Posts etiquetados ‘Tuberías de riego’

Tal y como indicaba en el post anterior, uno de los indicadores relacionados con la calidad de las redes de riego en los proyectos de participación pública privada en regadíos (y que también se puede utilizar en el resto de infraestructuras hidráulicas de riego) es el “coeficiente mensual de servicio de presiones”.

Este indicador pretende asegurar que se cumplan con las presiones mínimas que se establezcan en el proyecto constructivo.

Están presiones vendrán determinados por la pérdida de carga que se produzca con los caudales de diseño. Estos caudales se suelen determinar para una determinada alternativa de cultivo, utilizando datos climatológicos de una serie de años y para el mes de máximo consumo.

Se suele asumir que un determinado número de años del periodo estudiado la instalación estará infra-dimensionada. Además se debe asumir que si hubiera un cambio de alternativa y se intensificara el cultivo de especies con elevadas necesidades hídricas (maíz, alfalfa, dobles cosechas) la instalación podría estar infradimensionada durante un número mayor de años. Evidentemente esta situación se dará en los meses con más necesidades hídricas del año.

Por otra parte, en el proyecto  se calcula la instalación a la demanda pero para un determinado coeficiente de simultaneidad. Esto quiere decir que no está previsto que todas las tomas rieguen al mismo tiempo. Si una mayoría de los regantes quieren regar de noche o después de una semana con mucho viento, la instalación tendrá problemas de presión.

Por otro lado, en la fase de proyecto se considera que la distribucion de los cultivos (unos con más requerimientos hídricos que otros) se realiza de forma aleatoria en el perímetro de riego de cada zona. Si en un ramal se concentra todo el cultivo de altas necesidades (maíz), ese ramal tendrá más perdidas de carga de las previstas y la presión será inferior a la exigida. Este escenario no es descartable en zonas donde existan cooperativas o empresas que gestionen fincas por ejemplo para deshidratar alfalfa y por tanto puede haber un elevado número de parcelas con un mismo cultivo.

En las condiciones de diseño, cuando el caudal de trabajo coincida con el de diseño, ¿qué puede suceder para que la presión sea inferior a la mínima?

  • Que se haya instalado una tubería de menor diámetro de la calculada en los proyectos.
  • Que la rugosidad de la tubería aumente por abrasión y la pérdida de carga sea mayor. Con el tiempo todas las tuberías son más rugosas pero su incidencia no va a ser apreciable.
  • Que las válvulas no abran completamente y provoquen una pérdida de carga excesiva. Los transductores de presión detectarán rápidamente esta anomalía.
  • Que no funcionen correctamente los reguladores de presión y provoquen más pérdida de carga de la prevista. Los transductores de presión detectarán rápidamente esta anomalía.

Además, aunque las presiones sean correctas es fundamental el buen funcionamiento de los transductores y el telecontrol para poder monitorizar el sistema. Un correcto sistema de gestión por telecontrol en el que estén incluidos los principales datos hidráulicos de la red permitirá adelantarse a los posibles problemas de bajas presiones y proporcionar soluciones de gestión, como podría ser el riego por turnos. Palabras casi malditas entre los regantes, estas del riego por turnos, y que sin embargo podrían llevar a importantes ahorros energéticos a cambio de libertad para elegir el momento del riego. Mi experiencia con determinadas Comunidades de Regantes que, a veces  obligadas por limitaciones en sus infraestructuras, están utilizando el riego a turnos es positiva. El gestor de la Comunidad dispone de herramientas informáticas para facilitar su gestión si bien también me he encontrado con Comunidades de Regantes que lo gestionan con una plantilla en papel y poco más. Pero esto ya es historia para otro post.

 

 

fiabilidad redes de riego

Como continuación del anterior post, voy a plantear unas premisas para aumentar la fiabilidad de las redes de riego en grandes sectores de riego. Para Comunidades de Regantes más pequeñas algunas de las ideas expuestas también serán aplicables pero otras, en mi opinión, serán demasiado costosas. Por tanto los gestores de estas últimas deberían seleccionar y priorizar entre los diferentes parámetros planteados

La fiabilidad de las redes de distribución y la continuidad del suministro a los regantes se puede incrementar si se actúa sobre la reducción de la frecuencia de interrupciones y la reducción del tiempo de afectación.

La reducción de la frecuencia de las interrupciones se puede conseguir incrementando la calidad de sus componentes.

Las medidas a tomar en las instalaciones pueden ser las siguientes:

  • Mantenimiento preventivo de redes.
  • Reposición preventiva de componentes que hayan alcanzado su vida útil.
  • Vigilancia y control de las instalaciones: número de guardas destinados a tal misión, medios con los que cuenta, telecontrol, etc.

La reducción del tiempo de afectación puede conseguirse sobre la base de un adecuado seguimiento y de una sistematización de las averías, pudiendo actuar sobre los siguientes aspectos:

  • Monitorización y telecontrol de válvulas de seccionamiento.
  • Sistema de diagnóstico del fallo y de la mejor solución.
  • Acopio de materiales necesarios en la reparación de averías habituales.
  • Equipo especializado de actuaciones rápidas.

La reducción de la frecuencia de las interrupciones es la mejor forma de mantener la continuidad del servicio.

Todo lo comentado en el post anterior y que hacían referencia al control del agua suministrada es válido para mejorar la fiabilidad.

Debemos tener en cuenta que las averías más frecuentes en redes de distribución primarias y secundarias son:

  • Roturas en tubería de PVC orientado o PRFV por defecto de fabricación.
  • Exceso de presión en algunas redes que han provocada problemas en el funcionamiento de los hidrantes afectados: mal funcionamiento de las membranas de los pilotos regulador y limitador, problemas en los solenoides.
  • Corrosión de la tornillería en los terrenos agresivos.
  • Problemas en los variadores de frecuencia de los bombeos, ocasionados por sobretensiones durante las tormentas.
  • Problemas con la electrónica, las baterías, la comunicación y el servidor (por falta de capacidad) del telecontrol.
  • Obstrucciones en los hidrantes y rotura de paletas por las piedras que suele haber en el interior de la tubería en los primeros meses de funcionamiento , que han entrado en el proceso de montaje y que son difíciles de sacar por las válvulas de desagües.

Según el tipo de avería o deficiencia nos podemos ver obligados a una interrupción del riego en la zona afectada y a su reparación inmediatao nos permiten retrasar las reparaciones a periodos con menos afecciones a los regantes, a los periodos de mantenimiento programado o admiten reparaciones sin interrupción de servicio (avería de una bomba, con posibilidad de utilizar otra similar; hidrantes sin riego).

Los fallos o avería que pueden obligar a la interrupción del servicio son:

  • Rotura explosiva de la tubería o separación de los tubos por la unión.
  • Interrupción del servicio eléctrico por avería dentro de la estación de bombeo.
  • Avería en las estaciones de bombeo si solamente disponemos de un equipo.
  • Rotura de la teja de una válvula de desagüe (improbable).
  • Oxidación de las piezas especiales de calderería y de la tornillería

 

Cualquier otro tipo de fallo puede retrasase sin afectar al servicio aunque suponga una pérdida de agua (siempre que no sea excesiva) o incremento del coste energético.

Una vez identificadas las principales causas que afectan a la fiabilidad de las redes de riego, en el siguiente artículo propondré las soluciones para minimizar su afección.

Un saludo y feliz semana !

Jesús.

7-5-2014 12.5.18 1

Voy a tratar en una serie de post la explotación de instalaciones de regadío, diferentes maneras de gestionar la explotación, el ejemplo del modelo de Participación Público Privada (PPP) y algunas recomendaciones para tener en cuenta en el momento de la redacción del proyecto y ejecución de la obra.

Uno de los objetivos de las obras desarrolladas dentro del marco de la PPP es garantizar una adecuada calidad técnica en la explotación.

Mi opinión es que la calidad en la explotación es uno de los aspectos clave en las redes de regadío y que normalmente se ha llevado  a cabo bajo mínimos por falta de personal cualificado y experimentado y por la ausencia de un mínimo presupuesto, en muchos casos como consecuencia de la ausencia de un mínimo análisis que permita confrontar el coste del mantenimiento con los beneficios que lleva asociados.

La deficiente explotación afecta especialmente al telecontrol y elementos electromecánicos, válvulas,…

La falta de información hace suponer que el rendimiento es el adecuado o al menos suficiente.

Tenemos en el otro extremo el caso de la explotación controlada por una Oficina Técnica y con Parámetros a controlar ya expuestos en el momento de la licitación de la obra, en el caso de la ampliación de la Zona Regable del Canal de Navarra son:

K1: Coeficiente anual de eficiencia técnica y de gestión del agua.

k2: Coeficiente mensual de eficiencia en la continuidad del suministro.

k3: Coeficiente mensual de servicio de presiones.

K4: Coeficiente anual de instalaciones electromecánicas.

K5: Coeficiente anual de atención al cliente.

(El carácter anual de los coeficientes se significa con la letra K mayúscula, y el carácter mensual con la letra k en minúscula)

El control del agua suministrada se realiza por medio del primero de los coeficientes K1 que a su vez se ha subdividido en varios subcoeficientes:

K1t (técnico):

Anualmente se cuantifican las pérdidas físicas de agua debidas a averías imprevistas (PI) en los ramales de gran diámetro que normalmente se conoce por distribución “en alta”. El concesionario-adjudicatario  estará obligado a que estas sean las mínimas posibles pues está obligado a hacer frente a un coste asociado al volumen de agua perdido por averías.

K1g (de gestión):

Representa hasta qué punto se registra de forma precisa el volumen suministrado anualmente. Depende en gran medida del grado de mantenimiento del parque de caudalímetros y contadores.

Dentro de este grupo distinguiremos, de nuevo, dos (2) subcoeficientes:

– K1ga (de grandes ramales): controla la precisión de la medición del volumen suministrado “en alta”. Para ello se comparará anualmente el volumen medido por el caudalímetro instalado al comienzo del ramal y una vez descontadas las pérdidas del ramal, con la agregación de los caudalímetros de las zonas abastecidas por cada ramal.

– K1gb (de redes de distribución): controla la precisión de la medición de caudales en las redes de distribución a cargo del Concesionario. Para ello se comparará anualmente el volumen medido por el caudalímetro general de cabecera de sector o zona, una vez descontadas las pérdidas de la red, con la agregación de los volúmenes individuales registrados en los contadores de los hidrantes.

Una vez obtenidos los subcoeficientes (K1ga y K1gb) se calculará el coeficiente K1g, del sector o zona, como producto de ambos subcoeficientes. En la figura que aparece al principio del post se aprecia como el coeficiente disminuye conforme la diferencia de lecturas “en alta” o en redes de distribución aumenta.  Por tanto se hace necesario implementar una serie de medidas en proyecto y obra para evitar los siguientes problemas:

Valvulería y piezas especiales:

  • Oxidación de los tornillos y las piezas de calderería.
  • Bloqueo de los flotadores de las ventosas por suciedad.
  • Rotura de las clapetas.
  • Roturas de los hidrantes (cuerpo, microtubo, pilotos) por hielo si no se vacían o se protegen en invierno.

Tubería de PVC (roturas explosivas)

  • Tuberías defectuosas.
  • Instalación incorrecta con un mal asiento y relleno con material no seleccionado que golpea la tubería. La tubería de PVC, que es bastante frágil, se debe asentar sobre una cama de material seleccionado y la primera capa de tapado se debe hacer manualmente con material seleccionado procedente de la propia excavación. Si la tubería se golpea con piedras pueden ocasionar microfisuras que con el tiempo y la presión pueden provocar la rotura del tubo.
  • Separación de los tubos: si no se anclan debidamente las curvas y las tes de derivación, al desplazarse el anclaje por las fuerzas ejercidas por la presión interna de la tubería se separan.
  • Las sobrepresiones provocadas por transitorios ocasionados por cierre rápido de las válvulas y las ventosas.
  • Sobrepresiones sobrevenidas por el mal funcionamiento de las válvulas reguladoras.
  • Sobrepresiones provocadas por acumulación de aire.

En este tipo de tubería puede haber fugas en las juntas si están mal montadas o son defectuosas.

Tubería helicosoldada:

  • Tubería defectuosa.
  • Poros en las soldaduras defectuosas.
  • Poros por corrosión. Los terrenos de alta capacidad corrosiva y las corrientes vagabundas pueden corroer el tubo. Si se realiza un mal enterrado de la tubería se puede dañar la capa de protección externa facilitando la corrosión del tubo.
  • Al ser tubería de poco espesor es conveniente situar abductores de aire, ventosas y purgadores capaces de introducir y sacar el aire de la red correctamente.
  • En principio, es una tubería que puede soportar las sobrepresiones por transitorios.

En los siguientes post analizaremos el resto de coeficientes que nos pueden ayudar a llevar un adecuado control de las infraestructuras de regadío.

Un saludo.

Jesús.

Lo prometido es deuda, así que aquí va el segundo artículo sobre el riego por goteo en cultivos extensivos.

En el anterior dejé dos ideas muy claras:  por un lado hay un número elevado de ventajas derivadas de la utilización de este sistema de riego y por otro, es imprescindible contar con un trabajo profesional para el diseño, proyecto y explotación para que un sistema novedoso no se vuelva contra nosotros como ya ha ocurrido con la implantación de otros sistemas de riego en ocasiones precedentes.

Una de las primeas ideas que se nos viene a todos a la cabeza tratando este tema es ¿Cómo vas a estar recogiendo y extendiendo los ramales portagoteros cuando tienes que hacer labores culturales?

Pues bien, una solución es enterrar los ramales si bién esto supone un diseño especial y más caro. El objetivo fundamental es garantizar el riego teniendo en cuenta que no vamos a ver si se produce alguna obturación.  Eso sí, nos olvidamos de las labores de extendido y recogida. Personalmente he participado en un importante proyecto de riego por goteo subterráneo (probablemente uno de los más importantes a nivel nacional) que se ejecutó en 820 ha. del olivar de Belchite (en Zaragoza). El diseño, aunque evidentemente diferente al tratarse de cultivo leñoso, ha permitido que 15 años después el sistema continúe funcionando perfectamente.

Consideraciones determinantes para la utilización del Riego subterraneo  son:

– se da la circunstancia que en el momento de la nascencia del maíz, se necesitan aplicar elevadas dosis  (que llevan asociadas duraciones de riego de 10 o más horas) para llevar el bulbo húmedo hasta la semilla y  en suelos arenosos puede ser un limitante.

– en la zona del Valle del Ebro, se debe tener en cuenta la posibilidad de que el viento cree una costra superficial en el suelo que impida a la plántula emerger. Así pues en la mayor parte de los suelos con goteo subterráneo es necesario utilizar otros sistemas de riego para garantizar la germinación.  Sí, esto supone una doble inversión.

– también se debe de vigilar los problemas derivados de posibles aplastamientos.

En el caso del Riego superficial tenemos todo lo contrario: todas las campañas nos encontramos con las labores de extendido y recogido de los ramales de riego y a cambio una menor inversión en la instalación. De cualquier manera esto no nos va a evitar las labores de mantenimiento del sistema de riego. Es necesario desaguar y limpiar los ramales con una solución de ácido nítrico o sulfúrico. Además en el caso de los goteros enterrados también se debe aplicar tratamiento de trifluralina para mantener las Una vez más se hace necesario un control preciso, en este caso, conocer la composición química del agua y realizar análisis para planificar los tratamientos. Pueden ser, de forma orientativa entre 1 y 3 por campaña.

Respecto a los materiales y a grandes rasgos podemos decir que  se suelen usar goteros integrados. Además si son goteros turbulentos, permiten caudales elevados que permiten reducir tiempos de riego en la nascencia del maíz. Tienen un coeficiente de variación de fabricación menor y son más baratos. Los goteros autocompensantes garantizan uniformidad de riego en el caso de mayores longitudes de ramales (a costa de presiones superiores en los cabezales) y desniveles  acentuados.

Desde mi punto de vista es fundamental garantizar la uniformidad del riego, con una máxima variación del 10 % entre extremos de la instalación.

Existen otras opciones como las cintas (uso anual), que disponen de goteros integrados, espesores de pocos mm, entre 0,1 y 0,4 mm. por lo que trabajan a poca presión.  Se utilizan una campaña y luego son desechables. Tienen un elevado impacto ambiental puesto que  se suelen dejar en las parcelas lo que supone una acumulación de plástico campaña tras campaña.

Algunas características, que en el caso de pequeñas explotaciones pueden suponer inversiones con un largo plazo de amortización, están relacionadas con la necesidad de trabajar con maquinaria y aperos especiales:

Es imprescindible utilizar maquinaria equipada con GPS y tecnología RTK de alta precisión para compaginar las labores con la preservación de los ramales de goteo.

La extensión de los ramales portagoteros se suele realizar con un tractor equipado con tres bobinas o tambores portaramales. La recogida se hace con un tractor equipado con un tambor de liado de ramales.

De todas maneras, la utilización de maquinaria de precisión puede llegar a permitir la realización de labores agrícolas sin necesidad de retirar y extender los ramales. Esta opción, sin duda puede ser la que tenga más visos de futuro entre las que hemos enumerado.

Respecto al diseño hay una serie de detalles muy importantes a tener en cuenta:

En el siguiente video realizado por el Sistema de Asistencia al Regante de la Junta de Andalucía se pone en evidencia la importancia de la correcta evaluación de riego por goteo para garantizar también la correcta aplicación de fertilizantes.

Foto: http://www.vidarural.es

Riego goteo en maiz

La aplicación en la agricultura de las nuevas tecnologías, la necesidad de aumentar la eficiencia en el uso del agua y los elevados costes energéticos asociados a los riegos presurizados son tres causas que están detrás de la aparición de nuevas formas de gestionar el agua en los cultivos extensivos:  la utilización del riego por goteo en cultivos extensivos como el maíz, por ejemplo, tradicionalmente aplicado en los cultivos hortícolas o intensivos.

El riego por goteo (también denominado riego localizado de alta frecuencia) crea una franja húmeda en la zona radicular del cultivo y aplica el agua y los fertilizantes con máxima eficiencia.

Las nuevas tecnologías aplicadas a las labores agrícolas (GPS) de precisión centimétrica permiten realizar labores de cultivo entre los ramales portagoteros.

La Jornada técnica “Avances en riego por goteo en cultivos extensivos” organizada por la Comunidad General de Riegos del Altoaragón el pasado 7 de noviembre puso al descubierto la potencialidad de este sistema de riego.

Las ventajas que aporta el riego localizado en cultivos extensivos decanta la balanza a su favor respecto a los inconvenientes.

–  Ahorro de agua. Con una eficiencia del 95 %, mayor incluso que el 80 % del riego por aspersión el riego por goteo se sitúa indiscutiblemente como el sistema de riego más eficiente especialmente en zonas con muchos días de viento, como el valle del Ebro.

– Uniformidad de riego, lo que también repercute en la eficiencia si consideramos el rendimiento por hectárea respecto al volumen de agua aportado.

– Ahorro de energía puesto que funciona con  menores  requerimientos de presión.

– Ahorro de fertilizantes puesto que se aplican localizadamente y de forma precisa  en la zona radicular.

– Mayores producciones como consecuencia de la gestión meticulosa de agua y fertilizantes.

– Ahorro de herbicidas al mojar únicamente la franja de cultivo y evitar proliferaciones de malas hierbas entre las líneas de cultivo.

– Entrada en producción de suelos salinos.  Según la experiencia presentada por la Oficina del Regante de Sarga, se ha conseguido un buen rendimiento en parcelas de maíz con salinidad elevada.

La creación de la franja húmeda depende principalmente de la textura y estructura del suelo, del caudal del gotero y la separación entre líneas portagoteros y entre goteros. Se hace imprescindible una gestión muy “fina” del riego y ANALIZAR  las variables que intervienen.

Como se puso de manifiesto en la jornada, la extrapolación de experiencias no es aconsejable en absoluto y es imprescindible realizar estudios de campo para conocer las características del suelo y su relación con el bulbo húmedo. La adopción de este sistema de riego hace imprescindible disponer de la información y asesoría para poder realizarlo con éxito.

No sólo durante la fase de diseño e instalación sino también durante la gestión. Es necesario controlar el contenido de humedad del suelo o del estado hídrico de la planta, por ejemplo mediante la utilización de sondas de humedad.

En el siguiente artículo entraremos en detalle de las características del diseño, inconvenientes del riego por goteo en cultivos extensivos y los diferentes sistemas.

Foto: http://www.aragonhoy.net

Estos últimos días están apareciendo en prensa diferentes noticias relacionadas con la rotura de tuberías de Poliester Reforzado con Fibra de Vidrio (P.R.F.V) en algunas obras de modernización de regadíos en Aragón.  La preocupación de las Comunidades de Regantes y agricultores ha ido en aumento al no ser averías puntuales sino, en algunos casos, todo lo contrario  al repetirse con pocos días de intervalo.

Los métodos de fabricación para los tubos de P.R.F.V son tres: mandril de avance en continuo, centrifugación y enrollamiento cruzado en continuo. Hasta donde tengo información las roturas sólo están afectando a tubos del primer tipo de fabricación: por  centrifugación.

Las tuberías plásticas en instalaciones a presión como pueden ser los regadíos pueden sufrir durante su uso algún tipo de  rotura que se puede asociar a  materiales defectuosos (defecto de fabricación o transporte en malas condiciones),  deficiente instalación (especialmente en tramos en curva, preparación del lecho de asiento de la tubería, anclajes de hormigón en codos,…) o incluso acumulaciones de aire por un llenado rápido al inicio de campaña o cierre de ventosas por un manejo inadecuado.

Para confirmar el correcto proceso de fabricación se realizan una serie de pruebas en fábrica según normas establecidas al efecto y que son bastante exigentes respecto a la resistencia a presión interna y cargas externas.  De esta manera se confirma que los materiales soportan las condiciones de funcionamiento para los que han sido proyectados.

De igual manera se realizan pruebas con las tuberías una vez instaladas para confirmar que el proceso ha sido el correcto.

Con las pruebas de fabricación e instalación suele ser suficiente para detectar los principales defectos y proceder a su subsanación antes de la puesta en servicio de las instalaciones.

Durante la explotación también puede realizarse algún tipo de maniobra incorrecta (como puede ser el cierre de válvulas o ventosas, llenado rápido de las tuberías al principio de la campaña) que también llevan asociada la rotura. Ahora bien estas roturas son puntuales, debidas a acumulaciones de aire o efecto succión y no parece que tenga nada que ver con las roturas que están ocurriendo de forma repetida.

Así pues, si el control se ha ido realizando y se ha superado de manera satisfactoria quedaría recurrir a la trazabilidad de los materiales en fábrica y en montaje para intentar identificar los lotes defectuosos.

Parece ser que todas las partes implicadas están trabajando para identificar la posible causa de estas roturas, aunque de momento no parece que sea fácil dar con ella al haberse superado todos las pruebas  de control de calidad habituales.