Aplicación Desarrollada con LabVIEW PDA Para el Cálculo de Laterales de Riego por Goteo

Author(s):
José Miguel Molina Martínez - Universidad Politécnica de Cartagena
Bernardo Martín Górriz - Universidad Politécnica de Cartagena

Industry:
University/Education

Products:

The Challenge:
Proporcionar a los Ingenieros e Instaladores que trabajan en campo, una herramienta que les permita calcular los diámetros comerciales que deben utilizar en los laterales de riego por goteo, sin necesidad de realizar cálculos previos en la oficina.

The Solution:
Utilizar LabVIEW PDA para desarrollar una aplicación para dispositivos móviles (Smartphone y PocketPC) donde, a partir de la longitud del lateral y de las características y disposición de los goteros en el mismo, se determina el diámetro comercial que deben emplear para su correcto funcionamiento.

Introducción

El cálculo de los laterales porta-emisores se integra dentro del  diseño hidráulico de las subunidades de riego localizado. Se realiza después del diseño agronómico, basándose además en datos como son las características del emisor elegido, la topografía de la finca, etc. Para el diseño de una subunidad de riego, hay que combinar lo que corresponde a un cálculo hidráulico (determinación de caudales, diámetros y presiones de laterales y terciaras) con la distribución en planta de la red de riego.

Cuando se diseñan las instalaciones de riego por goteo, se realiza para unas características agronómicas determinadas (marco de plantación, necesidades hídricas del cultivo, etc.) dando lugar a un número y distribución de goteros determinado. Conforme crece el cultivo se suelen ir acoplando nuevos goteros para abastecer las crecientes necesidades hídricas del cultivo. En determinadas ocasiones, cuando el agricultor quiere aumentar la densidad de plantación, o bien, decide cambiar el cultivo y mantener la instalación de riego existente, el número de goteros necesarios de cada línea hay que readaptarlo a los nuevos requerimientos hídricos. En tal caso, si disponemos a la entrada de los laterales de la presión y caudal requerido, resulta muy útil disponer de un software que permita conocer de forma rápida y precisa si los laterales están preparados para esos cambios, indicándole al agricultor de forma inmediata que decisión debe tomar.

Proporcionar soluciones de este tipo, solo se puede hacer en campo si se disponen de dispositivos móviles como Smartphone o PocketPC, que tengan instalado un software desarrollado para este fin.

Este artículo muestra el software desarrollado para este tipo de dispositivos móviles utilizando LabVIEW PDA como lenguaje de programación. Dado que se trata de un software libre (freeware), se ha limitado su empleo al cálculo de laterales alimentados desde un extremo en terrenos sin pendiente, el cual puede obtenerse contactando con los autores.

 Bases de cálculo

La base teórica de las fórmulas utilizadas en el diseño hidráulico en riego localizado consideran que la distribución de caudales en un lateral se aproxima a una distribución continua. En lo que sigue, se da una descripción simplificada de los cálculos realizados por el programa.

Las pérdidas de carga para una tubería de longitud l, Dh_L (m.c.a.), se determinan con la siguiente ecuación:

Dh = F J* l

siendo F el factor de reducción de Christiansen y J* (m.c.a. m^-1) el coeficiente de pérdidas de carga incluyendo las pérdidas lineales y singulares.

Las pérdidas de carga lineales, J (m.c.a. m^-1), se han determinado para tuberías de polietileno, utilizando la fórmula de Blasius. La distribución de presiones en un lateral se muestra en la figura 1.

La presión máxima coincidirá con la presión en la entrada del lateral, h_m (mca), la cual se determina mediante la siguiente expresión:

h_m = h_a + 0.75 Dh                 

 La presión mínima, h_n (mca), coincidirá con la presión en el último emisor, h_u (mca), la cual se determina mediante la siguiente expresión:

h_n =h_u = h_m - Dh

 La presión mínima, h_n (mca), coincidirá con la presión en el último emisor, h_u (mca), la cual se determina Los diámetros comerciales en los que la diferencia de presiones h_m-h_n es inferior a la tolerancia de presiones definida, Dh_p (mca), se consideran válidos.

 Software

La interfaz gráfica del programa desarrollado consta de tres fichas o solapas:

a) En la solapa “Inicio” se introduce, en la parte superior de la pantalla, los datos necesarios para realizar los cálculos y, en la parte inferior, se muestran los diámetros comerciales válidos mediante el encendido de diodos leds (Fig 2.). Los datos requeridos son: caudal nominal del emisor q_e (l•h^-1), número de emisores N_e, longitud del lateral L(m), espaciamiento entre emisores E_e (m), presión media en el lateral h_a (mca) y tolerancia de presiones hp (mca). Tras introducir los datos se debe pulsar el botón “Cálculos” para que se muestren los resultados en la pantalla.

b) La solapa “Resultados” muestra, para cada diámetro comercial, las pérdidas de carga en el lateral Dh (mca), la presión máxima h_max (mca) y la presión mínima h_min (mca). En la parte inferior, se muestra un gráfico comparativo indicando si excede o no cada lateral de la tolerancia de presiones permitida (Fig 3.).

c) La última solapa “Ayuda”, muestra la forma de contactar con los autores para cualquier aclaración.

 Conclusiones

 Se ha desarrollado un software con LabVIEW PDA, que permite a los Ingenieros e Instaladores de empresas de riegos localizados, calcular los diámetros comerciales que pueden emplear en los laterales de riego sin necesidad de tener que desplazarse a la oficina. Se trata de un software libre (freeware), accesible contactando con los autores. Solo permite su aplicación en laterales de riego alimentados por un extremo en terreno horizontal.

Si desea descargarse el software de esta aplicación, puede hacerlo en: 

http://decibel.ni.com/content/docs/DOC-1385

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José Miguel Molina Martínez
Universidad Politécnica de Cartagena

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