, 2014) donde compara tres programas de diseño de sistemas de riego entre los que se incluye IrrigaCAD. El diseño de sistemas de riego es un trabajo intelectual que tiene las siguientes fases (Figura 1): 1. Requerimientos y planteamiento del sistema de riego. 2. Diseño agronómico. agronómico. 3. Diseño hidráulico. 4. Cuantificación de materiales y presupuesto.


Figura 1. Secuencia de trabajo en un proyecto de riego. IrrigaCAD consiste de distintos programas que se agrupan en los siguientes menús: Configuración. Dibujo. Lote. Sección. Red. Cálculo. IrrigaCAD (información de la licencia).       

Control de Proyectos Cuenta con un sistema de control de proyectos que le permite administrar la información de los mismos (Figura 2).

Figura 2. Ventana de administración de proyectos.


Configuración IrrigaCAD es fácilmente configurable y cuenta con una base de datos configurable configurable para el usuario, sin embargo, de ser necesario se puede prestar los servicios para configurar el programa a los productos que requiera el proyectista (Figura 3).

Figura 3. Ventana para la configuración del programa. Cálculo de Laterales Tiene un poderoso sistema de cálculo de laterales, lo mismo se puede usar como una calculadora de riego que dejar los detalles del cálculo en las entidades de dibujo y bases de datos del sistema (Figura 4).

Figura 4. Ventana del sistema de cálculo de laterales del programa. Orientación de Textos Se puede configurar la orientación de los textos en las tuberías portalaterales, así como la posición relativa de su colocación respecto a la válvula (Figura 5).


configuración de la orientación de los textos. Figura 5. Ventana de configuración

Red Principal El cálculo se puede realizar (Figura 6): Con el sistema de cálculo de tuberías en serie de una forma muy sencilla y con interface totalmente gráfica. Generando el modelo de EPANET en caso de requerir un modelo más complejo de análisis de la Red. 

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Figura 6. Ventana para el cálculo de red principal.


Reutilización de trabajo IrrigaCAD está diseñado para utilizar al máximo la productividad del proyectista. En su módulo de edición y dibujo, permite en un proyecto que ya ha sido diseñado, tomarlo como base simplemente copiando la carpeta y renombrando para después editarlo sin destruir los textos, el programa puede recalcular las subunidades con nuevas características o quitar y agregar nuevas, al rehacer el cálculo los textos se actualizan automáticamente. automáticamente. Esta es una característica única en el mercado.

Calidad de presentación La calidad de los planos es muy alta, ya que además de desplegar información amplia sobre los cálculos, aprovecha las bondades de AutoCAD (Figura 7).

Figura 7. Plano generado con el programa. Subunidades complejas IrrigaCAD permite el cálculo de subunidades complejas de riego (Figura 8).

r iego. Figura 8. Plano de subunidades de riego.


Proyectos especiales Se pueden realizar proyectos especiales como de jardinería o redes complejas de riego (Figura 9).

Figura 9. Ejemplo de planos de proyectos especiales, jardín. Reportes IrrigaCAD genera un respaldo de la memoria de cálculo en una base de datos de Access individualizada por proyecto, donde contiene detalles del cálculo de las laterales, portalaterales y red principal (Figura 10). A partir de esta información es muy sencillo manipularla con Excel y presentarla de acuerdo a las necesidades de los usuarios. Se generan reportes de las Laterales, Portalaterales, Operación del seccionamiento, Tubería empleada, perfiles de operación hidráulica y funcionamiento de la red principal.


Figura 10. Detalles del cálculo de las laterales, portalaterales y red principal. Recuento de material IrrigaCAD cuenta con un módulo de cuantificación de material con una base de datos estandarizada con productos de uso común en México, de esta forma no se le deja al usuario el problema de hacerla base, proceso que es relativamente largo (Figura 11). IrrigaCAD permite realizar un informe de recuento de material diferenciando entre la red principal secundaría y tubería preexistente.

Figura 11. Base de datos estandarizados.


Información de la licencia Se presenta en una ventana la información a la licencia del programa de computo, vigencia y tipo (Figura 12).

Figura 12. Ventana de la información de licenciatura. Comparación con otros programas Esta comparación está basada en el trabajo “Evaluación del desempeño de tres programas

comerciales para diseñar sistemas de riego presurizado (IRRICAD, IrrigaCAD y WCADI)” desarrollado por Gómez y Torres (2014). El sistema de riego que se resuelve resuelve en la la investigación investigación de Gómez y Torres es relativamente complicado, se usó el material que tiene por default el programa, los resultado obtenidos se muestran el Figura 13.

Figura 13. Resultados de cada programa de las dimensiones de la tubería.


Aunque destacan algunas diferencias básicas entre la tubería utilizada como es el uso de tubería Clase 125 de fabricación americana (Estados Unidos de America) donde consideraron tubería de 2-½“ y 5” que no son de uso frecuente en México para IRRICAD y tuberías serie métrica y serie inglesa comunes en IrrigaCAD y WCADI se puede tener un punto de comparación. La comparación que se presenta está basada en la cantidad de materia prima por unidad de tubería empleada en el proyecto, la tubería de PVC básicamente está formada por la misma materia prima en toda su sección trasversal, lo que hace comparables los resultados entre cada uno de los proyectos, se presenta la tabla comparativa (Figura 14). CANT CANTID IDAD AD DE TUB TUBEERÍA (m) (m) IRRICAD WCADI IrrigaCAD

Diámetro 32 mm

50 mm

7,252.00

60 mm

1,787.00

75 mm

1,585.00

1,074.00

100 mm

1,005.00

125 mm

-

896.00 884.00

PES PESO DE DE TUB TUBEERIA POR POR ME METRO (k (kg) IRRICAD WCADI IrrigaCAD

PES PESO TO TOTAL DE TUB TUBEERIA (kg) (kg) IRRICAD WCADI IrrigaCAD

2,913.00

2,652.00

0.33

0.33

2,352.00

2,941.00

0.51

0.55

0.55

3,716.38

0.75

0.70

0.70

1,337.58

4,224.00

1.12

0.86

0.86

1,768.33

925.05

3,638.20

999.00

1.84

1.21

1.21

1,644.71

1,217.41

1,210.14

-

-

-

-

2.81

-

-

971.25

884.23

1,299.32

1,624.70

-

2,485.07

-

-

-

160 mm

561.00

1,329.00

1,492.00

3.98

2.14

2.14

2,235.18

2,842.60

3,191.24

200 mm

2,208.00

2,331.00

2,310.00

6.75

3.33

3.33

14,899.97

7,764.74

7,694.78

250 mm

300 mm

18.00

455.00

-

10.51

5.15

5.15

6.00

-

-

14.75

8.15

8.15

15,197.00

11,459.00

14,618.00

189.09

2,343.97

88.50 28,364.82

KG/M

1.87

17,364.35

1.52

18,243.30 1.25

Figura 14. Tabla comparativa de la tubería empleada en el proyecto. De la comparación c omparación realizada destaca lo siguiente: 

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

El total de la suma de la tubería trazada es diferente, lo que solo pude ser explicado si son diferentes los trazos, se tiene una diferencia de 3.738 metros de trazo de tubería entre el menor y el mayor. Considerando que fueran comparables los proyectos y totalizando el peso total de la tubería instalada se tiene que al usar una tubería clase 125 americana la cantidad de materia prima por unidad longitud de trazo de tubería es 1.87 kg/m en el proyecto resuelto con IRRICAD. Los proyectos resueltos con WCADI e IrrigaCAD resultaron más comparables sin embargo hay una diferencia 3.159 m mayor en IrrigaCAD (En longitud comparable con el de IRRICAD) al revisar la materia prima por unidad longitudinal de trazo de tubería se tiene 0.32 kg/m de diferencia siendo IrrigaCAD el que utiliza mejor la tubería, dejando 1.25 kg/m de trazo de tubería.

IrrigaCAD tiene una serie de características que le dan las siguientes ventajas: Aprovecha las ventajas de Civil 3D para p ara el manejo de información, proporcionando proporcionando en el mismo sistema elementos geográficos y topográficos, listos para ser empleados, es así que el traslado de este tipo de información es muy rápido y productivo, pudiendo ingresar imágenes, topografía de distintas fuentes, etc. 


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Muy alta productividad en el diseño y cuantificación de sistemas de riego. Determinar las líneas laterales máximas, las de menor energía dado un ancho y pendiente y revisar el funcionamiento hidráulico dadas la geometría y la presión de las líneas laterales. Genera el modelo de EPANET, mismo que amplía el potencial del diseño y simulación bajo distintas condiciones de operación. Base de datos muy amplia con muchos productos del mercado mexicano, se puede diseñar con parámetros económicos, pero en el caso de tubos plásticos de pared continua, la optimización se liga al peso de tubería, información que no cambia en el tiempo. Genera en un solo proceso un plano con acabados de entrega, mismos que puede juzgar el usuario usuario durante el proceso mismo de diseño. Cuantificación de material sin la necesidad de hacer todo el proceso de cálculo hidráulico. Soporte técnico en México con conocimiento del mercado de sistemas de riego nacional.

Conclusiones IRRICAD cuentan con las herramientas necesarias para realizar el diseño de sistemas de riego aunado que para diseñar diseñar sistemas de riego presurizados por medio de dicho programa, el usuario debe contar contar con los conocimientos conocimientos básicos de ingeniería de riego.

Referencias Bibliográficas Gómez Radilla J. y Torres Torres F. 2014. Evaluación del desempeño de tres programas comerciales para diseñar sistemas de riego presurizado (IRRICAD, IrrigaCAD y WCADI). Tesis Profesional para Ingeniero en Irrigación, Universidad Autonoma Chapingo.

Programa IrrigaCad

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