Tabla para el estudio hidráulico de redes de riego (II)

El estudio hidráulico de redes de riego se basa en el dimensionado de las conducciones de la red para garantizar el suministro de agua a todos los puntos de demanda con un coste razonable de consumo de energía.

Durante el trasiego del agua en una conducción se consume energía a causa del rozamiento generado por el agua en contacto con las paredes interiores de los conductos. Estas pérdidas de presión debemos de calcularlas para dimensionar adecuadamente la instalación.

En este artículo se analizan los tramos de la red comprendidos entre 50 mm y 400 mm del ejemplo de estudio, por lo que se aconseja revisar el anterior post: https://www.hutech.es/single-post/tabla-para-el-estudio-hidr%C3%A1ulico-de-redes-de-riego-i

Fundamento teórico

Para el caso de tuberías con diámetros comprendidos entre 50 mm y 400 mm, se suele emplear para el cálculo de las pérdidas la expresión de Hazen-Williams.

Siendo:

hf la pérdida de carga por fricción o rozamiento entre dos secciones de una tubería separadas una distancia L, medida en mca.

Q el caudal en m3/s

D el diámetro interior de la conducción en metros.

C un coeficiente que depende del tipo de material de la tubería fundamentalmente. Para tuberías plásticas se suele tomar C=150.

Tabla de cálculo

La hoja de cálculo es de uso libre, y podréis visualizar las fórmulas utilizadas si os posicionáis en las celdas correspondientes. De esta forma se podrá adaptar la tabla a diferentes casos de estudio.

A continuación, os comento algunos detalles sobre el cálculo.

Tenemos dos hojas para el dimensionado de la red, una con la fórmula de Darcy (para la red general) y otra con la fórmula de Hazen (para las derivaciones).

La red general comienza a la salida de un depósito y, por diferencia de cota, llega el agua a una presión determinada a los diferentes puntos.

En los siguientes puntos de la red general hay derivaciones: punto 3, 9, 11, 12, 17 y 18. Los tramos de tubería que parten de estos puntos se calculan con la tabla 2 (fórmula de Hazen). Se emplea para el cálculo las tuberías de PVC Orientado (PVCO).

Se puede representar esquemáticamente como sigue:

En los puntos en los que hay derivaciones debemos de introducir la presión estática según los cálculos realizados con la tabla de Darcy. Esta será la presión estática del punto inicial del tramo considerado.

Por ejemplo, tomemos el punto 18. De este parte un ramal hasta el punto 25. La presión estática en el punto 18 (si nos vamos a la tabla de Darcy) es 56,2 mca. En el punto 25 la presión estática es 63,4 mca (le sumamos la diferencia de cota). La presión dinámica en este punto (el 25) será la presión estática descontando las pérdidas por fricción, es decir 63,4-7,5, esto es, 55,9 mca.

En el tramo 23 nos avisa de que hay una presión insuficiente. Se necesitan 47 mca y nos llegan 46. Hay que bajar las pérdidas por fricción en ese tramo, aumentando el diámetro de tubo. En vez de PVCO 90 (diámetro interior de 84,8 mm) elegimos el diámetro inmediatamente superior PVCO 110 (103,6 mm).