Turbinas residenciales: pluviometría uniforme

El índice de precipitación es la velocidad a la que se aplica el agua a una zona determinada.Si tiene áreas excesivamente húmedas o secas, puede cambiar la boquilla del aspersor para aumentar o disminuir la tasa de precipitación. Para zonas secas, instale una boquilla más grande. Para zonas húmedas, instale una boquilla más pequeña.

Aspectos básicos de la pluviometría uniforme

Al diseñar un sistema de riego, es importante asegurarse de que la tasa de precipitación sea uniforme en todas las áreas o zonas de cobertura. Para ello, examine la cantidad de agua que cae en cada zona individual procedente de todos los aspersores que la abastecen.A continuación, seleccione las boquillas apropiadas o agrupe los aspersores con la misma tasa de precipitación.

En otras palabras, los criterios a tener en cuenta son los caudales y los arcos de cobertura.La siguiente ilustración muestra tres aspersores diferentes con pluviometría uniforme.

360º = 4 GPM

180º = 2 GPM

90º   = 1 GPM

A primera vista, puede que no resulte evidente que los tipos coincidan.Sin embargo, en cada caso, se aplica un galón por minuto (GPM) a cada cuarto de círculo (suponiendo que el radio de proyección es el mismo para cada cabezal), por lo que las precipitaciones coinciden.

Veamos las matemáticas de este ejemplo. Si el radio del cabezal del aspersor de círculo completo es de 30 pies, lo que es típico para un aspersor de alcance medio, utilizando la fórmula para encontrar el área de un círculo (πR121), calculamos que su área total de cobertura es de 2827 pies cuadrados: 3,1415 x 302= 2827.Luego, usando la fórmula de la tasa de precipitación (GPM x 96.3 ÷ área), encontramos que la tasa de precipitación promedio en el círculo completo es de 0,136 pulgadas por hora: 4 x 96,3 ÷ 2827 = 0,136.

El área cubierta por el medio círculo es exactamente la mitad del cabezal del círculo completo. La tasa de descarga es también la mitad de la del cabezal de círculo completo o 2 GPM.Por lo tanto, la tasa de precipitación sobre el área del semicírculo es de 0,136 pulgadas por hora: 2 x 96,3 ÷ 1414 = 0,136.

Del mismo modo, la superficie cubierta por el aspersor de cuarto de círculo es la mitad que la del aspersor de medio círculo.Con una boquilla de 1 GPM, la tasa de precipitación sobre el cuarto de círculo es también de 0,136 pulgadas por hora.

Sin embargo, si se utilizaran boquillas con el mismo caudal (digamos 4 GPM) en los tres cabezales, los índices de precipitación serían de 0,136, 0,273 y 0,0545 pulgadas por hora, respectivamente.En esta situación, las esquinas de una zona de regadío cubierta por cabezales de cuarto de círculo (0,545 pulgadas/hora), se inundarían mucho antes de que pudiera aplicarse agua suficiente a las zonas cubiertas por los aspersores de círculo completo (0,136 pulgadas/hora).

 

Ejemplo 1 (precipitación no coincidente)

Para que esto quede más claro, examinemos una sección de nueve cabezales de un sistema de riego, suponiendo que se instalan boquillas de 4 GPM en todos los aspersores, que están a 30 pies de distancia en una cuadrícula cuadrada.El área cubierta por estos nueve aspersores puede considerarse como cuatro subsecciones, etiquetadas A, B, C y D, como se muestra.

Observando primero el área A, se puede ver que está regada por los aspersores 1, 2, 4 y 5: un cuarto de círculo, dos medios círculos y un círculo completo, respectivamente.El área A recibe el 100 % de la descarga del aspersor de cuarto de círculo, el 50 % de cada uno de los dos aspersores de medio círculo y el 25 % de la salida del aspersor de círculo completo.Si cada cabezal suministra 4 GPM, la tasa de precipitación sobre el Área A se calcula de la siguiente manera:

ÁREA A

100 % del aspersor 1 (4 GPM)	= 4 GPM	La tasa de precipitación promedio en el Área A es: 9 GPM x 96,3 ÷ (30 pies x 30 pies) = 0,963 pulgadas por hora.
50 % del aspersor 2 (4 GPM)	= 2 GPM
50 % del aspersor 4 (4 GPM)	= 2 GPM
25 % del aspersor 5 (4 GPM)	= 1 GPM
	9 GPM

A continuación, el área B recibe el 50 % de la descarga de los dos aspersores de medio círculo (aspersores 2 y 3) y el 25 % de la descarga de los aspersores 5 y 6, que son aspersores de círculo completo (obsérvese que el tamaño del área D es equivalente al del área B).

ÁREA B

50 % del aspersor 2 (4 GPM)	= 2 GPM	La tasa media de precipitación en la zona B es: 6 GPM x 96,3 ÷ (30 pies) x 30 pies) = 0,642 pulgadas por hora
50 % del aspersor 3 (4 GPM)	= 2 GPM
25 % del aspersor 5 (4 GPM)	= 1 GPM
25 % del aspersor 6 (4 GPM)	= 1 GPM
	6 GPM

ÁREA C

Finalmente, el Área C se ve afectada por cuatro cabezales de círculo completo (Aspersores 5, 6, 8 y 9). Cada uno contribuye al 25 % de su producción a esta área, por lo que cada cabezal contribuye a 1 GPM a esta área, por un total de 4 GPM. Por lo tanto, la tasa de precipitación para el área C es: 4 GPM x 96,3 veces (30 pies x 30 pies) = 0,428 pulgadas por hora.

Estos índices de precipitación son bastante diferentes: si va a utilizar boquillas con el mismo índice de caudal en cabezales de cuarto de círculo, medio círculo y círculo completo, será necesario zonificar cada tipo de cabezal por separado.Y además, tendrá que hacer funcionar los aspersores durante diferentes periodos de tiempo para conseguir una precipitación igualada o se producirán zonas de inundación o estrés.

 

Ejemplo 2 (precipitación coincidente)

Veamos ahora la misma sección de nueve cabezas de un sistema configurado para precipitaciones coincidentes.Supongamos que se instalan boquillas de 4 GPM en los cabezales de círculo completo, boquillas de 2 GPM en los cabezales de medio círculo y boquillas de 1 GPM en los cabezales de cuarto de círculo.Recuerde que, cuando examinamos los índices de precipitación, nos fijamos en la cantidad de agua que sale de cada aspersor hacia la zona entre los aspersores.

ÁREA A

Los aspersores 1, 2, 4 y 5 son un cuarto de círculo, dos medios círculos y un círculo completo, respectivamente.El GPM total para el área es:

100 % del aspersor 1 (1 GPM)	= 1 GPM	La tasa de precipitación promedio en el Área A es: 4 GPM x 96,3 ÷ (30 pies) x 30 pies) = 0,428 pulgadas por hora.
50 % del aspersor 2 (2 GPM)	= 2 GPM
50 % del aspersor 4 (2 GPM)	= 2 GPM
25 % del aspersor 5 (4 GPM)	= 1 GPM
	4 GPM

ÁREA B

El área B se ve afectada por los aspersores 2, 3, 5 y 6. Se trata de dos cabezales de medio círculo con boquillas de 2 GPM y dos cabezales de círculo completo con boquillas de 4 GPM.El GPM total es:

50 % del aspersor 2 (2 GPM)	= 1 GPM	la tasa media de precipitación en las áreas B (y D) es de: 4 GPM x 96,3 ÷ (30 pies x 30 pies) = 0,428 pulgadas por hora.
50 % del aspersor 3 (2 GPM)	= 1 GPM
25 % del aspersor 5 (4 GPM)	= 1 GPM
25 % del aspersor 6 (4 GPM)	= 1 GPM
	4 GPM

ÁREA C

Por último, el área C no ha cambiado. Con cuatro aspersores de círculo completo (aspersores 5, 6, 8 y 9) cada uno contribuyendo con el 25 % de sus 4 GPM de salida a esta área, el total para el área es de 4 GPM.

La tasa de precipitación promedio en el Área C es: 4 GPM x 96,3 ÷ (30 pies. x 30 pies) = 0,428 pulgadas por hora.

De este modo, las cuatro zonas recibirán la misma cantidad de agua por hora, y los distintos patrones (cuarto de círculo, medio círculo y círculo completo) se pueden zonificar juntos.Si los aspersores están asignados a más de una zona, las zonas se pueden programar para que funcionen la misma cantidad de tiempo, en función de las necesidades del paisaje.

Como puede ver, es importante que los aspersores tengan boquillas y zonas que proporcionen una cobertura uniforme.Diseñar e instalar sistemas teniendo en cuenta las precipitaciones emparejadas reducirá los problemas de inundaciones y tensiones, además de ahorrar agua.