Tuberías agrícolas: cómo elegir el material, el tamaño y la presión nominal de la tubería

Cuando un bloque de 40 hectáreas pierde presión en su último aspersor, la tubería rara vez es el primer sospechoso y, a menudo, la causa real. Para la mayoría de los sistemas de riego de campos, la respuesta práctica es una línea principal enterrada de PEAD (PE100) combinada con laterales de PVC o PEBD: HDPE donde el suelo se mueve, la escarcha levanta el suelo o hay que pasar una línea a través de un orificio, y PVC donde el trazado es fijo, el suelo es estable y el coste por metro decide la licitación. Tres números deciden la elección: la química del agua, la presión de trabajo más el aumento y el flujo requerido en el otro extremo. El diámetro exterior, el espesor de la pared expresado como SDR y el grado de resina tienen que satisfacer los tres a la vez, y una línea dimensionada únicamente en función del precio es la razón más común por la que un sistema tiene un rendimiento inferior en su segunda temporada.

Lea el agua antes de leer el catálogo

Un análisis del agua decide más que una segunda cotización. El agua de perforación, el agua de canal y el efluente tratado se comportan de manera diferente dentro de una tubería, y las diferencias aparecen primero en las juntas, los callejones sin salida y los emisores. Pregunte por pH, cloruro, dureza, sólidos suspendidos y rango de temperatura. Si se mezclan dos fuentes, pruebe la combinación, porque la mezcla puede ser más agresiva que cualquiera de las fuentes sola.

• Cloruro por encima de aproximadamente 300 mg/L contra acero galvanizado o dulce: corrosión interna, generalmente concentrada en uniones roscadas y secciones de movimiento lento.
• pH inferior a 6,5 ​​con inyección de ácido para fertirrigación: el PVC-U es generalmente cómodo, mientras que el polietileno debe compararse con la tabla de resistencia química del fabricante de resina antes de realizar el pedido.
• Sólidos suspendidos por encima de aproximadamente 50 mg/L: la filtración pertenece aguas abajo de la línea principal, y la tubería todavía tiene que permitir una velocidad de lavado cercana a 0,5 m/s en los extremos más alejados.
• Agua a más de 40 °C de un estanque poco profundo o de un largo tramo de tubería negra a pleno sol: la presión nominal cae y una línea vendida como PN10 puede que solo sea segura a PN6,3 o menos.

Las familias de pipas que realmente le citarán

La mayoría de los equipos de riego se reducen a cuatro materiales, más una manguera para el extremo portátil del sistema. Cada uno gana en una parte diferente del campo.

PVC-U

El valor predeterminado para tuberías principales enterradas y rociadores laterales fijos. Rígido, económico en diámetros más grandes y rápido de unir con cemento solvente o encajes con sello anular. El clima frío lo hace frágil al impacto, y cada curva, T o tapa final en una línea presurizada necesita restricción de empuje o un bloque de concreto.

PEAD (PE100)

Flexible, suministrado en bobinas y unido por fusión, por lo que tolera el movimiento del suelo y las heladas y puede ser arrastrado bajo una carretera o un seto. La fusión a tope es estándar a partir de 63 mm, la electrofusión se adapta a zanjas estrechas y los accesorios de compresión cubren las reparaciones. La calidad de la fusión depende de superficies limpias, tiempos de calentamiento correctos y equipos calibrados.

LDPE y polietileno blando

Un material lateral en lugar de una línea principal. Barato, fácil de reubicar y feliz de estar listo al final de la temporada. Los índices de presión más bajos y la tendencia a doblarse o ablandarse con el calor lo mantienen en la función lateral.

Manguera de acero y plana

El acero galvanizado todavía se gana su lugar en los colectores de bombas, los elevadores y los conjuntos de válvulas donde la rigidez importa, pero su interior se vuelve áspero con la corrosión y la fricción aumenta con los años. La manguera plana cubre el juego de rociadores portátiles y la línea de bomba estacional y nunca debe dejarse enterrada permanentemente.

El diámetro y la pérdida por fricción deciden si el sistema funciona

Los objetivos de velocidad mantienen un sistema silencioso y eficiente: aproximadamente de 1,0 a 1,5 m/s en una línea principal, hasta aproximadamente 2,5 m/s en una lateral donde el costo obliga a una tubería más pequeña. Las pérdidas disminuyen rápidamente a medida que aumenta el diámetro. Utilizando un cálculo de Hazen-Williams con C = 140, que es adecuado para polietileno limpio, 10 m³/h a través de una línea de PE100 de 63 mm de SDR17, con un diámetro cercano a 56 mm, pierde cerca de 2,7 m de altura por 100 m, mientras que el mismo flujo a través de una línea de 90 mm del mismo SDR pierde menos de 0,5 m por 100 m.

Esa brecha es importante porque la bomba paga por la altura. Quinientos metros de la línea más pequeña cuestan alrededor de 13,5 m de altura; la línea más grande cuesta unos 2,5 m. Durante una temporada de bombeo, la tubería más grande suele ser la decisión más barata, incluso cuando la factura sugiere lo contrario. Tamaño para el bloque de demanda máxima en lugar del promedio, luego agregue la presión operativa del emisor, la ganancia de elevación, las pérdidas del filtro y la fricción de la línea lateral, secundaria y principal. En terreno ondulado, ese total aumenta más rápido de lo que la mayoría de los presupuestos esperan.

Haga coincidir la tubería con el método de riego

Los sistemas de goteo y microaspersores funcionan a baja presión, utilizan laterales estrechos y exigen una filtración estricta más un lavado regular, por lo que la combinación habitual son tuberías principales enterradas de PE100 con laterales de polietileno de pared delgada. Los bloques sólidos y de aspersores funcionan a mayor presión y mueven grandes volúmenes por hectárea, lo que hace que el diámetro de la línea principal sea el factor decisivo. El riego por surcos y por inundación tolera un enfoque más tosco, generalmente tuberías cerradas con controles simples de baja presión, aunque recompensa la nivelación precisa más que cualquier otro método. Una granja a menudo ejecuta dos de estos sistemas en una sola fuente, y la línea principal tiene que satisfacer la mayor demanda sin matar de hambre al resto.

Uniones, accesorios y profundidad de enterramiento

Los accesorios deciden cuánto dura una línea. Los codos, tes, acoplamientos, uniones, tapas, cruces y válvulas deben provenir de la misma familia de resina y clase de presión que la tubería. Una válvula PN16 en una línea principal PN10 está bien; un racor PN6 en la misma línea es una falla programada.

La profundidad del entierro sigue el implemento que cruzará el campo. Las líneas principales generalmente se colocan entre 0,6 y 0,9 m de profundidad, por debajo de la profundidad del arado y del subsolador, se colocan sin piedras afiladas contra la pared y se marcan con una cinta de advertencia. Para líneas que se mantengan alejadas de la maquinaria, basta con unos 0,3 m de cobertura. Los bloques de empuje deben colocarse detrás de tes, codos y tapas de extremo en PVC presurizado, y las cámaras de las válvulas deben drenarse para que los accesorios nunca queden sumergidos en el agua.

Realidad de la presión nominal, el aumento repentino y la temperatura

Una clasificación PN describe una tubería a 20 °C que transporta agua durante un largo período de prueba. Tres cosas lo erosionan en el campo.

1. Temperatura: tanto el polietileno como el PVC se reducen a medida que el agua se calienta, así que siga la curva del fabricante de resina en lugar de la figura impresa en la pared.
2. Sobretensión: cerrar una válvula rápidamente o arrancar una bomba en una línea vacía puede agregar dos o tres veces la altura de trabajo como una onda de presión. Las válvulas de cierre lento, los puntos de liberación de aire en los puntos altos y una secuencia de inicio que llena primero la línea principal son más baratos que comprar una tubería más pesada.
3. Vida útil: una calificación de cincuenta años supone una presión constante a una temperatura constante. Una línea que funciona a media presión durante ocho meses al año durará más que una que alcanza su punto máximo todas las tardes.

Lo que separa una línea de treinta años de una reparación de cinco años

• Fuente de resina: el material 100% virgen con un grado declarado, como PE100 o PE100-RC para terrenos rocosos o abrasivos, se comporta de manera diferente al compuesto mezclado en gran medida con triturado.
• Espesor de pared y SDR: medir en varios puntos a lo largo de una bobina. Una pared que se desplaza por debajo de la tolerancia SDR reduce silenciosamente la clasificación de presión.
• Las marcas: material, estándar, SDR o clase de pared, presión nominal, fabricante y fecha de producción deben aparecer de manera legible y repetida a lo largo de la tubería.
• Protección UV: relevante para cualquier tubería que pasa su vida sobre el suelo, donde el polietileno negro es la respuesta habitual.
• Evidencia: los informes de pruebas por lotes de un laboratorio con acreditación reconocida, por ejemplo bajo el CNAS, dicen más que un certificado en un sitio web. Pregunte también si las bobinas se pueden suministrar en longitudes continuas que coincidan con el diseño de la zanja, ya que la velocidad de entrega solo ayuda si la tubería llega en las longitudes correctas y con accesorios correspondientes.

Puesta en marcha y mantenimiento

La puesta en servicio es breve y vale la pena realizarla correctamente. Llene lentamente, expulse el aire en los puntos más altos, luego pruebe la presión a 1,5 veces la presión de trabajo durante aproximadamente una hora sin emisores conectados. Registre la presión estática y el flujo en el otro extremo; esos dos números se convierten en su punto de referencia.

Después de eso, el mantenimiento es principalmente observación. Un indicador que indica una lectura ligeramente más baja cada mes indica una fuga, una válvula parcialmente cerrada o un filtro cargándose. Lave los laterales al inicio y al final de la temporada, drene las líneas aéreas antes de la primera helada y mantenga visibles los marcadores de zanjas para que el subsolador no encuentre primero la línea principal.

Las tuberías agrícolas no son una decisión de producto. La química del agua determina el material, el flujo máximo determina el diámetro, las condiciones del terreno determinan la profundidad y el método de unión, y los accesorios mantienen unido todo el conjunto. Haga bien esos cuatro y la tubería se convertirá en la parte del sistema de riego en la que nadie tendrá que volver a pensar.