Tecnología del riego por aspersión estacionario, calibración y validación de un modelo de simulación

• Autores: Ruly Alberto Nin
• Directores de la Tesis: José María Tarjuelo Martín-Benito (dir. tes.), Jesús Montero Martínez (dir. tes.), Pedro Antonio Carrión Pérez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Castilla-La Mancha ( España ) en 2008
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Emilio Camacho Poyato (presid.), Miguel Ángel Moreno Hidalgo (secret.), Gary Patrick Merkley (voc.), Enrique Playán (voc.), Manuel Valiente Gómez (voc.)
• Materias:
  • Matemáticas
    • Ciencia de los ordenadores
  • Ciencias agrarias
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TESEO
• Resumen

  • Las circunstancias económicas internacionales surgidas a raíz de los acuerdos de liberalización progresiva y de reducción de las subvenciones a la agricultura, implican necesariamente un cambio de orientación en las políticas referentes a los regadíos, Esta Tesis Doctoral se planteó con el objetivo principal de profundizar los conocimientos sobre el reparto de agua en riego por aspersión estacionario y aportar herramientas que ayuden a mejorar el diseño y manejo de este sistema de riego, con esto contribuir al ahorro de agua. La caracterización de la distribución de agua se realizó en condiciones sin viento (curvas radiales) y al aire libre (cobertura total), atendiendo las normas ASAE.S.330.1 (1985), ASAE.S.398.1 (1985), ISO 7749-2 (1990) y UNE 68-072-86 (1986). Para los ensayos en condiciones sin viento se seleccionaron doce combinaciones aspersor-boquilla-presión que más se utilizan en zonas típicas de este tipo de regadíos como por ejemplo la zona de Albacete. Estas combinaciones fueron: el aspersor Agros 35 con boquillas de 4,4+2,4 mm y 4,8 mm a las presiones de 220, 320 y 450 kPa, también este mismo aspersor con boquillas de 4,8+2,4 mm y la 5,2 mm, ambas a la presión de 320 kPa; el Agros 40 y el VYR 37 solo se ensayaron con boquillas de 4,4+2,4 mm y 4,8 mm a la presión de 320 kPa. A la distribución de agua en condiciones sin viento se le aplicó el algoritmo de k-medias, con la finalidad de agrupar las curvas radiales de acuerdo a su forma de distribución pluviométrica. Al aire libre se ensayaron las mismas combinaciones de aspersor-boquilla-presión, descritas anteriormente, algunas en dos marcos de riego distintos (15 m x 15 m y 18 m x 15 m en triángulo), seleccionándose quince combinaciones de aspersor-boquillas-presión-marco de riego. El marco de 18 m x 15 m en triángulo sólo se ensayó a la presión de 320 kPa, con las boquillas de 4,4+2,4 mm; 4,8+2,4 mm y 5,2 mm, en el Agros 35, y la 4,4+2,4 mm en el Agros 40 y el VYR 37 (cinco combinaciones); mientras que en el marco de 15 m x 15 m se ensayaron las boquillas 4,4+2,4 mm y 4,8 mm a las tres presiones en el Agros 35 (seis combinaciones) y cuatro combinaciones en los aspersores Agros 40 y VYR 37 con boquillas de 4,4+2,4 mm y 4,8 mm a la presión de 320 kPa. Para la medición de los tamaños de gotas en condiciones sin viento, se empleó un disdrómetro óptico, ensayándose las mismas combinaciones aspersor-boquillas-presión descritas anteriormente, además la boquilla de 4,4 mm. También se ensayaron las boquillas del Agros 35 y el Agros 40 con vaina y sin vaina prolongadora del chorro, a seis distancias al aspersor (3, 5, 7, 9 11 y 13 m), resultando 414 posiciones de muestreo. A los ensayos al aire libre y a la medición de las gotas se les aplicó un modelo lineal general para medir estadísticamente la relación entre las variables. La calibración y validación del SIRIAS se realizó, para las condiciones detalladas anteriormente en los ensayos al aire libre, tanto para las gotas medidas como para las gotas teóricas, utilizándose el coeficiente de correlación de Pearson para establecer correlaciones entre los coeficientes correctores aerodinámicos y la velocidad del viento. Se identificaron tres formas de curvas radiales, las que condicionan la distribución de agua de los aspersores, las cuales varían su comportamiento de acuerdo al marco de riego y a la intensidad del viento. Con la presión de 320 kPa y el uso de dos boquillas se obtuvieron los mayores coeficientes de uniformidad, por los que estas condiciones resultaron ser las más adecuadas para los aspersores estudiados. Los valores de CU mejoran de forma lineal al aumentar la velocidad del viento hasta 2 m s-1, y a partir de ahí comienzan a descender linealmente al aumentar velocidad del viento. El uso del disdrómetro óptico permite obtener una buena aproximación de la distribución de los tamaños de gotas producidas por los aspersores, siendo la presión de trabajo el factor que más condiciona la distribución de las gotas. Solo se observó ligeras diferencias entre las gotas medidas y las teóricas en la parte final de la curva de reparto de agua. El coeficiente k1 (corrector de la resistencia aerodinámica en el modelo de simulación de la distribución de agua), presenta una relación lineal con la velocidad del viento, comportamiento este que es influenciado por el tipo de aspersor y el número de boquillas y en menor medida por el marco de riego; mientras que el coeficiente k2 solo ha resultado influenciado por el tipo de curva radial. El modelo de simulación SIRIAS es una herramienta útil para la simulación del riego por aspersión estacionario, presentando un margen de error en torno al 5% en la predicción de la distribución de agua producida por los aspersores.