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Tecnología y Ciencias del Agua
, vol. VIII, núm. 4, julio-agosto de 2017, pp. 117-125
Bedoya-Cardoso & Ángeles-Montiel,
Comparación de métodos para estimar pérdidas localizadas en riego por goteo
•
ISSN 2007-2422
riego son parte de esta red de tuberías y para
su diseño se requieren estimar con precisión las
pérdidas por fricción y localizadas.
Las ecuaciones para determinar las pérdidas
por fricción se han desarrollado con base en
numerosas pruebas de laboratorio, en tuberías
de distinto diámetro y tipo, las cuales han sido
propuestas para expresar la relación entre la
velocidad del agua, el diámetro y la rugosidad
interna del tubo (Christiansen, 1942), donde la
ecuación que más se utiliza para determinar las
pérdidas por fricción en riego por goteo es la
de Darcy Weisbach (ecuación (1)) debido a su
exactitud y completa gama de aplicaciones:
h
f
=
f L
D
V
2
2
g
(1)
El único inconveniente para utilizar la ecua-
ción de Darcy Weisbach radica en el cálculo
del factor de fricción (
f
), el cual se solucionó
con la ecuación empírica de Blasius (ecuación
(2)), para tuberías de diámetro inferiores a 25
mm, con número de Reynolds entre 3 000 <
Re
< 100 000 (Howell & Barinas, 1980; Hathoot,
Al-Amoud, & Mohammad, 1993; Brown, 2003;
Juana, Rodriguez-Sinobas, & Losada, 2002):
f
=
0.3164
Re
0.25
(2)
El número de Reynolds (
Re
) puede ser calcu-
lado con las siguientes expresiones:
Re
=
v
s
D
μ
(3)
O equivalente a:
Re
=
VD
(4)
La determinación de pérdidas por fricción en
tuberías con diámetro interno inferior a 25 mm
para laterales de riego se estima con la ecuación
(5), la cual es el resultado de la combinación
algebraica entre las ecuaciones (1) y (4), con
temperatura del agua a 18 °C:
h
f
=
0.000789
Q
1.75
D
4.75
L
(5)
El lateral de riego es una tubería con salidas
múltiples y la determinación exacta de las pérdi-
das por fricción en este tipo de tuberías requiere
de un análisis tramo por tramo a partir de la
última salida y teniendo en cuenta el caudal al
inicio del lateral (figura 1).
Para facilitar el análisis, algunos investigado-
res han propuesto expresiones que agilizan di-
cho proceso, entre ellos se destacan Christiansen
(1942); DeTar (1982); Scaloppi (1988); Cuenca
(1989); Anwar, (1999a); Anwar, (1999b); Chinea y
Domínguez (2006), y los más recientes, Ángeles,
Carrillo, Ibáñez, Arteaga y Vázquez, (2009); sin
embargo, la ecuación que más se utiliza es la de
Christiansen:
F
=
1
m
+
1
+
1
2
N
+
m
1
(
)
0.5
6
N
2
(6)
Las pérdidas por fricción en tuberías con
salidas múltiples se determinan con la ayuda
de la siguiente ecuación:
H
f
=
h
f
F
(7)
a partir de la hipótesis de que las pérdidas
menores que se generan por la deformación
del tubo y la barra sólida del emisor insertado
se pueden despreciar. Algunos diseñadores de
sistemas de riego han ocasionado deficiencias en
dichos sistemas, pues un número considerable
de emisores puede convertirse en un porcentaje
importante en las pérdidas de carga total (Yildi-
rim, 2010). Por lo anterior, algunos investigado-
res han propuesto expresiones para determinar
dichas pérdidas, haciendo relaciones entre el
área del tubo y la que ocupa el gotero dentro del
tubo (Bagarello
et al
., 1997; Provenzano & Pumo,
2004; Demir, Yurdem, & Degirmencioglu, 2007).
Las pérdidas menores (
h
m
) se expresan en la
ecuación clásica de la carga cinética multiplica-
da por el coeficiente de pérdida locales ( ) .
h
m
=
V
2
2
g
(8)
