La Bomba de agua arranca y se para

Todas las empresas industriales llevan a cabo diferentes procesos con los cuáles logran desarrollar y producir sus productos. Estos procesos requieren la ejecución de diferentes operaciones y actividades las cuáles hoy en día ya se encuentran sumamente automatizadas, ya sea una celda de manufactura robotizada, la realización de inventarios con códigos y tags, o trabajar con sistemas de planificación de recursos empresariales.

La medición y el control de procesos son fundamentales para generar, en definitiva, los mejores resultados posibles en lo que refiere a la utilización de recursos, máquinas, performance, rentabilidad, protección medioambiental y seguridad, es decir, lograr una unidad productiva.

Podemos realizar una analogía con como diagnostica un Médico a un paciente, lo que el Médico realiza es revisar los diferentes síntomas críticos de nuestros sistemas, esto tomando lecturas con diferentes instrumentos o preguntando directamente, y realizar con base en esto un diagnóstico y tomar la decisión de que será mejor hacer. Tener ese trato directo con la paciente crea la sinergia necesaria para resolver el problema.

Como en todo, lo más importante para generar esa sinergia ideal es tener canales de comunicación efectivos y tener toda la información lo más clara y rápidamente posible, y por ello también es el mayor reto, pues tener en una planta diferentes dispositivos y aplicaciones es como el tener una habitación con diferentes personas las cuáles todas hablan idiomas completamente diferentes y no conocen el idioma de los demás, cada quién se ocupa de su vida sin decir o interactuar con alguien más.

La bomba de vacío es un equipo mecánico diseñado para extraer gases o líquidos del interior de recipientes o sistemas, mediante el trasiego de los gases / fluidos que contienen. Este flujo genera una diferencia de presión medida en relación a la presión atmosférica o con referencia a un punto de trabajo concreto. Esto nos permite mantener presiones menores a la atmosférica en aplicaciones que lo requieren.

 

 

¿CÓMO FUNCIONAN LAS BOMBAS DE VACÍO?

En la actualidad existen una gran variedad de equipos de vacío, que utilizan diferentes tipos de funcionamiento. Dependiendo de las condiciones ambientales y la aplicación en las que se vayan a dar.

  1#   Bombas de vacío sin aceite

La arquitectura interna del rotor, paletas móviles y camisa generan unas cámaras que van modificando su tamaño en función de la posición.

La presión dentro de la cámara aumentará cuando disminuya el volumen de la misma ya que la cantidad de gas en su interior no varía. De la misma forma, disminuirá cuando la cámara se expanda generando vacío o presión negativa.

Consiguen niveles de vacío de hasta 100 mbar absolutos y de presión hasta 2 bar relativo. Los caudales van desde 2m3/h a 500m3/h.

2#   Bombas de vacío con aceite

El sistema de funcionamiento es el mismo que el de las bombas de vacío sin aceite, pero utilizan el aceite para conseguir mayor estanqueidad en las cámaras y, con ello, mayores niveles de diferencia de presión. Esta tipología de equipo de vacío puede alcanzar niveles de vacío de hasta 0.5 mbar. 

3# Bombas combinadas de canal lateral

Están compuestas por una turbina con aspas inclinadas dentro de un canal cerrado por donde fluye el gas. La fuerza centrífuga generada en el giro provoca la diferencia de presión entre la zona distal y la interna del canal.

Con este sistema se consiguen mayores caudales de trabajo que en las bombas de paletas pero menor nivel de vacío o presión. Alcanzan caudales hasta 1050m3/h y niveles de vacío hasta -550 mbar relativo y de presión hasta 660 mbar relativo.

Existen otros sistemas de vacío como los equipos lobulares, el anillo líquido, de pistones y otras que se utilizan en algunas aplicaciones específicas.

 

Para explicar cómo funciona una bomba de vacío debemos tener en cuenta algunos principios físicos fundamentales como:

-La ecuación del gas ideal en un sistema cerrado : P x V = Constante.
Si la masa del aire de un recipiente no varía, el volumen que este ocupa es inversamente proporcional a la presión que se ejerce en dicho recipiente.

Ejemplo:        V1= 1m3                           V2= 0,5m3
p1 = 1000mbar        p2 = 2000mbar

-La ecuación del gas ideal en un sistema abierto : P x Q = m x R x T
Cuando la masa de aire que pasa por un tubo no varía, el caudal depende de la velocidad del fluido.

Las bombas de vacío industriales utilizan estos principios básicos para generar, a través del trasiego de gases, diferencias de presión de entrada y salida.

En síntesis, como hemos visto en la descripción de los equipos de vacío habituales, utilizamos elementos mecánicos para modificar el volumen de las cámaras que contienen el gas o para comprimirlo hacia el exterior de un canal mediante la fuerza centrífuga. Del mismo modo, utilizamos sistemas de rotación que garantizan el trabajo en continuo de manera uniforme evitando pulsaciones de bombeo.

La distinción básica de las tuberías en general se hace en dos grupos: las tuberías metálicas y las tuberías plásticas, en las que se encuentran las tuberías de polietileno reticulado. Entre las primeras existen varios tipos; aceros normales, aceros inoxidables, cobre y las de plomo que ya están en desuso.

Pero, hoy en día existen muchas más tuberías de plástico que de metal, primero porque es mucho más económico  y, más importante, porque se manejan mejor y de manera mucho más sencilla que las piezas metálicas.

La lista comienza por las tuberías de polietileno (de alta o baja densidad) que se diferencian por el grosor de sus paredes; sus usos pueden ser para instalaciones de agua corriente, industriales, riego o agricultura.

Le siguen las de polietileno reticulado, que es un material translúcido. Se trata de un tipo de polietileno que lleva un tratamiento distinto, que hace que tenga unas propiedades físicas diferentes del polietileno negro.

Entre las tuberías plásticas también están las de polibutileno y polipropileno. Existe otro polietileno que tiene una barrera de oxígeno que impide que el aire que lleva el líquido o fluido salga, evitando así la oxidación.

Los primeros materiales plásticos que se desarrollaron para tuberías difícilmente podían competir con las propiedades de materiales más tradicionales como el hierro o cobre, pero los avances en investigación han llevado al plástico a ganar popularidad.

Uno de los materiales más recomendados es el polietileno resistente a la temperatura  (más conocido como PERT), utilizado para monotubos, tubos de pared compacta y tubería multicapa de aluminio (PERT Al PERT). Los Tubos Multicapa PERT Al PERT están diseñados para instalaciones de agua sanitaria o calefacción.

 

¿Cuáles son las características de las tuberías pex?

Las tuberías de polietileno reticulado, también conocidas como tuberías pex, son tuberías que comenzaron a popularizarse desde hace más de 50 años aproximadamente debido a su capacidad de resistir distintos tipos de temperatura y por su facilidad de manejo e instalación.

Pex es una tubería de presión de plástico flexible de alta temperatura, con uso extendido en el mercado europeo y que cuenta con la garantía de pruebas exhaustivas tanto de durabilidad como de rendimiento del material.

Este tipo de tuberías están hechas de plásticos modificados estructuralmente para que sean mucho más resistentes al impacto, resistentes a la tracción, tengan alto rendimiento ante las temperaturas altas y se contraigan menos, en comparación con otros materiales. Por su naturaleza, las tuberías pex  no se corren ni se estacan.

• Sus paredes interiores lisas, también las hacen resistentes a la acumulación de minerales o formación de incrustaciones, cuando se utiliza con agua dura y blanda.

En otras palabras, polietileno reticulado  es un material que ha experimentado un cambio en su estructura molecular, usando un proceso químico o físico mediante el cual las cadenas de polímero están unidas químicamente.

• Son resistentes a las muescas y la abrasión, y ayudan a minimizar la transmisión de ruido, gracias a su flexibilidad y capacidad para absorber las sobretensiones.

Sus usos son variados, pero los más comunes incluyen: líneas de servicio de agua; distribución de fontanería de agua fría y caliente, residencial y comercial; tubería de agua reciclada; sistemas de calefacción y refrigeración radiante; tubería de agua enfriada; tubería de transmisión preaislada.

 

Ventajas y desventajas de las tuberías de polietileno reticulado

Entre las ventajas de las tuberías de polietileno reticulado podemos encontrarnos:

• Resistencia a temperaturas elevadas (hasta 110 ºC) y alta resistencia al impacto
• Buenas propiedades aislantes y resisten a los cambios bruscos de temperatura
• Permite una instalación sencilla.

Entre las desventajas de las tuberías pex tenemos:

• No pueden soportar la luz ultravioleta del sol (rayos UV) por lo que no se puede utilizar en aplicaciones exteriores. El almacenamiento en exterior por tiempo prolongado puede dañar el material.
• La vida útil se ve comprometida con fluidos constantes en temperaturas que superan los 90 ºC.
• En algunos casos es necesario colocar barreras de oxígeno al sistema de tuberías para que no exista contaminación de agua, ya que los tubos PEX poseen una membrana impermeable al agua.

Diferencias entre las tuberías pex solo plásticas y las tuberías pex con alma de aluminio

La tubería en polietileno reticulado (con alma de aluminio) tiene las siguientes ventajas frente a tuberías solo plásticas:

• Bajo coeficiente de dilatación (se evitan los problemas derivados)
• Es una barrera eficaz contra la porosidad evitando el paso de oxígeno a la red de tuberías
• Es la tubería adecuada para cuando la instalación va vista, ya que no se deforma con el calor.

Tuberías PERT Al PERT vs Tuberías PEX

Entre los tipos de tuberías de plástico también destacan las denominadas tuberías multicapa, conocida como pex a pex, (En Válvulas Arco contamos con el tubo multicapa PERT Aluminio PERT) que son las que tienen tres componentes:

• Polietileno reticulado por fuera
• Metálica (que suele ser aluminio) por fuera
• Polietileno reticulado por dentro.

Este tipo de tubería funcionan para instalaciones sanitarias y de calefacción.

La reticulación del polietileno para tuberías da como resultado propiedades mejoradas, tales como resistencia y rendimiento  de temperatura elevada, resistencia química y resistencia al crecimiento lento de grietas. Resultan ser una mejor opción frente a las tuberías pex a pex.

Al tener una doble capa de polietileno reticulado, las tuberías multiplex o multicapas tienen ventajas adicionales, que las hacen resistentes en un porcentaje superior. Adicionalmente, el PERT Al PERT  sufre menos dilataciones por el incremento de temperaturas porque tiene un alma de aluminio.

Ventajas y problemas de las tuberías multicapa

Tanto las tuberías pex como las tuberías multicapa son piezas garantizadas por los fabricantes, cumplen con las normativas europeas y están popularmente aceptados por los instaladores. Del mismo modo que sus codos y uniones que deben ser específicos para este tipo de tubos.

Para evitar problemas de fuga, es muy importante que se realicen las pruebas respectivas y seguir las indicaciones de los fabricantes para evitar cualquier riesgo futuro.

Los problemas más comunes de una instalación de tuberías multicapa se originan en los puntos de unión. Si no se aprieta bien los tubos, si no se aseguran las juntas para que no se muevan y no se controla la presión del agua se puede tener graves problemas de fuga. Por ejemplo, si hay demasiada presión y la vivienda no es muy grande, el sistema de tuberías puede verse afectado.

En cuanto a las ventajas de las tuberías multicapa son múltiples. Es una instalación sencilla, económica y cómoda para el instalador si las comparamos con los tubos de cobre u otras de plástico. Es un material fácil de tratar, ligero y que tiene una vida útil hasta de 50 años en funcionamiento.

Además, en instalaciones a la vista resalta su valor estético. Como presentan un alma de aluminio se mantienen rectas aunque el fluido esté en altas temperaturas. Es así que en instalaciones de calefacción la capa de aluminio funciona como una barrera de oxígeno, retrasando la oxidación con el paso del tiempo.

Las tuberías de polietileno reticulado aúnan buenas propiedades aislantes y flexibilidad dentro de los accesorios para la instalación de distintos sistemas. Sin embargo, los avances tecnológicos permitieron mejoras en las propiedades de los materiales, viéndose desplazadas las tuberías de polietileno reticulado por las tuberías PERT Al PERT, que entre todas sus ventajas son fácilmente reciclables.

“Solución cercana para el uso de la energía solar” (“Use of solar energy is near a solution”), rezaba un titular del prestigioso diario estadounidense New York Times el 4 de abril de 1931. Como una premonición, más de 80 años después, millones de seres humanos en todo el mundo se abastecen de electricidad por medio de energías renovables como la solar y la humanidad se dispone a acelerar la transición hacia una economía baja en carbono, consciente de la finitud de los combustibles fósiles y de sus efectos perjudiciales para el medio ambiente, como causa principal del calentamiento global.

Recitaba el poeta chileno Pablo Neruda en El Sol: “Yo soy un hombre luz, con tanta rosa/con tanta claridad destinada/ que llegaré a morirme de fulgor”. La energía solar, en cambio, jamás morirá de tanto brillar ya que al Sol aún le quedan 6.500 millones de años de vida, según apunta la NASA. En mucho menos tiempo, la tecnología solar ha evolucionado hasta resultar competitiva con las fuentes convencionales de generación eléctrica en algunos países y en apenas unas décadas más se convertirá en parte sustancial de un sistema energético sostenible a nivel global.

Además, las condiciones para su desarrollo son óptimas: cada hora, el sol arroja sobre la Tierra más energía –en forma de luz y calor- de la suficiente para colmar las necesidades globales de un año completo. Necesidades energéticas que la radiación solar podría satisfacer 4.000 veces cada año.

De hecho, según Energías Renovables Info, la superficie terrestre recibe 120.000 terawatios de irradiación solar, “lo que supone 20.000 veces más potencia de la que necesita el planeta al completo”. Para defender el optimismo depositado en este tipo de energía, la Union of Concerned Scientists sostiene que sólo 18 días de irradiación solar sobre la Tierra contienen la misma cantidad de energía que la acumulada por todas las reservas mundiales de carbón, petróleo y gas natural.

En el artículo de NYT lanzaban la sugerencia de que la humanidad “no tendrá que temer más al agotamiento de las reservas de carbón previstas para dentro de unos pocos cientos de años si la exposición del Dr. Lange está justificada”. Finalmente, el científico alemán especializado en energía solar, Bruno Lange, acertó.

 

¿Qué es la energía solar?

La energía solar es la producida por la luz –energía fotovoltaica- o el calor del sol –termosolar- para la generación de electricidad o la producción de calor. Inagotable y renovable, pues procede del sol, se obtiene por medio de paneles y espejos.

Las células solares fotovoltaicas convierten la luz del sol directamente en electricidad por el llamado efecto fotoeléctrico, por el cual determinados materiales son capaces de absorber fotones (partículas lumínicas) y liberar electrones, generando una corriente eléctrica. Por otro lado, los colectores solares térmicos usan paneles o espejos para absorber y concentrar el calor solar,  transferirlo a un fluido y conducirlo por tuberías para su aprovechamiento en edificios e instalaciones o también para la producción de electricidad (solar termoeléctrica).

¿Qué beneficios tiene la energía solar?

La energía solar goza de numerosos beneficios que la sitúan como una de las más prometedoras. Renovable, no contaminante y disponible en todo el planeta, contribuye al desarrollo sostenible  y a la generación de empleo en las zonas en que se implanta..

Igualmente, la simplicidad de esta tecnología la convierte en idónea para su uso en puntos aislados de red, zonas rurales o de difícil acceso. La energía solar también es útil para generar electricidad a gran escala e inyectarla en red, en especial en zonas geográficas cuya meteorología proporcione abundantes horas de sol al año.

Los módulos de captación solar requieren de un mantenimiento relativamente sencillo lo que, unido a la progresiva y acelerada disminución del coste de las células fotovoltaicas –-, explican las favorables perspectivas existentes actualmente para la tecnología solar. Las plantas solares, además, no emiten gases contaminantes  y son extremadamente silenciosas.

Otro aspecto beneficioso de la energía que nace del sol es su condición de generadora de riqueza local, puesto que su implantación en un país disminuye la dependencia energética de otros países. Si bien es cierto que la energía solar –como la eólica- es intermitente, esto es, directamente dependiente de la meteorología o de los ciclos día-noche, el rápido avance experimentado por las tecnologías de almacenamiento eléctrico va a minimizar cada vez más esta circunstancia e incrementar la participación de este tipo de energías en el sistema energético.

 

RESUMEN DE BENEFICIOS DE LA ENERGÍA SOLAR:

• Renovable
• inagotable
• No contaminante
• Evita el calentamiento global
• Reduce el uso de combustibles fósiles
• Reduce las importaciones energéticas
• Genera riqueza y empleo local
• Contribuye al desarrollo sostenible
• Es modular y muy versátil, adaptable a diferentes situaciones
• Permite aplicaciones para generación eléctrica a gran escala y también para pequeños núcleos aislados de la red 

¿Cómo se obtiene energía del sol?

El sol proporciona energía de dos formas diferentes:

• Proporciona calor, aprovechando mediante espejos de manera que los rayos del sol se concentran en un receptor que alcanza temperaturas de hasta 1.000ºC. El calor se utiliza para calentar un fluido que genera vapor. El vapor finalmente mueve una turbina y produce electricidad.

• Proporciona luz que se convierte en electricidad a través de paneles solares fotovoltaicos. Los paneles fotovoltaicos están formados por grupos de céluclas o celdas solares que transforman la luz (fotones) en energía eléctrica (electrones).

El mantenimiento de los equipos e instalaciones en una fábrica es un aspecto muy importante, ya que es el principal objetivo es garantizar la producción, su calidad y mantener la funcionalidad adecuada de las máquinas aumentando su vida útil.
Bajo este aspecto, el mantenimiento se puede considerar una inversión: las empresas que ya tienen o decidan implantar sistemas de mantenimiento, tendrán más posibilidades de alcanzar una ventaja competitiva en su sector a medio-largo plazo.
Muchos empresarios creen que esto es algo secundario y de poca importancia, pero los problemas y el mal funcionamiento de las máquinas y los demás equipos utilizados en la fábrica. Como hemos dicho, el mantenimiento industrial incide positivamente en la calidad y cantidad de producción.
Otro aspecto importante a tener en cuenta es la cantidad de mantenimiento requerida por una empresa, que suele depender del uso de los equipos en el tiempo, además de los materiales producidos y del sector en el que se opera. No será el mismo mantenimiento el que requiere una fábrica de alimentos que el de una fábrica textil.

¿Cada cuanto hay que hacer un mantenimiento?
Nosotros aconsejamos realizar inspecciones periódicas; para eso se necesita contar con una visión a largo plazo en la que organizar el mantenimiento con la suficiente antelación. Se debe tener en cuenta la construcción, el diseño y la estructura de la planta industrial.
Si además la fábrica cuenta con un ciclo de producción automatizado, el trabajo de supervisión de maquinarias será aún más sencillo y rápido, asegurando así el óptimo rendimiento de las instalaciones industriales y previniendo los posibles problemas. El grado de fiabilidad de los equipos de inspección y control es prácticamente del 100%, así que se podrá conocer el estado de las instalaciones mediante pruebas periódicas de distintos factores: vibraciones, temperaturas, etc... .
Además es importante tener en cuenta que el mantenimiento se tiene que extender también a las instalaciones; será importante que la estructura esté en buenas condiciones, el tejado, las paredes y habrá que controlar todas aquellas condiciones que podrían perjudicar el buen funcionamiento de la fábrica. se tendrán en cuenta entonces el sistema eléctrico y el sistema mecánico por ejemplo.

-Aquí les dejamos unas respuestas a la pregunta que se hacen muchos a la hora de hacer los mantenimientos a sus instalaciones.

¿Qué beneficios reales puede aportar el mantenimiento industrial?

• Previene o disminuye los accidentes laborales.
  
• Bajan o desaparecen las pérdidas por paro de la producción.
• impide que surjan daños irreparables en las instalaciones, evitando así de tener que desembolsar grandes cantidades de dinero en un momento dado y/o no previsto.
• Favorece una correcta elaboración y mejor previsión del presupuesto de la empresa.
• Se detectan posibles fallos producidos por el desgaste de las piezas permitiendo así una adecuada programación en el cambio o reparación de las mismas.
• Aumente la vida útil de los equipos.

Eficiencia en el uso del agua
El recurso agua es imprescindible para la producción de cultivos, de su disponibilidad depende la formación de nueva biomasa vegetal. En cultivos como tomate y lechuga los contenidos de agua en el interior de la planta superan el 90 %. Es claro que el agua es pieza clave para producir más alimentos, pero también es claro que hoy en día constituye un recurso cada vez más escaso. Para ejemplificar el consumo de agua en la agricultura supongamos la meta de producción de un trigo de 5 ton/ha, donde se necesitan alrededor de 500 L de agua para producir 1 kg de materia seca; esto resulta en un consumo de 2,500 m3 de agua/ha para producir dicho rendimiento. Afortunadamente la mejora y aumento en la producción vegetal es compatible con la economía del agua, pero se requieren más conocimientos y tecnologías que deben desarrollarse para hacer más sostenible la producción de alimentos. Estas tecnologías ayudan a incrementar la eficiencia en el uso del agua en la agricultura, logrando que las plantas produzcan más por cada unidad de agua consumida. El incremento de la superficie de cultivos bajo riego tecnificado es precisamente una de las razones que ha permitido reducir la cantidad de agua utilizada por la agricultura.

Sistemas tecnificados de riego
El reto de distribuir homogéneamente el agua en una parcela de cultivo no es tarea fácil. Durante el intento siempre se encuentran numerosas dificultades, las cuales al final de cunetas ocasionan una mala distribución y afectan fuertemente la producción de los cultivos. A pesar de que el suelo se asemeja a un depósito del cual las plantas se van nutriendo, el agua que contiene no se encuentra ni homogéneamente distribuida ni libremente disponible. La solución a este problema la han brindado los sistemas de riego tecnificados, los cuales tienen el objetivo de poner a disposición de las plantas el agua necesaria para su desarrollo y producción, a manera que estas no sufran déficit hídrico en ningún momento, que pudiera significar pérdidas en rendimiento y calidad. En particular, con el sistema de riego por goteo se consiguen las aplicaciones de agua más uniformes, seguido de la aspersión y por último el de gravedad.

El sistema de riego por goteo
El riego por goteo es uno de los sistemas más eficientes en la actualidad, el suministro de agua es constante y uniforme, gota a gota, que permite mantener el agua de la zona radicular en condiciones de baja tensión. El agua aplicada por los goteros forma un humedecimiento en forma de cebolla en el interior del suelo, al que comúnmente se le denomina “bulbo húmedo”. Éste bulbo normalmente alcanza su máximo diámetro a una profundidad de 30 cm aproximadamente y su forma está condicionada fuertemente por las características del suelo, en particular la textura.

Un sistema de riego por goteo logra eficiencias del 90-95 % en el empleo del agua y de los fertilizantes, mientras que con un sistema por gravedad la eficiencia es del orden de 55-60 %. El riego por goteo difiere mucho de los otros sistemas de riego, por lo que se debe administrar correctamente para aprovechar al máximo sus beneficios y evitar problemas. A continuación se enlistan las principales ventajas del sistema, así como sus desventajas.

Ventajas

• Automatización del sistema. Se requiere de poca mano de obra, tanto en su maniobra como en las actividades de fertilización y deshierbe. El riego por goteo evita regar en áreas no objetivo, evitando la emergencia y crecimiento de malezas. Además, evita la proliferación de enfermedades al reducir el contacto directo del agua (humedad) con el follaje, tallos o frutos. 
•  Adaptabilidad. Puede instalarse en diversas condiciones topográficas y es muy versátil al uso de aguas de diferente calidad y limitaciones salinas del suelo. También permite irrigar y a la vez emplear maquinaria agrícola, cosechar, asperjar, etc.
•  Alta eficiencia. Utilizando solo el agua necesaria para el cultivo se logra gran uniformidad en el riego. La alta frecuencia de los riegos, pero de bajo caudal, permite mantener un nivel óptimo de humedad en la zona radicular de los cultivos, logrando así un desarrollo uniforme de raíces. La nutrición vegetal es detallada (fertirrigación).
  

Desventajas 

• Costos. Requiere de alta inversión inicial. Su uso se limita a cultivos de alto valor económico y no es aplicable en cultivos densos. 
  
• Manejo. Se necesita poco personal para operarlo, pero es de mayor complejidad que los sistemas tradicionales. Debe existir un programa de mantenimiento constante de las líneas regantes y cabezal, ya que fácilmente se pueden obstruir emisores, sobre todo cuando se utiliza agua de mala calidad. 

En el riego por goteo existen las modalidades de superficial y subterráneo. En el superficial las cintas están a ras del suelo o pueden ser suspendidas y se utiliza en cultivos donde no se efectúan labores cruzadas (hortalizas y frutales). En el subterráneo las líneas regantes son enterradas a diversas profundidades, dependiendo del tipo de suelo y el cultivo a manejar (nogal, algunos cítricos, alfalfa, caña de azúcar, espárrago). El subterráneo es muy especial en su manejo, ya que existen factores que pueden ser riesgosos, como la intrusión de material inerte y el de obturación de los goteros por intrusión de raíces.

El diseño de sistemas de riego por goteo
Lograr implementar un sistema de riego por goteo eficiente requiere de buena capacitación. El diseño de una instalación de riego por goteo es quizá el paso más crítico, de un diseño adecuado depende una operación eficiente del sistema. Fijar el caudal, presión y uniformidad, es pieza clave para iniciar el diseño. Lo consecuente deben ser los diseños agronómico, geométrico e hidráulico del sistema. Un sistema bien diseñado siempre presentará mínimas modificaciones.

Diseño agronómico
Es de especial atención, ya que cualquier error generado en este punto puede repercutir seriamente en el funcionamiento del sistema. Aquí es donde se determina la cantidad de agua que la instalación tiene que conducir con capacidad para satisfacer las demandas del cultivo, en el supuesto de que la cantidad de agua disponible ya se determinó realizando “aforos” y se conoce a detalle el cultivo a plantar. Por su carácter de localizado, el riego por goteo solo riega un área del total de la superficie. Por lo tanto, debe establecerse siempre un mínimo de volumen de riego, que tendrá que ser suficiente para garantizar el suministro de agua necesario para un óptimo desarrollo del cultivo. En la práctica se habla de porcentaje de suelo a humedecer y el más apropiado dependerá del tipo de cultivo, clima, calidad del agua y tipo de suelo. En cultivos frutales el porcentaje de suelo a humedecer es menor por estar en marcos de plantación amplio, mientras que en cultivos hortícolas el porcentaje es mayor por los reducidos marcos de plantación. Particularmente en cultivos hortícolas, la distancia entre plantas de una misma línea de cultivo no coincide con la distancia entre emisores, como consecuencia muchas plantas están en zonas de mayor salinidad y menor humedad. Esta es la razón por la que aquí el traslape de bulbos a lo largo de la línea se vuelve de vital importancia. Siempre se recomienda hacer pruebas de campo para determinar el porcentaje de suelo humedecido, las cuales consisten en poner a funcionar un pequeño número de goteros en sitios representativos del área de riego. Nunca debe perderse la idea de perseguir una concentración máxima de raíces funcionales.
Evaluar la calidad del agua es muy importante durante el diseño agronómico. Lo ideal es contar con un análisis de agua reciente que ofrezca información del contenido de sales y sodio, presencia de elementos tóxicos y de elementos que tapan emisores. De la calidad del agua surge la selección adecuada de filtros, tipos de emisores, así como la aplicación de sustancias químicas a través del sistema de riego. Ligado a lo anterior, el análisis de suelo es igual de importante, a fin de elegir bien el emisor conforme al caudal adecuado, el espaciamiento y la tasa de aplicación. También ayuda a manejar el suelo ante cualquier situación física o química que presente. Adicional a lo anterior, el diseñador también deberá contar con información topográfica, meteorológica, de combustibles y datos sobre la infraestructura. También debe considerarse la ampliación del sistema de riego a la hora de diseñarlo, tratando de que los ajustes en el futuro sean lo más sencillos posibles.

Diseño geométrico
Como se mencionó antes, el riego por goteo debe mantener la uniformidad de la aplicación del agua. En este sentido, el diseño geométrico busca la mejor disposición de las tuberías y componentes del sistema sin afectar esta uniformidad que caracteriza al sistema. Para reducir los efectos de la diferencia de presión a lo largo del lateral se recomienda que estos se dispongan siguiendo las curvas a nivel y las tuberías múltiples, en el sentido de la pendiente del terreno.       Los siguientes criterios tienen aplicación en el trazo y colocación de las diferentes tuberías de los sistemas de riego por goteo.

1. La red de distribución hídrica se traza cercana a los cursos de agua, caminos y contorno del terreno. 
2. Procurar la mayor continuidad en el riego. 
3. El trazado geométrico de la red se ajusta a los límites del terreno, y el tendido de laterales sigue las curvas de nivel para compensar las pérdidas por rozamiento. 
4. Se divide la superficie de riego en paralelogramos. 
5. De presentarse pendientes muy fuertes, se utilizan reguladores de presión y goteros autocompensantes. 
6. Las tomas de riego se definen por las necesidades de la superficie a regar. 

Diseño hidráulico  
Finalmente, el diseño hidráulico determina las dimensiones de los diferentes componentes del sistema, garantizando que funcione adecuadamente con altos niveles de uniformidad. El dimensionamiento del sistema está determinado por las condiciones de operación previstas, en función de las características de la topografía, el suelo y el cultivo.

Conclusiones
Cuando los sistemas de riego son diseñados adecuadamente se logran resultados productivos y económicos mayores. Sin embargo, estos resultados son el producto de un buen diseño, operación y mantenimiento del sistema. Por eso es indispensable mantener un continuo monitoreo y evaluación del funcionamiento del sistema, a fin de detectar y corregir oportunamente las eventuales fallas y deficiencias que puedan presentarse. El monitoreo y evaluación deberá estar centrado en:

• Comprobar el estado de los diferentes componentes de la instalación y si el manejo de los mismos es el adecuado. 
• Determinar la uniformidad en la distribución del agua de riego. 
• Evaluación del manejo del riego.
• Determinación de la calidad de las tuberías. 

Es importante considerar cuanto se pretende que dure el sistema, de inicio este aspecto definirá la calidad del material y equipos a utilizar. Existen sistemas de riego que pueden durar hasta 20 años en buen funcionamiento si reciben mantenimiento adecuado.

En este post repasamos los criterios a tener en cuenta para elegir una  bomba de agua doméstica. Una bomba de agua te permite obtener agua de pozos o depósitos para el uso doméstico, evacuar aguas sucias o transportar aguas de un lugar a otro.

Para elegir una bomba de agua correctamente hay que tener en cuenta tres aspectos relevantes: el tipo de agua que se va a bombear, de dónde procede el agua y la potencia necesaria.

1. -Tipo de agua que se va a bombear.
   
2. -De dónde procede el agua a bombear.
   
3. -La potencia necesaria.
   
4. -Cómo calcular la potencia de una bomba de agua.
   

1. -Qué tipo de agua se va a bombear.

• Aguas limpias:  Son todas las aguas claras, desde agua para consumo doméstico, agua de mar o aguas tratadas con cloro, ozono u otros líquidos. Con ellas pueden utilizarse la mayoría de bombas de agua, incluyendo todas las bombas centrífugas, tanto de superficie como sumergibles.
• Aguas sucias:  Son las aguas usadas o cargadas procedentes de un inodoro, una fosa séptica, que contienen partículas en suspensión, aguas de filtraciones o estancadas.

 2. -De dónde procede el agua a bombear.

El origen del agua condicionará el emplazamiento del equipo:

Si procede de un pozo, deberá instalarse una bomba sumergible, el diámetro de la cual dependerá del diámetro del pozo.

Si procede de un depósito, lago, río o acequia, deberá instalarse una bomba de agua de superficie. Existen dos tipos de instalaciones posibles:

• En  aspiración, si la bomba se sitúa por encima del nivel del agua a bombear.
• En  carga, si la bomba se encuentra en el mismo nivel o inferior que el agua a bombear.

-Recuerda que…  las bombas de superficie tienen una aspiración máxima de hasta 9 metros. Para alturas superiores, es necesario utilizar una bomba sumergible.

3. Qué potencia debe tener la bomba de agua.

Una vez sabido el tipo de agua que se va a bombear y su procedencia, se debe determinar qué    ofrece un mejor rendimiento en función de la cantidad de presión y agua necesarias.

El buen rendimiento se mide por el caudal nominal, la altura manométrica y la potencia absorbida que debe tener la bomba para optimizar la instalación.

-El caudal nominal  es el volumen de agua requerido en un tiempo determinado. Se expresa normalmente en litros/hora (l/h) o en metros cúbicos/hora (m3/h). Para identificar el caudal nominal necesario se toman como referencia los siguientes datos.

-En viviendas:

• Tipo A (locales o viviendas dotadas de cocina, lavadero y un sanitario): Caudal aproximado 2.000 l/h.
• Tipo B (viviendas dotadas de cocina, lavadero y un cuarto de aseo): Caudal aproximado 2.800 l/h.
• Tipo C (viviendas dotadas de cocina, lavadero y un cuarto de baño completo): Caudal aproximado 3.600 l/h.
• Tipo D (viviendas dotadas de cocina, office, lavadero, un cuarto de baño completo y un cuarto de aseo): Caudal aproximado 5.400 l/h.
• Tipo E (viviendas dotadas de cocina, office, lavadero, 2 cuartos de baño completos y un cuarto de aseo): Caudal aproximado 7.500 l/h.

-En instalaciones de riego:

Cuando tenemos una instalación de riego en la vivienda, es importante calcular bien la cantidad de agua que consume cada difusor o aspersor. Con los datos detallados a continuación se puede saber la cantidad de agua a bombear. Es importante saber que habitualmente los riegos están divididos en sectores. Si es así, deben tomarse como referencia los difusores de un sólo sector, escogiendo el de mayor necesidad de litros y sumar la cantidad de agua que consume aquel sector.

• Difusores de 90º 540l/h.
• Difusores de 180º 750 l/h.
• Difusores de 360º 1.020 l/h.
• Difusores de chorro 900 l/h.

4. Cómo calcular la potencia de una bomba de agua.

-La altura manométrica se calcula de la siguiente forma:

Altura geométrica + las pérdidas de carga   (HM = HG+pérdida de carga)

-La altura geométrica (HG) se expresa normalmente en metros y se calcula:

Altura de aspiración (Ha)+Altura de impulsión (Hi)   (HG = Ha+Hi)

Las pérdidas de carga son las pérdidas en altura de agua por el rozamiento con la tubería. Estas pérdidas aumentan con la rugosidad, la longitud de la tubería y el caudal que pasa por ella. Por el contrario, las pérdidas disminuyen si se reduce la rugosidad de la tubería o se aumenta su diámetro.

También contribuyen a aumentar las pérdidas de carga los obstáculos como reducciones, válvulas (de bola, compuerta o retención) y codos que formen parte de la instalación de la tubería (pérdidas singulares). Las pérdidas de carga debidas a codos de 90º equivalen a 5 m lineales de tubería y las debidas a válvulas, a 10 m.

Ejemplo de cálculo para una bomba de agua:

Se quiere elevar agua desde un aljibe hasta un depósito situado en una cota más elevada y obtener un caudal de 5.000 l/h.

-Los datos generales que se tienen son los siguientes:

• Altura geométrica (Altura aspiración+Altura de impulsión): 17 m
• Recorrido total de la tubería: 43 m
• Diámetro interior de la tubería: 38 mm

-Características de la aspiración:

• Altura de aspiración: 2 m
• Longitud de la tubería: 8 m
• Número de válvulas de pie: 1
• Número de codos de 90º: 1

-Características de la impulsión:

• Altura de impulsión: 15 m
• Longitud de la tubería: 35 m
• Nº de válvulas retención: 2
• Nº de codos de 90º: 2

-Operaciones para el cálculo de la instalación:

• Pérdidas de Carga en la aspiración:
• Longitud de la tubería: 8 m
• Pérdidas singulares: 10 m ( válvula de pie) + 5 m ( Codo de 90º)
• Longitud equivalente de la tubería: 23 m

Con este valor se puede obtener la pérdida en metros columna de agua ( m.c.a.) a través de la tabla de pérdidas de carga. Es decir, 5.000 l/h en una tubería de 38 mm de diámetro, corresponden a 4,3 m por cada 100 m lineales de tubería de las características descritas. Entonces: 4,3 x 23/100=0,99 m.c.a.

-Pérdidas de carga en la impulsión:

• Longitud de la tubería: 35 m
• Pérdidas singulares: 10 m (válvula de compuerta) + 10 m (válvula de retención) + 10 m (2 codos de 90º).
• Longitud equivalente de la tubería: 65 m

Se procede igual que en el punto anterior y obtenemos: 4,3 x 65/100= 2,79 m.c.a.

-Resultado de el cálculo:

Altura manométrica total = Altura de aspiración+Altura de impulsión+Pérdidas de carga en impulsión (2+15+0,99+2,79 = 20,78 m.c.a.)

En consecuencia, se debe seleccionar una bomba que eleve 5.000 l/h a una altura de 20,78 m.c.a.

Una vez se tiene la altura manométrica y la cantidad de litros que la bomba debe poder mover, se selecciona el modelo adecuado con la ayuda de las tablas que todos los fabricantes incluyen en sus catálogos.

En el ejemplo expuesto se necesita una bomba para elevar agua de un aljibe, en este caso será indicada una bomba sumergible (al ser agua de un aljibe se entiende que es agua limpia sin suciedad).