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En la primera parte he relacionado los principales aspectos que involucran la planeación de un proyecto de riego presurizado. A continuación inicio la descripción de los componentes de un equipo de riego presurizado con los comentarios que le permitan a los lectores entender el criterio con el cual deben ser seleccionados y la importancia de cada uno de ellos para asegurar tanto el éxito de cada cosecha como la vida útil del mismo.

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2. COMPONENTES DE UN EQUIPO DE RIEGO PRESURIZADO:
2.1 Unidad de bombeo
2.1.1 Bombas centrífugas tipo caracol

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En sitios donde no se cuenta con la diferencia de nivel suficiente entre la fuente de agua y el área a regar se requiere de una moto bomba. Esta máquina suministra la energía de presión a un caudal de agua para que pueda circular a través de una red de tuberías, vencer la diferencia de nivel entre la fuente de agua y el área a regar, circular a través de los filtros y demás accesorios como válvulas y medidores de agua, hasta llegar con la presión requerida por el emisor seleccionado (gotero y/o micro aspersor).

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La presión normalmente se expresa en el sistema inglés en PSI (pound square inch) o LPC
(libra por pulgada cuadrada) en el lenguaje común se habla simplemente de libras. Los manómetros o sea los dispositivos para medir presión en la gran mayoría de casos incluyen esta escala en PSI. La otra unidad de medida en sistema internacional es el BAR en donde 1 bar equivale a 14,7 PSI. Otra forma muy común de expresar una presión es en MCA metros columna de agua donde 1 BAR equivale a 10,33 MCA. A pesar de que es una unidad de longitud, en este contexto se entiende que es una medición de presión.

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El caudal se expresa en sistema inglés en GPM galones por minuto y en sistema internacional en LPS litros por segundo, LPH litros por hora o en m3/h metros cúbicos por hora. Como se mencionó anteriormente es la medida de volumen de agua que circula a través de una sección transversal de una tubería o un canal por unidad de tiempo. Se puede hacer la analogía con una velocidad expresada en kilómetros por hora kph, o sea una longitud recorrida por unidad de tiempo.

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El comportamiento de una moto bomba está registrado en las curvas características suministradas por el fabricante, donde se aprecia para cada caudal la presión generada por la bomba, la velocidad expresada en RPM revoluciones por minuto y la potencia requerida.

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A continuación incluyo dos ejemplos: El primero (figura 1) incluye un esquema general de la curva característica para bombas centrífugas las cuales son las más utilizadas en los equipos de riego, en el segundo (figura 2) se muestra un modelo real de un fabricante italiano donde incluye la curva de potencia y una tabla con la potencia requerida y las variaciones de presión para los distintos caudales.

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En la escala horizontal se expresa el caudal Q en litros por segundo l/s, en la escala vertical la presión H en M metros columna de agua. La curva ubicada en la parte superior indica que para el diámetro de impulsor de 585 mm la máxima presión generada por la bomba es de 49 m (presión de cierre). Sobre esta misma curva en el punto de máxima eficiencia 89% la bomba permite que un caudal de 950 l/s alcance una presión de 35 m. Igualmente la bomba permite presurizar un caudal de 1300 l/s a una presión de 24 m. Esta es la forma de interpretar la curva característica de una moto bomba. Lógicamente en el diseño hidráulico se selecciona una motobomba que suministre las condiciones de caudal Q y presión H en las zonas de mayor eficiencia.

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En este caso el fabricante incluye tres modelos en la misma curva, se trata de una bomba con motor eléctrico de 60 HZ con una velocidad de 3450 RPM. Para el modelo F40/160A en el punto de máxima eficiencia 65% la bomba genera un caudal de 132 GPM a una presión de 30 m (líneas rojas). El motor requerido por esta bomba es de 5.5 HP. El modelo F40/160C con el mismo nivel de eficiencia entrega 107 GPM a una presión de 22 m, el motor para este modelo es de 3.0 HP (líneas verdes).

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En muchas ocasiones el agricultor dispone de un equipo de bombeo y lógicamente quisiera que en el diseño se le incluya para bajar los costos. En primer lugar se debe evaluar tanto  su capacidad con la ayuda de las curvas características como su estado real ya que con el tiempo el comportamiento de las bombas se aleja de las condiciones originales bien por mantenimiento deficiente o por errores en las conexiones. Es más apropiado calcular la capacidad del equipo requerido para regar el área total en un tiempo máximo de 12 a 16 horas por día y no tratar de acondicionar el diseño a una bomba existente.

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En esto se le debe aclarar al agricultor que debe existir un equilibrio entre todos los componentes del equipo para verlo más como un sistema y no como un conjunto de partes donde cada una juega un rol aislado de las demás.

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En el diagrama de la figura 3 se muestra la forma adecuada de instalar una bomba centrífuga, es muy importante entender que tanto la distancia entre la bomba y la fuente de agua así como la diferencia de nivel entre el eje de la bomba y el espejo de agua en la fuente deben ser lo más cortos posible. En muchas instalaciones no se tiene en cuenta esta recomendación y las bombas no proporcionan ni el caudal ni la presión calculados y se incurre por tanto en un costo de energía que no es aprovechado por el cultivo.

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Para garantizar el buen funcionamiento de una moto bomba centrífuga es necesario incluir en la instalación una serie de accesorios de la siguiente forma:

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i) Succión: Para que la bomba funcione correctamente la tubería de succión debe estar cebada o sea llena de agua, para evitar que el agua salga se instala una válvula de pie en el extremo. Normalmente esta válvula se acciona con un resorte y tiene además unos orificios o ranuras para retener partículas gruesas como palos, hojas, ranas, etc. que pueden afectar el impulsor de la bomba.
ii) Descarga:

 Registro manual de cebado, que permita el cebado de la succión
 Válvula manual de control, con esta se regula el comportamiento de la bomba.
 Válvula de alivio de presión, actúa como un fusible hidráulico ya que se gradúa de tal forma que cuando la presión alcance determinado valor ésta se dispara liberando el exceso de presión hacia el exterior del sistema.
 Válvula de alivio de aire, permite evacuar el aire generado en el interior de la bomba y en la tubería de succión.

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Es frecuente ver en el campo cómo por falta de mantenimiento o por el uso de materiales de muy baja calidad se pierde tiempo tratando de prender una moto bomba, el agricultor considera como un gasto aquellos elementos o rutinas que le evitarían pérdida de tiempo y por supuesto de dinero. Se prefiere en la mayoría de los casos hacer remiendos y recurrir al ingenio para dar una solución temporal a una situación que podría perfectamente evitarse con un esfuerzo mayor.

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Las bombas con motor sumergible multi etapas son las más apropiadas cuando la fuente de agua es un aljibe o un pozo profundo. El conjunto bomba – motor está totalmente protegido de la humedad y como se ve en la figura 5 se dispone de dos tazones de tal forma que cada uno le entrega al agua una cantidad de presión y es como tener dos bombas conectadas en serie (una a continuación de la otra) la presión por tanto se duplica y el caudal es el mismo.

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La figura 6 muestra las diferentes partes de una bomba sumergible multi etapas. Esta imagen ha sido tomada de un proveedor local de bombas importadas de Italia.

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En la figura 7 se muestra el comportamiento de 10 modelos diferentes con motores desde 0,5 hasta 10 HP con la curva de eficiencia y los correspondientes puntos de operación caudal Q vs presión H. También en este tipo de bombas se recomienda que la operación esté dentro de la zona de mayor eficiencia.

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Para el modelo 4SR33G/100 en el punto de mayor eficiencia la bomba genera un caudal de 36 GPM a una presión de 228 m. Se puede apreciar que los valores de presión son bastante altos con relación a los que suministra una bomba tipo caracol con la misma potencia.

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En esta segunda parte he dado los lineamientos generales a manera de introducción al tema ya que en la selección de una bomba como tal intervienen cálculos hidráulicos propios de un curso de diseño. Lo más relevante es que los extensionistas puedan identificar en sus visitas a los agricultores errores de instalación y anomalías que con mucha frecuencia se dan por desconocimiento y/o por una deficiente asesoría por parte de los vendedores de las bombas. La información complementaria se puede consultar en los catálogos de las bombas y en los manuales de instalación de cada fabricante.

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DANIEL RUIZ CASTILLA
Ingeniero Agrícola
Universidad Nacional de Colombia, Universidad del Valle
300 240 8990
daniel.ruizcastilla@gmail.com