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AMH XXIII CONGRESO NACIONAL DE H IDRULICA
PUERTO VALLARTA, JALISCO, MXICO, OCTUBRE 2014 AMH
ENERGA CINTICA Y POTENCIA ESPECFICA TRANSFERIDA AL SUELO A PARTIR DE GOTAS EMITIDAS EN UN RIEGO POR ASPERSIN
Flix Flix Jess Ramiro1, Bautista Capetillo Carlos Francisco
2 y Mrquez Villagrana Hugo
3
1Estudiante, Universidad Autnoma de Zacatecas. Av. Ramn Lpez Velarde No. 801, Col. Centro, Zacatecas,
Zacatecas, Mxico. C.P. 98000 2,3
Universidad Autnoma de Zacatecas. Av. Ramn Lpez Velarde No. 801, Col. Centro, Zacatecas, Zacatecas,
Mxico. C.P. 98000
[email protected], [email protected], [email protected]
Introduccin
El objetivo del riego consiste en aplicar a los cultivos el agua
adicional a la precipitacin que necesitan para su crecimiento
ptimo, dejndola a su disposicin de manera uniforme sobre
el rea deseada y evitando alterar la fertilidad del suelo, para
esto se manejan diversas variables tales como la energa, agua,
mano de obra y equipamiento (Tarjuelo, 2005; Nin, 2008).
El riego por aspersin puede ser definido como un sistema de
riego que distribuye el agua en gotas que viajan a travs del
aire hasta impactar la superficie del suelo (Kincaid et al.,
1996) con dimetros y velocidades de diversa magnitud que
dependen de diversos factores como: caractersticas del
aspersor, condiciones hidrulicas de operacin y rasgos
ambientales de la regin donde se efecta el riego. Las gotas
que poseen mayor energa cintica afectan la tasa de
infiltracin y provocan el incremento de la erosin
(Mohammed y Kohl, 1987). Por el contrario, aquellas cuyos
dimetros son inferiores a 1.5 mm ocasionan baja uniformidad
y eficiencia sobre todo cuando la velocidad del viento supera
los 2.0 m s-1 puesto que se incrementa la prdida por
evaporacin y arrastre. En este sentido Yazar (1984) evalu
esta relacin encontrando que la velocidad del viento y el
dficit de presin de vapor resultan ser las variables con ms
impacto en estas prdidas llegando a alcanzar valores entre 1.7
y 30.7 por ciento del agua aplicada.
Por lo anterior, evaluar las caractersticas geomtricas y
cinemticas para diferentes arreglos (altura del aspersor,
dimetro y cantidad de boquillas funcionando al mismo
tiempo, presin de operacin, distancia alcanzada por las gotas
y condiciones de viento) permite identificar cules de ellos
minimizan los efectos en los procesos fsicos mencionados
(Bautista et al., 2012).
Desde de 1890 se reportan mtodos experimentales para la
caracterizacin de las gotas de agua ya sea de lluvia o emitidas
por aspersores. Algunas de estas tcnicas son: papel sensible
al agua (Wiesner, 1895; Magarvey, 1956; Cruvinel et al.,
1996), de la harina (Laws y Parson, 1943; Kohl, 1974; Kohl y
DeBoer, 1984), inmersin en aceite (Eigel y Moore, 1983),
pticos (Kincaid et al., 1996; Montero et al., 2003; Bautista et
al., 2014), y fotogrficos (Sudheer y Panda, 2000; Salvador et
al., 2009). Recientemente ha sido propuesta una tcnica que
emplea fotografas de baja velocidad (Salvador et al., 2009)
como un mtodo simple para medir dimetro, velocidad, y
ngulo de cada de gotas emitidas por un aspersor de impacto
bajo diferentes condiciones de operacin, es recomendable la
aplicacin de esta tcnica en ausencia de viento.
La simulacin del riego por aspersin sustentado en la teora
balstica establece el enfoque ms utilizado en la modelacin
de este fenmeno, diversos investigadores han considerado al
efecto del viento como su principal agente de distorsin y, por
tanto, un factor determinante en la uniformidad del riego
(Fukui et al., 1980; Vories et al., 1987; Carrin et al., 2001).
De acuerdo con esta teora, un aspersor emite gotas de
diferentes dimetros, y su trayectoria est influenciada por la
velocidad inicial, la fuerza gravitacional, el viento y la fuerza
de resistencia aerodinmica (Vories et al., 1987; Carrin et al.,
2001; Dechmi, 2002). Debido a la complejidad al analizar el
proceso del chorro que sale del aspersor, se han establecido
simplificaciones en la modelacin balstica (Dechmi, 2002); la
ms representativa establece que gotas de un mismo tamao
caen a una distancia especfica con la caracterstica de que la
dimensin de la gota aumentar a distancias ms alejadas del
aspersor (Carrin et al., 2001). Sin embargo, se ha demostrado
a travs de la experimentacin que a una distancia cualquiera a
partir del aspersor se observan gotas de diferentes dimetros
(Salvador et al., 2009; Bautista et al., 2013).
La literatura especializada reporta trabajos experimentales
donde se analiza la energa cintica contenida en las gotas que
se producen en dispositivos de aspersin. Thompson y James
(1985) examinan la variacin que ocurre en la tasa de
infiltracin cuando partculas de dimetro constante (3 mm)
impactan en un suelo franco limoso. Sus resultados indican
que la resistencia hidrulica del suelo se incrementa conforme
aumenta la energa cintica por unidad de superficie; adems,
observan una disminucin en la lmina infiltrada a medida que
crece la tasa de precipitacin, la energa cintica y la potencia
especfica. En este mismo sentido, Kincaid (1996) evalu la
energa cintica por unidad de volumen en aspersores
equipados con una boquilla (entre 3 mm y 15 mm de
dimetro) operando a diferentes presiones hidrulicas (entre
69 kPa y 617 kPa), encontr que para gotas pequeas (< 1
mm, 5 J L-1) es posible aplicar lminas de hasta 100 mm; por
el contrario, para gotas grandes (> 2 mm, 20 J L-1) la lmina
fue de 25 mm. Asimismo, establece un incremento del 30 %
de la energa cintica cuando la altura del aspersor pasa de 1 m
a 6 m y del 446 por ciento cuando la velocidad del viento se
modifica de 1 m s-1 a 10 m s-1. Por su parte, Kohl et al. (1985)
analizan la distribucin de la energa cintica por unidad de
volumen a distintas distancias para un aspersor de impacto
(boquilla de 3.97 mm, presin de operacin 400 kPa); los
valores observados por estos autores fueron 4.0, 7.0, 11.0 y
17.0 J L-1 a distancias de 3, 6, 9 y 12 m desde el aspersor,
respectivamente.
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King y Bjorneberg (2010) utilizaron tecnologa lser para
caracterizar gotas (dimetro y velocidad) emitidas por
aspersores instalados en un pivote central; la informacin
resultante permiti determinar la energa cintica por unidad
de superficie debido a la superposicin de los perfiles de
energa en trminos de potencia especfica. Los valores
medios para esta ltima variable fueron 0.224, 0.161, 0.215,
0.234 y 0.425 W m-2 cuando las tasas de aplicacin estuvieron
en 73.3, 59.5, 63.6, 77.2 y 129.7 mm h-1, respectivamente.
Bautista et al. (2009) determinaron dimetro y velocidad de
gotas utilizando una tcnica fotogrfica de baja velocidad,
emplearon un aspersor de impacto equipado con una boquilla
de 4.8 mm, la caracterizacin de gotas se realiz a 3, 6, 9 y 12
m del aspersor y operando con presiones de 200, 300 y 400
kPa. Bautista et al. (2012) consideraron estos datos para
obtener la energa cintica de gotas utilizando las
metodologas de Kohl et al. (1985) y King y Bjorneberg
(2010). Determinan que existe una relacin exponencial a
mayor distancia del aspersor respecto la energa cintica,
observan adems un comportamiento inverso entre la energa
cintica por unidad de volumen y la presin hidrulica. Por tal
razn es necesario determinar las caractersticas de las gotas a
diferentes distancias del aspersor y cerca de la superficie del
suelo y as comprender el comportamiento cinemtico de las
gotas y el patrn radial de aplicacin.
Con base en lo expuesto, el objetivo de este trabajo radic en
obtener la energa cintica y la potencia especfica emitida por
un aspersor de impacto equipado con dos boquillas (3.18 y
3.97 mm) a una altura de 1.65 m operando en ausencia de
viento, a partir de la caracterizacin geomtrica y cinemtica
de gotas (dimetro y velocidad) usando la tcnica fotogrfica
de baja velocidad propuesta por Salvador et al. (2009),
considerando distintas condiciones hidrulicas de operacin.
Adems se construyeron mapas de potencia especfica para
simular el impacto de las gotas sobre marcos de aspersin
rectangulares y triangulares con la finalidad de determinar la
magnitud de esta variable y minimizar su efecto.
Materiales y mtodos
Arreglo experimental
La informacin (tasa de precipitacin, dimetro y velocidad de
las gotas) necesaria para obtener la energa cintica y potencia
especfica proviene de los trabajos realizados por Bautista et
al. (2013) sobre un aspersor de impacto aislado al aire libre en
ausencia de viento, El tipo de dispositivo utilizado es de la
casa comercial Wade, USA, 2007 modelo WR-33 con
inclinacin de 27 respecto a la horizontal, con una elevacin
de 1.65 m y equipado con dos boquillas: la principal de 3.97
mm y la secundaria de 3.18 mm. Para caracterizar las gotas se
aplic la tcnica fotogrfica de baja velocidad propuesta por
Salvador et al. (2009). Las condiciones experimentales
derivan en 16 arreglos donde las variables incluidas fueron la
presin de operacin (150, 200, 250 y 300 kPa) y la distancia
desde el aspersor (3, 6, 9 y 12 m) (Ilustracin 1).
Ilustracin 1. Condiciones experimentales.
Procedimiento experimental: tasa de precipitacin,
dimetro y velocidad de gotas.
La caracterizacin del aspersor incluy la estimacin de la
curva radial de intensidad de precipitacin, la cual se bas en
la norma ISO 15886-3 (ISO, 2004). Pluvimetros cilndricos
de 0.15 m de dimetro fueron instalados a una altura de 0.50
m respecto al suelo, espaciados 0.50 m hasta cubrir un radio
de 15 m. Para construir las curvas radiales se emplearon ocho
lneas de pluvimetros alrededor del aspersor y la intensidad
en cada punto se determin como el valor medio de la altura
de precipitacin ocurrida a una misma distancia en las
diversas lneas. El tiempo de exposicin para cada
combinacin de presin hidrulica fue de 60 min.
Los datos con los que se determin las energas cintica y
potencial incluyen dimetro y velocidad obtenidos a partir del
anlisis de 3 764 gotas para lo cual se capturaron imgenes del
chorro disgregado por el aspersor a diferentes puntos de
observacin utilizando una cmara Nikon (modelo D90).
Perpendicularmente a la cmara (0.80 m) se coloc una
pantalla metlica de fondo negro con el propsito de visualizar
mejor el contorno de las gotas (Ilustracin 2), la cmara se
enfoc a una regla graduada en milmetros que fue adaptada
sobre la pantalla con la finalidad de obtener la calibracin en
cada imagen (relacin de pixeles equivalentes a un
centmetro).
Ilustracin 2. Montaje experimental para la aplicacin de la
tcnica fotogrfica de baja velocidad.
Las gotas de cada una de las boquillas se capturaron de
manera independiente y de esa forma se pudo contar con
informacin por separado de dimetro y velocidad. Las
imgenes fueron sometidas a un tratamiento digital mediante
el software libre GIMP V2.6 (Universidad de Berkeley,
California, USA), debido a la baja velocidad de disparo de la
cmara (0.01 s por imagen) las gotas se visualizan en forma de
cilindros, lo que permite caracterizar su dimetro (d mm),
longitud (l, mm) y ngulo con respecto a la horizontal. La
velocidad de la gota se determin con la distancia recorrida
por la gota y el tiempo de captura.
Clculo de las energas cintica y potencial
A partir de la Ecuacin 1, se determin la energa cintica
de gotas individuales ( , J) de acuerdo con Kohl et al. (1985).
(1)
Dnde: es la densidad del agua (kg m-3), es el dimetro de la gota (m) y corresponde a la velocidad de la misma (m s-1).
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La energa cintica por unidad de volumen de agua
aplicada ( J L-1) (Ecuacin 2) se calcul a partir de la energa cintica del volumen total de un conjunto de gotas (King y Bjorneberg, 2010).
(2)
Segn la seleccin del domino, puede determinarse para toda el rea o para una porcin regada por un
aspersor, esta variable transmite informacin sobre los
efectos agronmicos (prdida de suelo por erosin y
reduccin en la tasa de infiltracin) que resulta del riego
por aspersin en un rea determinada; mientras que es til para caracterizar gotas individuales.
Al relacionar con la tasa de precipitacin que cae en un punto es posible estimar la potencia especfica (Ecuacin
3) la cual representa el flujo con el que la energa cintica
por unidad de rea se transmite al suelo en funcin de la
distancia desde el aspersor, (King y Bjorneberg, 2010).
(3)
Donde es la potencia especfica (W m-2) y es la tasa de
precipitacin por unidad de rea y tiempo (L m-2 s-1).
Mapas de potencia especfica
Considerando 4 distancias a partir del aspersor (3, 6, 9 y 12
m) y empleando las Ecuaciones 1 y 2, se determin la
energa cintica de las gotas individuales y por unidad de
volumen de agua aplicada; asimismo, se obtuvo la potencia
especfica a partir de la Ecuacin 3. De acuerdo a Bautista
et al. (2012) es necesario analizar la influencia de la
potencia especfica en diversas reas dentro de un
espaciamiento de aspersores pues resulta de particular
importancia en trminos agronmicos.
Para llevar a cabo este anlisis, se estim la potencia
especfica sobre dos modelos esquemticos distintos: un
marco de cuatro aspersores que origin un arreglo
rectangular (R) y un marco triangular (T) formado por tres
aspersores. Fueron analizados diferentes espaciamientos
para ambos marcos de aspersores (R 12x12, R 18x12, R
18x18, T 12x12, T 18x12 y T 18x18) donde cada magnitud
est expresada en metros y corresponde a la separacin
entre aspersores (Ilustracin 3).
Ilustracin 3. Marcos de aspersores tipo, Triangular (a) y
Rectangular (b), donde "m" indica la separacin entre aspersores
en metros (18 m o 12 m).
En trminos de mejor uniformidad, dentro de una
superficie ocurre el traslape de la precipitacin emitida por
cada aspersor; considerando esta condicin se determin el
agua recibida y potencia especfica para todos los puntos
analizados dentro de los marcos; para los factores
experimentales de esta investigacin, dependen de la
presin de operacin y del espaciamiento entre aspersores
fundamentalmente. Fueron asignadas coordenadas
cartesianas para todos los esquemas de aspersores
analizados, el punto inicial (0,0) se ubic en la esquina
inferior izquierda para cada arreglo. Cada marco de
aspersores fue discretizado utilizando celdas de iguales
dimensiones.
La potencia especfica total en un cierto punto se obtuvo
como la adicin de la potencia aplicada por los aspersores
situados en los vrtices de un marco rectangular o de uno
triangular (Ilustracin 4). Se obtuvieron estimaciones de
potencia especfica en cada celda y para cada escenario de
anlisis (presiones de operacin y alturas de boquillas).
Para visualizar y analizar la informacin anterior fue
necesario someter a un tratamiento digital los datos de
potencia especfica utilizando el sistema de informacin
geogrfica ArcGis V10, de esta manera se obtuvieron
mapas de contorno de energa potencial utilizando la
tcnica de interpolacin conocida como kriging ordinario.
Ilustracin 4. Traslape generado por los tres aspersores (a) y/o
cuatro aspersores (b), donde "m" indica la separacin entre
aspersores en metros (18 m o 12 m).
Estos mapas permiten caracterizar la variabilidad espacial
de la potencia especfica. Para este propsito
adicionalmente se utilizaron ndices de uniformidad los
cuales comnmente son utilizados en anlisis del riego, a
partir de los criterios desarrollados por Christiansen (1942)
para evaluar la uniformidad de sistemas de riego por
aspersin, Merrian y Keller (1978) en su trabajo
propusieron el coeficiente de uniformidad ( , %). Este coeficiente se aplic en trminos de potencia especfica
( %) y se calcula como sigue:
(4)
Donde es la potencia especfica de la celda (W m-2), es el nmero de celdas con las que es dividido el
espaciamiento y es el promedio de potencia especfica dentro del marco de aspersores (W m-2).
Resultados y discusin
Energas cintica y potencial
La Ilustracin 5 presenta la relacin entre el dimetro de
las gotas y la energa cintica contenida en cada una de
ellas. Para la construccin de estas graficas se necesitaron
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ordenadas logartmicas para todos los escenarios de
operacin debido a las diferencias de la energa cintica
( ) para los dimetros de gotas ( ) analizados (entre 0.5 y 4.25 mm aproximadamente). Los valores de energa
cintica se encontraron en un mximo de tres rdenes de
magnitud asimismo se observ que existe una relacin
estrecha entre las variables analizadas; por una parte,
dimetros de gotas mayores producen mayor independientemente de la presin utilizada, por otro lado,
la presin muestra una ligera tendencia inversa respecto a
a mayores distancias del aspersor. Fue notable ausencia de gotas a un radio de 12 m con respecto al aspersor
operando principalmente a 150 y 200 kPa. Al comparar los
resultados de con los reportados por Bautista et al. (2012) se encontr un aumento de esta variable en el
presente trabajo del 79 y 68 % a los 6 y 9 m del aspersor,
respectivamente; lo contrario ocurri a los 3 y 12 m con
una disminucin de los valores en un 25 y 60 %,
respectivamente.
Para relacionar la energa cintica por unidad de volumen
( ), la distancia radial del aspersor y la presin hidrulica, se construy un grfico correspondiente a la
Ilustracin 6, en el cual se observan dos caractersticas: a)
incrementa a mayor distancia siguiendo una relacin exponencial y b) una tendencia inversa entre y la presin hidrulica. Cabe destacar que el inciso b no fue
muy claro en todos los casos de estudio lo cual se puede
atribuir al efecto de trabajar con dos boquillas distintas al
mismo tiempo. Los datos experimentales reportados por
Kohl et al. (1985) y por Bautista et al. (2012) coinciden
claramente en el inciso a.
Valores experimentales referentes a la tasa de precipitacin
para las distintas presiones de operacin analizadas
presenta la Tabla 1, los cuales indican un comportamiento
radial triangular con valores mximos a distancias cercanas
al aspersor (3.90 mm h-1, 3 m) y mnimos en los lmites
del radio de aplicacin del mismo (0.13 mm h-1, 12 m),
comportamiento anlogo al que muestran Bautista et al.
(2013). Asimismo se presentan valores de potencia
especfica ( ) obtenidos con la metodologa propuesta, estos resultados son comparables con los trabajos de
Kincaid (1996) y Bautista et al. (2012) quienes estudiaron
distintos aspersores de impacto as como diversos
escenarios de operacin; adems, son equiparables a los
mostrados por DeBoer (2002) en su aportacin sobre
aspersores de plato giratorio. Las diferencias entre estas
estimaciones se vieron afectadas principalmente por las
variaciones de tamao y nmero de boquillas, las
distancias de observacin a lo largo del radio de mojado y
adems la elevacin del aspersor. Los resultados muestran
que la potencia especfica es mayor (0.0078 W m2) cuando
las gotas caen a cortas distancias del aspersor (3 m);
asimismo se observ que en general este valor va
disminuyendo conforme las partculas recorren distancias
ms largas hasta alcanzar un mnimo en los lmites del
radio de aplicacin del aspersor aislado (0.0008 W m2, 12
m).
Ilustracin 5. Grficas de dimetro de gotas (mm) contra energa cintica de gotas individuales ( , J 10-7) para las combinaciones de
operacin utilizadas, smbolos distintos se muestran para cada boquilla.
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Ilustracin 6. Energa cintica por unidad de volumen ( ) de las gotas emitidas por el aspersor, en funcin de la distancia al
aspersor para las 4 presiones hidrulicas.
Tabla 1. Tasa de precipitacin ( ) y potencia especfica ( ) para las combinaciones de presin de operacin y distancias al
aspersor.
Presin de
operacin
(kPa)
Distancia
desde el
aspersor (m)
Tasa de
precipitacin
(mm h-1)
Potencia
especfica (W
m-2)
150
3 3.90 0.0078
6 1.90 0.0069
9 1.14 0.0064
12 - -
200
3 3.29 0.0063
6 1.65 0.0050
9 0.44 0.0026
12 - -
250
3 3.04 0.0049
6 1.39 0.0040
9 0.38 0.0020
12 0.13 0.0008
300
3 3.42 0.0049
6 2.72 0.0040
9 1.39 0.0020
12 0.25 0.0008
Anlisis de la potencia especfica empleando mapas de
contorno.
La potencia especfica ( ) present un comportamiento distinto en cada escenario analizado. Valores promedio de
potencia especfica para los distintos marcos son mostrados en
la Tabla 2, observndose en casi todos los casos mismos
promedios de en maros Rectangulares y Triangulares con iguales dimensiones. Para una presin dada, las diferencias en
el valor medio de la potencia especfica nicamente se
relacionan con las dimensiones del marco. El menor efecto de
esta variable se present en los arreglos R 18x18 m y T 18x18
m, con de 0.007, 0.005, 0.004 y 0.010 Wm-2, operando a
150, 200, 250 y 300 kPa respectivamente.
Al examinar los mapas de contorno (Ilustraciones 7 y 8) en los
marcos de 12x12 m la potencia especfica alcanz valores
mximos frecuentemente en la parte central de la superficie
con de 0.0409 W m-2 y mnimos en los lmites con rango de
0.0008 0.0058 W m-2 para los dos esquemas (R y T) considerando las cuatro presiones de trabajo; por otra parte, en
marcos de 18x18 m, mxima se registr generalmente en las esquinas y el valor mnimo en el centro de la superficie, el
valor mximo no sobrepas la energa de 0.0158 W m-2
mientras que el mnimo fue de 0.0008 W m-2, para ambos
arreglos. En marcos R 18x12 m, mxima fue visible en la parte central de los extremos izquierdo y derecho de los cuatro
escenarios analizados con variaciones entre 0.0259 0.0309 W m-2, en marcos T 18x12 m, nunca excedi 0.0259 W m
-2,
en otro sentido, los valores mnimos generalmente aparecieron
en la parte central de la superficie en un rango de 0.0008 0.0108 W m-2.
De lo anterior, se deduce que la potencia mxima
considerando todos los espaciamientos, se present en marcos
rectangulares con 0.21 % superior comparado con los marcos
T. Considerando marcos de aspersores y condiciones
experimentales en comn al trabajo de Bautista et al. (2012),
de 18x18 m y operando a 200 kPa, los valores de resultan 70.59 % menores a los resultados obtenidos por los autores
mencionados.
Por otra parte en la misma Tabla 2 se presentan coeficientes
de uniformidad de potencia especfica ( ), calculados con la Ecuacin 4 para los diferentes espaciamientos y presiones
hidrulicas, en general los ms altos se presentaron en marcos
R 12x12, T 12x12 y T 18x12 m con valores de 84, 85 y 86 %
respectivamente, esto fue visto con mayor claridad operando a
250 kPa. Al considerar todos los espaciamientos y presiones
hidrulicas, el coeficiente de uniformidad promedio fue de
71.62 %.
Tabla 2. Promedios de potencia especfica y Coeficientes de
Uniformidad ( ) para las diferentes combinaciones de marcos de aspersores y presiones hidrulicas.
Presin
(kPa)
Marco de aspersores (rectangular o triangular, m x m)
R
12x12
R
18x18
R
18x12
T
12x12
T
18x18
T
18x12
Potencia especfica media (W m-2)
150 0.014 0.007 0.010 0.014 0.007 0.010
200 0.011 0.005 0.008 0.011 0.005 0.008
250 0.009 0.004 0.006 0.009 0.004 0.006
300 0.020 0.010 0.014 0.020 0.010 0.014
Coeficiente de uniformidad de potencia especfica (%)
150 77.68 66.66 66.85 71.62 66.21 76.88
200 75.69 52.19 63.12 70.10 55.17 74.03
250 84.03 68.07 73.26 84.97 68.69 86.47
300 71.21 71.56 76.10 72.74 78.10 67.48
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Ilustracin 7. Mapas de contorno de potencia especfica ( ) para combinaciones de marcos rectangulares y presiones de operacin.
Ilustracin 8. Mapas de contorno de potencia especfica ( ) para combinaciones de marcos triangulares y presiones de operacin.
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Conclusiones
Fueron utilizados datos experimentales de la caracterizacin
geomtrica y cinemtica de gotas emitidas por un aspersor de
impacto para estimar la energa cintica y potencia especfica
a diferentes distancias del aspersor (3, 6, 9 y 12 m) para
presiones de operacin de 150, 200, 250 y 300 kPa y viento en
calma. La energa cintica de gotas individuales ( ) aument a mayor dimetro, situacin que result ms evidente en los
puntos de observacin ms alejados del aspersor (9 m y 12 m).
La energa total emitida por el aspersor se estim a partir del
volumen de descarga ( ); los resultados indican un aumento exponencial de respecto a la distancia, y un patrn inverso entre y la presin hidrulica. y fueron mayores en comparacin con los resultados obtenidos por autores como
Bautista et al. (2012); hecho que se atribuye al uso de dos
boquillas mientras que la referencia citada obtiene sus
resultados utilizando una boquilla.
A partir de los valores de energa cintica se estim la
potencia especfica ( ) para representar a travs de un conjunto de mapas la energa trasferida al suelo para un
sistema de aspersores en arreglos rectangulares y triangulares
que ms comnmente se emplean en situaciones reales para
sistemas de riego por aspersin con dispositivos de impacto.
La potencia especfica present un comportamiento anlogo a
la tasa de aplicacin radial, a mayores distancias del aspersor
menor efecto de dicha variable. Los arreglos de aspersores que
resultaron en menor potencia especfica fueron los R 18x18 m
y T 18x18 m; en los dos marcos se obtuvieron valores de
0.007, 0.005, 0.004 y 0.010 W m-2 a presiones de 150, 200,
250 y 300 kPa. Sin embargo en trminos de uniformidad los
ms altos se presentaron en marcos R 12x12, T 12x12 y T 18x12 m, principalmente operando a 250 kPa. Los mapas de
contorno de as como los distintos arreglos analizados en este trabajo pueden ser tiles con propsitos de diseo
agronmico y gestin del riego.
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