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Dimensionamiento cabezal de filtrado

14 de marzo de 2013

O como NO dimensionar un cabezal de filtrado. Ya que vamos a tratar de los errores más comunes que se cometen cuando no se tienen en cuenta ciertas "peculiaridades" de los filtros a la hora de "integrarlos" en una instalación de riego.
Seguiremos un ejemplo guiado, se trata de un proyecto de riego perfectamente calculado, necesitamos un caudal de 100 m3/h a 50 mca con lo que garantizamos una presión mínima en el ultimo gotero de 10 mca. Vamos a emplear una estación de filtros de arena de automatizado de 36", pueden ser de mallas o anillas pero hemos elegido arena por ser completamente estándar e idéntico en cualquier fabricante de filtros. Los conceptos sirven para todos los tipos de filtros.

cabezal filtro de arena

Cuantos filtros ponemos? Lo correcto serían cuatro unidades pero por el miedo de perder la obra, los costos, etc.., nos decidimos por tres filtros, el agua no es tan mala...
En las tablas del fabricante, las pérdida de carga para 33 m3/h son de 1,5 mca (filtro y válvula de contralavado) y como el presostato diferencial lo ajustamos a 5 mca...., 5+1,5 =6,5 mca que añadimos a las necesidades del bombeo, que quedaría entonces 100 m3/h a 56,5 mca.







Parece que todo va perfecto, al elegir una bomba con 6,5 mca más de presión  compenso los 1,5 mca de la pérdida de carga del filtrado y tengo 5 mca de "remanente" para cuando haga la limpieza, hay 55 mca a la salida del filtro y 15,81 mca en el gotero más desfavorable.





Esto parece lo previsto, los filtros cuando están sucios y antes de la limpieza pierden los 5 mca que teníamos calculado, la presión mínima en el emisor es de 10,81 mca. Veamos que ocurre cuando iniciamos el contralavado.....
filtros de arena contralavando



















Hemos tenido en cuenta el caudal del contralavado en los cálculos? Son 30 m3/h que también teníamos que añadir al bombeo. Cuando estamos limpiando el caudal tiene que ser 100 +30=130 m3/h. Pero con 130 m3/h la bomba no da 56,5 mca, ahora solo 43,5 mca, en otras palabras, perdemos 13 mca y como el gotero más desfavorable tenía 10 mca...serían -3 mca!
Pero eso no es todo, todavía quedan algunas cosas más.
Durante el contralavado, los 130 m3/h pasan ahora solo por dos filtros, hemos tenido en cuenta las pérdidas de carga cuando un filtro está limpiando? Por que ahora tocan a 65 m3/h por filtro! Hay menos filtros trabajando y más caudal que filtrar. Las pérdidas de carga son de 5,5 mca, en vez de 1,5 mca por lo que perdemos 4 mca más que sumadas a las -3mca nos da un total de -7 mca en el emisor más desfavorable. Evidentemente nunca llegaremos a presiones negativas, lo que queremos reflejar es que hemos perdido 17 mca en todo el proceso, significa que mientras este limpiando el cabezal no regamos ciertas zonas de la instalación con la consiguiente pérdida de uniformidad en el riego.
Resumiendo, así quedarían gráficamente los cálculos:
dimensionamiento final cabezal de filtrado









En un próximo artículo daremos las soluciones técnicas más empleadas en instalaciones difíciles o limitantes. Pero mientras..., os animamos a que colaboréis dando vuestras opiniones en..comentarios...(gracias)
Como en otras ocasiones, podéis descargaros tutoriales de filtración, dosificación, válvulas hidráulicas etc.., y muchas cosas más en nuestra web de ingeniería de riego.

Fertirrigación automatizada.

16 de febrero de 2013

En este artículo queremos presentar una fertirrigación automatizada para instalaciones pequeñas o fincas con monocultivo. Se trata principalmente de un sistema que cumpla con estos dos requisitos: muy sencilla Y muy precisa.
En otro momento hablaremos de sistemas más completos y complejos de fertirrigación, pero ahora nos vamos a centrar en una forma de dosificación que combina la sencillez con la precisión. Nos estamos refiriendo, por supuesto, a una fertirrigación automatizada proporcional al caudal del agua. Para una mayor comprensión recomendamos la lectura previa de nuestro artículo  " Dosificación proporcional al caudal de agua". Comentábamos que  los elementos imprescindibles que, a nuestro juicio, debe reunir un sistema de fertirrigación deben de ser:
  • Controlador
  • Variador de velocidad
  • Caudalímetro de paleta o "efecto Hall" (alta frecuencia de pulsos)
  • Sondas de pH y C:E:
  • Dosificadora de "desplazamiento positivo"
Precisamente queremos presentar una dosificadora de este tipo y que nos va a simplificar enormemente el abonado, se trata de una dosificadora múltiple cabezal.
fertirrigacion en expertos en riego
Lo que la hace interesante para esta aplicación (monocultivo o requerimientos iguales en los sectores de riego) es que podemos fijar "mecánicamente" la relación entre los abonos  (N, P2O5, K2O y micro) con la proporción de sus cabezales. Esta relación suele ser constante para cada etapa de cultivo: floración, cuajado, maduración..., por lo que solo se modifica tres o cuatro veces durante todo el ciclo del cultivo. Por ejemplo, si durante una etapa de un cultivo necesitamos una relación de abonos 4N, 1 P, 3K, podemos manualmente ajustar los caudales de los módulos a 200 litros de nitrógeno, 50 litros de fósforo y 150 litros de potasa.
Ya tenemos la relación exacta entre los abonos, ahora solo falta inyectarla a la red de riego, proporcionalmente a la cantidad de agua que pase por la instalación.
fertirrigacion automatizada

Siguiendo con el ejemplo, el ratio de proporción calculado es del uno por mil, esto significa que por m3 de agua se inyectará en la red un litro de la solución 4N-1P-3K.
Si el caudal instantáneo es de 200 m3/hora, la dosificadora se sitúa al 100 % de su capacidad, si cambia a 100 m3/h, la inyectora se sitúa rápidamente, al 50%, y así sucesivamente. Cualquier cambio del caudal de agua es inmediatamente detectado por el caudalímetro, este informa al controlador que a su vez actúa sobre el variador, posicionando la dosificadora. Un esquema de una instalación típica seria así: 
esquema dosificacion proporcional
Se aprecia que cada módulo toma de su deposito de abono correspondiente, en el esquema se ven tres de abonos y otro de micro. La dosificadora, de cuatro cuerpos, está comandada por el variador de velocidad y este a su vez por el Controlador de Dosificación. Este programador además de actuar sobre el variador, recibe la información del caudal a través del caudalímetro de efecto Hall y de los sensores de pH y C.E. Sumado a todo esto, una de las cualidades más sobresalientes del Controlador es su facilidad de manejo, en el caso que nos ocupa es el Controller 2000 (también es aplicable al Compac V) de la empresa ITC, líder en bombas dosificadoras, controladores, sensores y todo lo relacionado con la dosificación a nivel agrícola e industrial.
controlador de dosificacion en expertos en riego
Por un lado tenemos toda la información necesaria:
  • Caudal instantáneo de agua.
  • La conductividad eléctrica.
  • El pH
  • El porcentaje de funcionamiento de la dosificadora.
Por el otro, la sencillez de utilización, pocos botones, y una programación amigable que consiste básicamente en:
  • Ajustar el "tanto por mil" de la dosificación (también se puede ajustar por CE  poniendo la "e" en la casilla de la conductividad).
  • Ajustar niveles de alarmas (opcional), por arriba y por abajo, de cualquiera de los tres parámetros.
En los casos más simplificados, solo es necesario ajustar el "tanto por mil" y ya está. Si pasa agua dosifica a su dosis, si no pasa agua la inyectora se para, lo cual es una seguridad ya que evita dosificar mientras no circule agua, incluso si la fertirrigación se realiza en base a la conductividad.
dosificadora multifertic en expertos en riego
Como en otros artículos, os animamos a que visitéis la web de ingeniería de riegos irriqulture, también estamos encantados de compartir con ustedes vuestras opiniones y experiencias. En próximos capítulos trataremos sobre fertirrigación en cultivos intensivos y en instalaciones donde se combinan cultivos y variedades diferentes.










Válvulas hidráulicas para abastecimiento

31 de enero de 2013

Hoy vamos a acercarnos a algunas aplicaciones de válvulas hidráulicas típicas de abastecimiento. En este tema y en otros como dosificación, automatismos, software, nos adentraremos en este campo tan bonito como es el abastecimiento de agua.
válvulas hidráulicas para abastecimientoLas válvulas que se emplean en abastecimiento no tienen por que ser diferentes de las empleadas en agricultura pero en la práctica si suelen serlo.  La mayoría de los fabricantes de válvulas tienen modelos para agricultura y otros para abastecimiento. No quiere decir que no se puedan emplear válvulas de un sector en otro, que de hecho ocurre con frecuencia, sino que hay aplicaciones, que se dan más frecuentemente en abastecimiento, y que requieren dispositivos más robustos.
La primera diferencia que encontramos es que las "agrícolas" trabajan una campaña (de riego) al año, seis meses y algunas horas al día  mientras que en abastecimiento se trabaja las 24 horas durante todo el año (en general).
La calidad de agua es mejor en abastecimiento por lo que se puede emplear pilotajes de 2 vías que son más exactos y rápidos que los de 3 vías (típico de agricultura)  y no hay inconveniente por la pérdida de carga más elevada que generan estos pilotos.
válvula automática para restricciones de agua
Aunque hay aplicaciones típicas de abastecimiento como son las válvulas de control de depósitos o las válvulas antirrotura, hoy hemos seleccionado una colección de válvulas que tienen un denominador común: son válvulas para restricciones de agua, y algunas funciones más. Esta aplicación se popularizó hace años debido a la sequía y a un detalle típico en abastecimiento (un poco de historia): las válvulas van en arquetas, y la mayoría no tienen electricidad. Llevar corriente a una arqueta en una ciudad es muy caro. La solución fue incorporar a las válvulas un programador-solenoide latch, llamado también biestable o de enclavamiento. Los solenoides solo consumen en el cambio de abierto/cerrado, el programador manda un pulso (p.ej de 100 milisegundos) y el solenoide cambia de estado. Al consumir tampoco, permite que con dos pilas de 9 voltios se pueda abrir/cerrar una válvula, sea cual sea su tamaño (lo mismo sirve para una de 2" que para otra de 16"), durante más de un año. Esta tecnología estaba muy desarrollada a nivel agrícola pero era bastante desconocida en abastecimiento, aunque ahora lo vemos de lo más natural, queríamos contar esta pequeña historia de transferencia tecnológica del riego al abastecimiento. 
válvula hidráulica en expertos en riego
En este detalle vemos que tambien es válvula reductora de presión (el piloto es el celeste que está casi tapado por el manómetro de la derecha). La pieza negra es la válvula con el programador latch, en la parte superior cuadrada es donde se alojan las dos pilas de 9 voltios. Lo interesante que tiene las válvulas hidráulicas  es que este circuito es común para una válvula pequeña como para otra grande y que con dos "pilitas" de 9 voltios se pueda abrir o cerrar una válvula de 500 kilos de peso.


válvulas hidráulicas para abastecimiento en expertos en riego
Aquí hay una válvula de gran tamaño, reductora (el piloto celeste), on/off con la válvula pequeña metalizada y el solenoide latch negro (otro modelo) y con una función interesante que es "apertura en dos etapas", la realiza el piloto de bronce que está justo encima de la válvula. El piloto tiene el sensor a la salida de la válvula, se ajusta una presión de "llenado lento", durante este proceso, el piloto comunica con un puerto donde hay una válvula de aguja, la restricción de esta es la que marca el caudal de llenado. Una vez superado el punto de consigna, el piloto cambia de puerto y comunica directamente con el circuito normal de trabajo, liberándose. Por tanto, la válvula de aguja es la que limita el caudal de llenado y el piloto lo que hace es permutar un puerto, de llenado (con válvula de aguja) y de "trabajo", una vez alcanzada la presión.



válvulas hidráulicas para abastecimiento en irriqulture
En este ejemplo se repite parte de la historia, es una válvula reductora de presión, el piloto de bronce (que está junto a la válvula negra con el solenoide latch) se encarga de esta misión, es de apertura y cierre, restricción de agua, para ello tenemos el programador latch que se encuentra en la parte superior. Y es también "reductora a caudal cero", esta es una aplicación muy interesante y se emplea en situaciones muy críticas donde no podemos permitir que la válvula se quede abierta, (que se igualen las presiones de entrada y salida) cuando ocurra un cierre brusco en el suministro. En estos casos, a la válvula, y si es de gran tamaño peor, no le da tiempo de cerrar, por lo que no consigue reducir en "estática". Si estamos reduciendo de 8 bar a 3 bar y de repente hay un cierre rápido en el suministro, hay veces que no le da tiempo de cerrar y se queda a la salida, en estática con los 8 bar de presión. Las grandes válvulas, con cámaras de gran capacidad, son mas vulnerables.
válvula reductora a caudal cero
Si nos fijamos, el circuito de la izquierda es el de funcionamiento "normal" o de trabajo. El agua va de arriba a abajo, el piloto reductor azul mantiene la presión regulada (3 bar). El circuito de la derecha está compuesto por un piloto llamado "anticipador" (no confundir con la válvula anticipadora de onda) o acelerador, es un piloto normalmente cerrado (NC). Por eso se suele llamar a este tipo "válvula reductora a caudal cero" o "válvula reductora anticipadora". Se suele tarar unos 5-10 mca por encima del reductor. Podemos observar que este circuito no solo no tiene ninguna válvula de aguja, además, está montado con una tubería de gran diámetro. Al ser NC no "trabaja" en situaciones normales, 3 bar < 3,5 bar por lo que permanece cerrado. Si hubiese un cierre brusco, la presión al llegar a los 3,5 bar provoca que abra el piloto "anticipador" y descargue directamente a la cámara un caudal mucho mayor que el que se conseguiría a través de la válvula de aguja del circuito normal. De esta forma nos aseguramos que le entren dos vías de agua, la normal con el piloto reductor y válvula de aguja, más el caudal directo del piloto "anticipador".
Como en otros artículos, os animamos a que visitéis la web de irriqulture donde encontrarán mucha documentación referente a todo lo relacionado con el riego y...abastecimiento de agua.



Coste energético en bombas

15 de enero de 2013

El coste energético en bombas está adquiriendo una gran importancia actualmente debido a las continuas subidas de las tarifas eléctricas.
Vamos a comparar el ahorro energético en una bomba, desde dos caminos diferentes. Para ello emplearemos el programa Pump Calculus, es un software para el cálculo de bombas que tenemos en las plataformas de Android y Apple. Más información de este y en general sobre software de riego la pueden encontrar en nuestra web de irriqulture.

diseño agronómico de riego en expertos en riego
Como ejemplo tomamos una parcela de 40 hectáreas de cítricos. Para el primer paso, recurrimos al programa Agronomy Calculus del cual es este pantallazo. Esto no es necesario para la comparativa, pero nos va a servir para comprender mejor el proceso de cálculo. Agronomy Calculus es un software para el diseño agronómico del riego, es el paso previo al cálculo hidráulico, con el determinamos las necesidades de bombeo de la instalación referentes al periodo punta o de diseño. Hay otros programas, como el Cropwat, que nos permiten conocer las necesidades anuales, por meses, de un cultivo. Con ello podemos saber el volumen total y las horas necesarias totales para cubrir todas las demandas de las plantas. Ya hablaremos en otra ocasión de este programa que utilizamos para nuestros cálculos profesionales y para los cursos que impartimos sobre riego.

diseño agronómico de riego con agronomy calculus
El dato que más nos interesa es que necesitamos un caudal de 100 m3/h. Está basado para las necesidades máximas de riego que son 5 mm día (5 l/m2 y día), que equivale a 120 litros por árbol y día y se traduce en cuatro turnos de riego. Las tuberías, el filtrado, el bombeo se dimensionarían para los 100 m3/h (aunque en la practica no es así exactamente como veremos en otro artículo).
El caudal ficticio continuo es 0,694 l/s y hectárea o 2,5 m3/h y hectárea. 






cálculo de bombas en expertos en riego
Para el cálculo de bombas empleamos, ahora sí, Pump Calculus. Se ha tomado el caudal nominal de 100 m3/h y se supone una presión de diseño de 60 mca, en ellas se incluyen las pérdidas de carga de las tuberías principales, las presiones necesarias a la entrada de los sectores de riego y las pérdida de carga del cabezal de filtrado. 
El número de horas de funcionamiento anual se puede calcular con el Cropwat, depende de muchas variables como el cultivo, la zona, las lluvias, el numero de horas máximas al día (20 horas en nuestro caso), etc.., podemos tomar entre 2000-3500.
Los resultados nos dicen que la potencia de la bomba es de 30 HP y que el coste energético anual es de 7847 euros.




cálculo de potencia de bombas con pump calculus
Ahora vamos a realizar una suposición, un tanto optimista: que pasaría si lográsemos reducir la presión del bombeo a 40 mca? o lo que es lo mismo, bajar 20 mca la presión del sistema.
Esto puede ser debido, por ejemplo, a que hemos dimensionado las tuberías empleando un software, como el Wcadi, que la optimiza económicamente teniendo en cuenta el costo energético. También porque hemos reducido la presión necesaria a la entrada de los sectores de riego por la colocación correcta de la válvula y el trazado de la tubería secundaria, porque se ha reducido la longitud de laterales o aumentado el diámetro de los mismos y por el correcto dimensionamiento del cabezal de filtrado.
La respuesta es que reducimos 10 HP la potencia de la bomba y se traduce en 2615 euros anuales o 65,38 euros por hectárea y año.

costo energético en bombas
El costo energético en bombas también se puede calcular por otro camino, cuando se desconoce la potencia del bombeo pero sabemos las necesidades anuales de nuestro cultivo en nuestra zona. Los demás valores permanecen iguales, cambiamos la potencia y el número de horas anuales de funcionamiento, por el volumen que necesita una hectárea al año, en nuestro caso, de cítricos.
El resultado de reducir 20 mca supone un ahorro de 65,52 euros por hectárea que es exactamente igual a las 65,38 euros  calculadas por el otro sistema, o 2620 euros para las 40 hectáreas (respecto a 2615). 
Se puede decir que 7500 m3 equivale a 3000 horas de riego o que la relación entre ellos es el caudal ficticio continuo.
Ya iremos en siguientes artículos analizando otros software de riego o aplicaciones que puedan resultar interesantes.







Kits para evaluaciones en filtración.

7 de enero de 2013

Queremos presentaros un par de herramientas útiles para evaluar los principales parámetros de filtración, aunque nos dan informaciones muy valiosas, recomendamos apoyarlos con sus correspondientes análisis de agua, tanto químico como granulométrico. Se pueden emplear como:
  • Chequeo de una estación existente. Como comprobación aproximada de la eficacia de un cabezal de filtrado o de su dimensionamiento, según lo coloquemos antes o después del filtro a analizar.
  • Evaluar la calidad de agua para una futura instalación de filtrado. Muy interesante para determinados proyectos como pueden ser Comunidades de Regantes, grandes fincas o zonas que no se tengan experiencias previas en filtración.
kit de filtración de experto en riego

Aparentemente muy sencillo y básico, pero reúne todos los elementos necesarios para analizar los principales datos referentes a la filtración, veamos de que se componen:
  • Mallas calibradas de 75, 100, 125, 150 micras/mesh,  conocemos también su superficie de filtración.
  • Regulador de caudal, no visible pues está dentro de la pieza metálica antes del codo, por lo que sabemos además el caudal.
  • Tomas manométricas antes y después del filtro, nos sirven para determinar su pérdida de carga a lo largo del tiempo.
Si le añadimos algunos elementos más y lo vemos en acción...
test de fitración de experto en riego
Hemos incorporado:
  • Un manómetro, tenemos la presion de funcionamiento.
  • Presostato diferencial, medimos el grado de colmatación de la malla (filtro).
  • Cronómetro, controlamos el tiempo que se tarda en "ensuciar" el filtro.
Con todos estos datos que medimos estamos perfectamente capacitados para:
  • Caracterización del agua que se utiliza en el ensayo.
  • Comportamiento del equipo de filtrado a lo largo del tiempo y a diferentes caudales.
  • Dimensionamiento optimizado del equipo que se vaya a instalar.
El siguiente aparato no es más que el kit básico pero "corregido y aumentado", realmente es  un pequeño filtro automático de malla que se le ha incorporado:
  • Contador Woltman con emisor de pulsos a la salida del filtro.
  • Contador Woltman con emisor de pulsos en el colector de limpieza del agua sucia.
  • Transductores de presión para la medida en continuo de las presiones antes y después del filtro, podemos representar gráficamente las evoluciones de las presiones a lo largo del tiempo.
  • Programador de limpieza de filtros. Controla el funcionamiento durante el tiempo de prueba, recoge todo tipo de información como el nº de limpiezas, los caudales filtrados...
filtros automaticos experto en riego

Gracias a la gran cantidad de datos que son capaces de procesar los controladores de lavado de filtros actuales, podemos interrelacionar numerosos parámetros, los más importantes para nuestros propósitos son:
  • Caudal instantáneo de agua de limpieza.
  • Caudal instantáneo de agua filtrada.
  • Frecuencia de limpiezas.
  • Tiempo de limpieza necesario.
  • Volumen de agua consumido por limpieza.
  • Volumen de agua filtrada por limpieza.
  • Relación del agua utilizada por limpieza con respecto al agua filtrada (%).
  • Relación de superficie de filtración con respecto al agua a filtrar (cm2 de malla / m3 de agua filtrada).
Como ejemplo práctico adjuntamos una tabla (reducida) de un ensayo real en una Comunidad de Regantes. Fue un test de larga duración, se fueron combinando duraciones de limpiezas, caudales, calidades de agua (cambiantes según circunstancias y época del año), etc...
ensayos de filtracion de experto en riego
Viendo los datos de la tabla es fácil imaginarse lo sencillo que puede resultar dimensionar un cabezal de filtrado para estas circunstancias. Efectivamente ayuda mucho, pero no hemos acabado aún (estamos evaluando y analizando), todavía quedan ciertas "trampas" en las que podemos caer y que veremos en otro artículo.
En la web de irriqulture os podéis bajar un tutorial sobre filtración, es una colección de diapositivas seleccionadas de algunos cursos realizados a personal técnico y comercial de diversas empresas.








Dosificación proporcional al caudal de agua.

5 de enero de 2013

Nosotros consideramos la dosificación proporcional al caudal de agua como la mejor forma de fertirrigar. Pensamos que es más exacta, más rápida y más sencilla que los sistemas basados en la proporcionalidad a la C.E. (conductividad eléctrica).
Pero antes queremos presentaros un sencillo kit que recomendamos con entusiasmo, nos va a servir para aclarar algunos conceptos y exponer con más claridad las ideas en las que nos basamos. Está compuesto por:

  • 1 jarra de plástico de 1 litro graduada
  • 1 jeringuilla de 1 ml
  • 1 peachímetro portátil, y soluciones tampón para su calibración.
  • 1 conductímetro portátil y sus soluciones tampón para su calibración.
Nos sirve para saber "a priori" como se va a comportar un abono, un ácido o cualquier producto que queramos incorporar en nuestra agua, precisa y rápidamente.
kit de dosificación irriqulture
Como media jeringa es 0,5 por mil, 1 es 1 por mil.., podemos saber con toda exactitud como va a afectar un abono la CE y el pH de nuestra agua, no tenemos que recurrir a tablas que están basadas en agua destilada.
Vamos a poner un ejemplo, hemos sacado el comportamiento de pH y CE de varios abonos en nuestra agua (la tabla está sacada de bilbliografía, pero sirve para el caso)
tutorial fertirrigación irriqulture
Para llegar a nuestro punto de consigna de 2,5 mS CE tenemos que inyectar 0,5 por mil de N-20 ya que nuestra agua tiene 1,77 mS (en el caso real, al añadir 0,5 por mil de N-20, marcaría directamente 2,5 mS el conductímetro).

Si trabajásemos por criterio de CE.

El sensor de CE está a 10 metros del punto de inyección, a la velocidad media en una tubería puede tardar unos 7 segundos en llegar la solución.
El sensor mide e informa al controlador que esta por debajo de la consigna, según la configuración de los parámetros PID (proporcional, integral y derivativo) puede tardar unos 10-15 segundos en dar una segunda orden, posiblemente necesite unos cuantos "pasos" hasta llegar al punto de consigna, esto puede tardar varios minutos en alcanzarlo, además la cosa se complica cuando se está llenando tubería (llenando el sector de riego) por lo que hay también hay una importante variación de caudal. Esto es especialmente grave en riegos de algunos cultivos hidropónicos o de invernaderos donde duran pocos minutos. Hemos observado en ocasiones que cuando ya está alcanzando el punto de consigna, termina el riego. 
Otro capítulo a tener en cuenta es que las sondas se descalibran fácilmente y las mediciones pierden precisión (encima no sabemos cuando ocurre). Cuantas veces hemos sido testigos de comprobar que varios conductímetros marcaban todos lecturas diferentes (el de la instalación, el portátil de la propiedad, el portátil del técnico...)
Este sería el esquema de funcionamiento:


Si trabajamos proporcional al caudal de agua.

Solo tenemos que fijar el valor 0,5 por mil al controlador y ya está, fácil?
Suponemos que abonamos desde el principio, el caudal de llenado va desde los 150 m3/h hasta los 100 m3/h nominales.
A 150 m3/h la dosificadora se posiciona, en menos de un segundo, en 75 l/h (el 0,5 por mil), cuando el caudal pasa a 120 m3/h la inyectora se sitúa en 60 l/h y finalmente con el caudal nominal se encuentra en 50 l/h. Todo ello inmediatamente, manteniendo la proporción desde un principio, sin retraso de sensores, sin descalibraciones.
Realmente es un símil como el kit de la jarra:
  • por CE, tendríamos que ir añadiendo de 0,1 ml del abono en la jarra, agitar, medir, volver a añadir otro 0,1 ml, agitar, medir, añadir...
  • por Q, añadir 0,5 ml...., y comprobar que la CE es de 2,5 mS!
cursos de dosificación irriqulture

Fácil y preciso. Para que esto ocurra es porque hay truco, bueno, tres trucos. Describimos brevemente estos componentes fundamentales:
fertirrigacion irriqulture

Es imprescindible la colocación de un caudalímetro tipo paleta, también llamado de efecto Hall. Son de inserción en la tubería mediante collarín. 
La gran diferencia que tienen respecto a los más usuales contadores Woltman no es su precisión, ya que prácticamente son iguales. Es la resolución del caudal instantáneo, la rapidez que "leen y transmiten" el caudal instantáneo. Los "pulsos" que generan lo hacen por segundo, mientras que los Woltman lo hacen por minuto (salida de frecuencia frente a contacto tipo reed). Si instalamos un contador Woltman en vez de uno de efecto Hall, nos acercaríamos a la filosofía de control por CE. Por ejemplo un contador Woltman de 6" que transmite un pulso por m3 de agua, en caudales bajos de 60 m3/h, tardaría un minuto en mandarlo. Uno de paleta enviaría varios pulsos en un segundo.
proyectos de dosificación irriqulture

El variador de velocidad permite ajustar con exactitud el caudal de la dosificadora. Al contrario que la regulación clásica ON-OFF, que consistía en arrancar/parar la inyectora al 100% para mantener la consigna, ahora la dosificadora funciona continuamente y el variador modula constantemente su velocidad y por tanto, su caudal. 
Quizás la ausencia de variador de velocidad y el empleo de contadores Woltman fueron los responsables del fracaso que tuvo en el pasado la dosificación proporcional al caudal y no se haya implantado con tanta fuerza como debería.


No todas las bombas sirven para dosificar con exactitud, las dosificadoras deben de ser de "desplazamiento positivo". Este tipo de bombas, con independencia de la presión que haya en red, dosifica exactamente el mismo caudal (dentro de sus limites de trabajo). Son dispositivos de precisión. 
El empleo de bombas centrifugas, resistentes a productos químicos, por su propia naturaleza, varia de caudal cuando varia las condiciones de presión en la red.
En símil con los goteros, las bombas de desplazamiento positivo serían los goteros autocompensantes y las centrífugas los goteros de régimen turbulento.
En la página web de irriqulture pueden descargarse varios tutoriales y cursos de dosificación,  fertirrigación y tratamientos químicos.
También os animamos a visitar la web de ITC, nuestro fabricante favorito de dosificadoras, sensores, programadores, electrónica y todo lo relacionado con la dosificación de productos químicos, fertirrigación, tratamientos industriales y agrícolas.




La importancia del contralavado en los filtros

4 de enero de 2013

Todos sabemos que los problemas en filtración se traducen, a la larga, en obstrucciones de emisores. Pero no solo es el grado de filtración el que condiciona la calidad del filtrado, hay otros aspectos que influyen indirectamente en la calidad final del mismo.
Siempre hablamos que si un filtro tiene un grado de filtración de 120 o 150 mesh (125 o 100 micras) tenemos entonces protegido el sistema a partículas de ese o superior tamaño. 
Pero hay un enemigo que nada tiene que ver con el grado de filtración pero que puede influir negativamente en la calidad de la misma, incluso mas, y es la calidad del contralavado (o la eficacia de la limpieza del mismo filtro), esto y el dimensionamiento incorrecto de la estación de filtrado son las deficiencias más graves que afectan a este tipo de instalación. Al dimensionamiento le dedicaremos un articulo próximamente.
Teóricamente, un filtro después de una limpieza tiene que recuperar la presión a su estado original. Si el filtro limpio, al caudal de diseño, tiene una perdida de carga de 2 mca, cuando alcance el grado de colmatación permisible y procedamos a su limpieza, debe de volver a tener 2 mca de pérdida de presión.
tutorial de filtración de irriqulture
En el caso de arriba, si el presostato diferencial está tarado a 5 mca, el filtro limpia cuando se alcance ese valor y tiene que volver a los 2 mca del filtro limpio. Si sus limpiezas no son efectivas, con el tiempo se alcanza antes la presión del contralavado, y se realizan con más frecuencia, a intervalos cada vez menores y, en la practica, llega a suceder esto:
asistencias técnicas de filtración de irriqulture
Las pérdidas de carga cada vez son mayores, el riego se va haciendo cada vez más difícil, los contralavados se acortan tanto que ya son casi contínuos (al caudal que demanda la instalación hay que sumarle el caudal del contralavado). De las primeras soluciones de emergencia es aumentar el intervalo de la presión diferencial, de 5 pasa a 10 mca, no soluciona nada, solo retrasa un poco el colapso del cabezal de filtrado.
Todo esto tiene muy mala pinta, pero..., en que afecta al grado de filtración? La instalación está protegida, o no?
Antes de contestar, queremos que os fijéis detenidamente en el análisis granulométrico que adjuntamos. Es un caso real, el cliente tenía unos problemas muy graves de atasco de goteros. Dentro del informe global que realizamos, incluía unos análisis de agua donde se estudiaban el TSS (total de sólidos en suspensión) a diferentes rangos y en muestras tomadas antes y después del cabezal de filtrado, y a la salida de los laterales, inmediatamente al abrirlo y cuando se había aclarado el agua.
ejemplo análisis agua de irriqulture

Analicemos estos resultados:
  • La eficacia de la filtración es casi perfecta, de 101 ppm antes de los filtros se pasa a solo 11 ppm. El 83% de las partículas son superiores a 400 micras, después de filtros (de 125 micras) era el 0%. De los 11 ppm, solo 5 ppm son inferiores a 100 micras.
  • A la salida de lo laterales de riego tenemos que el 65% y 59% de las partículas "vuelven" a estar por encima de las 400 micras.
Como es posible que volvamos a tener partículas superiores a 400 micras si los filtros la eliminan al 100%?
Aunque en el caso real había además otras causas, el factor principal de este misterio es bien simple: se ha permitido que pase agua sin filtrar. En otras palabras, cuando la situación se hace insostenible, se abre la válvula del by-pass del cabezal, o se retiran las mallas o anillas de los filtros, todo vale con tal de poder regar.
Si las limpiezas de los filtros no son efectivas, poco a poco, van incrementándose sus pérdidas de carga, los contralavados son mas frecuentes, las presiones a la salida del cabezal se van reduciendo hasta el punto de impedir el riego... y finalmente se deja pasar toda, absolutamente toda, la suciedad a la red de riego, reduciendo dramáticamente la calidad de la filtración.
Las causas más comunes de una limpieza deficiente están relacionadas con la reducción del caudal instantáneo de contralavado. Hay que facilitar al máximo la salida libre del agua sucia e impedir a toda costa que algo pueda restringir su caudal. Los errores más comunes son:
  • Colectores de limpieza muy largos y/o de diámetro pequeño, ya que al aumentar las pérdida de carga reducen el caudal.
  • Colectores de limpieza con salida elevada, es frecuente cuando se quiere aprovechar el agua de limpieza y se vierte sobre la misma balsa o algún punto elevado (hay otras soluciones).
  • En cabezales de filtros arena es frecuente colocar en el colector de limpieza una válvula que estrangula el caudal porque consideran que sale "mucha" agua o por que "pierden" arena (porque los han llenado demasiado!).
  • En algunos tipos de filtros automáticos de malla de funcionamiento hidráulico, hemos descubierto que tiempos muy cortos de contralavado pueden ser causa de limpiezas deficientes. Para solucionarlo les incorporamos una válvula de aguja para ralentizar o alargar la limpieza.
En la página web de irriqulture pueden descargarse un tutorial de filtración y otras guías relacionadas con los filtros, la dosificación y tratamientos químicos, u otros aspectos referentes al riego en general.





 

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