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Artículo: COMEII-15050

I CONGRESO NACIONAL COMEII 2015

Reunión Anual de Riego y Drenaje

Jiutepec, Morelos, México, 23 y 24 de noviembre

PROGRAMA IRRIGACAD PARA CÁLCULO, DISEÑO Y CUANTIFICACIÓN DE

MATERIAL EN SISTEMAS DE RIEGO PRESURIZADO

Ariel Peña Sosa1

1 Registro de Autor en INDAUTOR 03-2014-021013255800-01, Palmas 8, G-301, San Lorenzo, Texcoco, Estado

de México.

Resumen

Los sistemas de riego hacen posible la optimización del uso del agua y permiten el

incremento en el rendimiento en la agricultura. En el mercado existen programas de apoyo

para el diseño de sistemas de riego. El presente trabajo se realizó con la finalidad de dar a

conocer a la comunidad profesional de especialistas en irrigación el programa para

cálculo, diseño y cuantificación de material IrrigaCAD. IrrigaCAD es un programa de

computación que conjunta funciones para el cálculo, diseño y cuantificación de material

para riego presurizado, está desarrollado como un complemento que trabaja con

AutoCAD Civil 3D ® y MS Office ®, así como la generación de los archivos INP de trabajo

para EPANET; protegida con tecnología de llave HASP® de SafeNet, Inc. El programa está

dirigido a profesionales del Riego Presurizado. Toma en cuenta criterios establecidos en

normativa mexicana como son NMX-O-167-SCFI-2001 “Requisitos técnicos mínimos para

el uso eficiente del agua y la energía en sistemas de riego presurizado” y NMX-O-177-

SCFI-2011 “Lineamientos generales para proyectos de sistemas de riego presurizado”.

Palabras clave adicionales. Diseño de sistemas de riego, programas de Cómputo para

Riego.

I Congreso Nacional COMEII 2015, Jiutepec, Morelos, México, 23 y 24 de noviembre

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Introducción

El uso de programas de cómputo para el diseño de sistemas de riego es fundamental para

lograr buena productividad y calidad en el proceso de elaboración de proyectos de riego

presurizado.

En el mundo existen algunos programas comerciales de diseño de sistemas de riego:

WCADI, Israel 1980.

IRRICAD, Nueva Zelanda 1988, Nelson, Washington USA.

IrriMaker, Sudafrica 1982, Senninger, Florida USA.

RainCAD, USA 2009, para BridCAD y AutoCAD.

IrriPRO, Italia 2004.

Sin embargo, también se debe tomar en cuenta que diversos fabricantes tienen sus propios

desarrollos para dar elementos técnicos a los proyectistas en el quehacer de su trabajo

como son para el cálculo de pérdidas de energía en válvulas o flujo en emisores, solo por

citar algunos ejemplos tenemos:

Netafim.

Rain Bird.

Hunter.

Toro.

NaanDanJain.

Bermad.

ARI.

Dorot.

Etc.

En México existen distintos desarrollos en el medio que son populares en el mercado:

CHIRIPA, desarrollado por Eduardo Murillo Cardoza como un complemento que

trabaja en AutoCAD.

REGACADS, mejorada del anterior por Eduardo Murillo Cardoza (AutoCAD).

DISIRIM, desarrollada por Alberto Barreto e Edgar Sol Rojas (AutoCAD).

IrrigaCAD ha sido desarrollado por el autor de este artículo basado en la experiencia del

mercado de sistemas de riego presurizado por más de 25 años y está dirigido a técnicos en

riego presurizado, integran una solución completa a las necesidades de los proyectistas. Es

la evolución del programa Irriga de 1997 que se desarrolló para trabajar la versión R14 de

AutoCAD®. IrrigaCAD se registró en INDAUTOR en 2014.


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La filosofía de IrrigaCAD consiste en el desarrollo de herramientas que funcionan dentro

de aplicaciones de otros fabricantes, lo que permite trabajar los proyectos de riego con

todas las ventajas que tienen estos paquetes en la implementación de sus proyectos.

IrrigaCAD es un programa de computación que conjunta funciones para el cálculo, diseño

y cuantificación de material para riego presurizado, está desarrollado como un

complemento que trabaja con AutoCAD Civil 3D ® (es una marca registrada por ©

Autodesk Inc) y Excel ® (es un marca registrada por © Microsoft Corporation), así como la

generación de los archivos INP de trabajo para EPANET; la protección se realiza mediante

tecnología de llave HASP® de SafeNet, Inc.

EPANET es un Software desarrollado por la U.S. EPA, que modela en período extendido

el comportamiento hidráulico y la concentración de cualquier sustancia a través de redes

de tuberías de agua. EPANET es un software de dominio público que puede ser copiado y

distribuido libremente.

Algunas de las características principales de IrrigaCAD son las siguientes:

Toma en cuenta normativa mexicana para la elaboración y revisión de proyectos de

sistemas de riego de acuerdo a la norma NMX-O-167-SCFI-2001 referente a los

“Requisitos técnicos mínimos para el uso eficiente del agua y la energía en sistemas

de riego presurizado” y a los que corresponden a la norma NMX-O-177-SCFI-2011

“Lineamientos generales para proyectos de sistemas de riego presurizado”.

Pueden trabajar totalmente libre cualquier emisor y cualquier tubería ya que se

pueden modificar sus bases de datos al catálogo del cliente.

Los cálculos principales con los que cuenta son: Calculo de línea regante, de línea

secundaria y principal, pudiendo definir los productos con los que se quiere

trabajar para cada caso.

Cuenta con un módulo de “Áreas” que permite hacer de una forma sencilla el

seccionamiento del área de riego.

Permite hacer recuento de las tuberías separando entre principal, secundaria y

conexiones a las líneas regantes, así como la cuantificación automática de todas las

conexiones y accesorios, lo que hace altamente productivo el trabajo del

proyectista.

Permite la reutilización de proyectos, es decir, reutiliza los trazos y formateo del

dibujo cuando hay necesidad de hacer algunas modificaciones a proyectos

previamente elaborados.

Cuenta con algunas herramientas de dibujo que ayudan a “vestir” el plano.

Las rutinas de cálculo están protegidas con una llave física de hardware.

Los derechos de comercialización del programa de computación IrrigaCAD se hace a

través de un contrato que puede proporcionar alguno de los siguientes materiales:


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i. IrrigaEX: Diseño y revisión de sistemas de riego en Excel®, es ideal cuando se

requiere presentar cálculos en forma tabular.

ii. IrrigaCAD estándar o IrrigaCAD-e: Diseño de sistemas de riego en ambiente

gráfico (Autocad Civil 3D®), cuenta con un sistema que procura reutilizar al

máximo la edición del dibujo y la configuración de los proyectos, de tal forma que

se disminuye el reproceso en modificaciones a proyectos de riego.

iii. IrrigaQty: Recuento de materiales automatizado, en este caso el algoritmo está

diseñado para que tome decisiones de los materiales que existe en los nodos,

tomando en cuenta las tuberías seleccionados por el proyectista para la red

hidráulica.

Requerimientos técnicos

Para el correcto desempeño del programa de cómputo es necesario que el usuario

proporcione los siguientes requerimientos en su computadora:

Windows Vista, 7 o 8 de 32 o 64 bits.

Autodesk® AutoCAD® Civil 3D® 2013.

Microsoft® Excel® y Access®2010 o 2013.

EPANET© 2.00.12.

El presente trabajo se realizó con la finalidad de dar a conocer a la comunidad profesional

de especialistas en irrigación el programa para cálculo, diseño y cuantificación de material

IrrigaCAD.

Materiales y métodos

Se hace una descripción del programa IrrigaCAD, posteriormente se hace referencia a un

trabajo realizado por Gómez y Torres (Gomez y Torres, 2014) donde compara tres

programas de diseño de sistemas de riego entre los que se incluye IrrigaCAD.

El diseño de sistemas de riego es un trabajo intelectual que tiene las siguientes fases

(Figura 1):

1. Requerimientos y planteamiento del sistema de riego.

2. Diseño agronómico.

3. Diseño hidráulico.

4. Cuantificación de materiales y presupuesto.


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Figura 1. Secuencia de trabajo en un proyecto de riego.

IrrigaCAD consiste de distintos programas que se agrupan en los siguientes menús:

Configuración.

Dibujo.

Lote.

Sección.

Red.

Cálculo.

IrrigaCAD (información de la licencia).

Control de Proyectos

Cuenta con un sistema de control de proyectos que le permite administrar la información

de los mismos (Figura 2).

Figura 2. Ventana de administración de proyectos.


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Configuración

IrrigaCAD es fácilmente configurable y cuenta con una base de datos configurable para el

usuario, sin embargo, de ser necesario se puede prestar los servicios para configurar el

programa a los productos que requiera el proyectista (Figura 3).

Figura 3. Ventana para la configuración del programa.

Cálculo de Laterales

Tiene un poderoso sistema de cálculo de laterales, lo mismo se puede usar como una

calculadora de riego que dejar los detalles del cálculo en las entidades de dibujo y bases de

datos del sistema (Figura 4).

Figura 4. Ventana del sistema de cálculo de laterales del programa.

Orientación de Textos

Se puede configurar la orientación de los textos en las tuberías portalaterales, así como la

posición relativa de su colocación respecto a la válvula (Figura 5).


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Figura 5. Ventana de configuración de la orientación de los textos.

Red Principal

El cálculo se puede realizar (Figura 6):

Con el sistema de cálculo de tuberías en serie de una forma muy sencilla y con

interface totalmente gráfica.

Generando el modelo de EPANET en caso de requerir un modelo más complejo de

análisis de la Red.

Figura 6. Ventana para el cálculo de red principal.


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Reutilización de trabajo

IrrigaCAD está diseñado para utilizar al máximo la productividad del proyectista.

En su módulo de edición y dibujo, permite en un proyecto que ya ha sido diseñado,

tomarlo como base simplemente copiando la carpeta y renombrando para después editarlo

sin destruir los textos, el programa puede recalcular las subunidades con nuevas

características o quitar y agregar nuevas, al rehacer el cálculo los textos se actualizan

automáticamente. Esta es una característica única en el mercado.

Calidad de presentación

La calidad de los planos es muy alta, ya que además de desplegar información amplia

sobre los cálculos, aprovecha las bondades de AutoCAD (Figura 7).

Figura 7. Plano generado con el programa.

Subunidades complejas

IrrigaCAD permite el cálculo de subunidades complejas de riego (Figura 8).

Figura 8. Plano de subunidades de riego.


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Proyectos especiales

Se pueden realizar proyectos especiales como de jardinería o redes complejas de riego

(Figura 9).

Figura 9. Ejemplo de planos de proyectos especiales, jardín.

Reportes

IrrigaCAD genera un respaldo de la memoria de cálculo en una base de datos de Access

individualizada por proyecto, donde contiene detalles del cálculo de las laterales,

portalaterales y red principal (Figura 10).

A partir de esta información es muy sencillo manipularla con Excel y presentarla de

acuerdo a las necesidades de los usuarios. Se generan reportes de las Laterales,

Portalaterales, Operación del seccionamiento, Tubería empleada, perfiles de operación

hidráulica y funcionamiento de la red principal.


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Figura 10. Detalles del cálculo de las laterales, portalaterales y red principal.

Recuento de material

IrrigaCAD cuenta con un módulo de cuantificación de material con una base de datos

estandarizada con productos de uso común en México, de esta forma no se le deja al

usuario el problema de hacerla base, proceso que es relativamente largo (Figura 11).

IrrigaCAD permite realizar un informe de recuento de material diferenciando entre la red

principal secundaría y tubería preexistente.

Figura 11. Base de datos estandarizados.


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Información de la licencia

Se presenta en una ventana la información a la licencia del programa de computo, vigencia

y tipo (Figura 12).

Figura 12. Ventana de la información de licenciatura.

Comparación con otros programas

Esta comparación está basada en el trabajo “Evaluación del desempeño de tres programas

comerciales para diseñar sistemas de riego presurizado (IRRICAD, IrrigaCAD y WCADI)”

desarrollado por Gómez y Torres (2014).

El sistema de riego que se resuelve en la investigación de Gómez y Torres es

relativamente complicado, se usó el material que tiene por default el programa, los

resultado obtenidos se muestran el Figura 13.

Figura 13. Resultados de cada programa de las dimensiones de la tubería.


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Aunque destacan algunas diferencias básicas entre la tubería utilizada como es el uso de

tubería Clase 125 de fabricación americana (Estados Unidos de America) donde

consideraron tubería de 2-½“ y 5” que no son de uso frecuente en México para IRRICAD y

tuberías serie métrica y serie inglesa comunes en IrrigaCAD y WCADI se puede tener un

punto de comparación.

La comparación que se presenta está basada en la cantidad de materia prima por unidad

de tubería empleada en el proyecto, la tubería de PVC básicamente está formada por la

misma materia prima en toda su sección trasversal, lo que hace comparables los resultados

entre cada uno de los proyectos, se presenta la tabla comparativa (Figura 14).

Diámetro IRRICAD WCADI IrrigaCAD IRRICAD WCADI IrrigaCAD IRRICAD WCADI IrrigaCAD

32 mm - 2,913.00 2,652.00 0.33 0.33 - 971.25 884.23

50 mm 7,252.00 2,352.00 2,941.00 0.51 0.55 0.55 3,716.38 1,299.32 1,624.70

60 mm 1,787.00 - - 0.75 0.70 0.70 1,337.58 - -

75 mm 1,585.00 1,074.00 4,224.00 1.12 0.86 0.86 1,768.33 925.05 3,638.20

100 mm 896.00 1,005.00 999.00 1.84 1.21 1.21 1,644.71 1,217.41 1,210.14

125 mm 884.00 - - 2.81 - 2,485.07 - -

160 mm 561.00 1,329.00 1,492.00 3.98 2.14 2.14 2,235.18 2,842.60 3,191.24

200 mm 2,208.00 2,331.00 2,310.00 6.75 3.33 3.33 14,899.97 7,764.74 7,694.78

250 mm 18.00 455.00 - 10.51 5.15 5.15 189.09 2,343.97 -

300 mm 6.00 - - 14.75 8.15 8.15 88.50 - -

15,197.00 11,459.00 14,618.00 28,364.82 17,364.35 18,243.30

KG/M 1.87 1.52 1.25

CANTIDAD DE TUBERÍA (m) PESO DE TUBERIA POR METRO (kg) PESO TOTAL DE TUBERIA (kg)

Figura 14. Tabla comparativa de la tubería empleada en el proyecto.

De la comparación realizada destaca lo siguiente:

El total de la suma de la tubería trazada es diferente, lo que solo pude ser explicado

si son diferentes los trazos, se tiene una diferencia de 3.738 metros de trazo de

tubería entre el menor y el mayor.

Considerando que fueran comparables los proyectos y totalizando el peso total de

la tubería instalada se tiene que al usar una tubería clase 125 americana la cantidad

de materia prima por unidad longitud de trazo de tubería es 1.87 kg/m en el

proyecto resuelto con IRRICAD.

Los proyectos resueltos con WCADI e IrrigaCAD resultaron más comparables sin

embargo hay una diferencia 3.159 m mayor en IrrigaCAD (En longitud comparable

con el de IRRICAD) al revisar la materia prima por unidad longitudinal de trazo de

tubería se tiene 0.32 kg/m de diferencia siendo IrrigaCAD el que utiliza mejor la

tubería, dejando 1.25 kg/m de trazo de tubería.

IrrigaCAD tiene una serie de características que le dan las siguientes ventajas:

Aprovecha las ventajas de Civil 3D para el manejo de información, proporcionando

en el mismo sistema elementos geográficos y topográficos, listos para ser

empleados, es así que el traslado de este tipo de información es muy rápido y

productivo, pudiendo ingresar imágenes, topografía de distintas fuentes, etc.


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Muy alta productividad en el diseño y cuantificación de sistemas de riego.

Determinar las líneas laterales máximas, las de menor energía dado un ancho y

pendiente y revisar el funcionamiento hidráulico dadas la geometría y la presión

de las líneas laterales.

Genera el modelo de EPANET, mismo que amplía el potencial del diseño y

simulación bajo distintas condiciones de operación.

Base de datos muy amplia con muchos productos del mercado mexicano, se puede

diseñar con parámetros económicos, pero en el caso de tubos plásticos de pared

continua, la optimización se liga al peso de tubería, información que no cambia en

el tiempo.

Genera en un solo proceso un plano con acabados de entrega, mismos que puede

juzgar el usuario durante el proceso mismo de diseño.

Cuantificación de material sin la necesidad de hacer todo el proceso de cálculo

hidráulico.

Soporte técnico en México con conocimiento del mercado de sistemas de riego

nacional.

Conclusiones

IRRICAD cuentan con las herramientas necesarias para realizar el diseño de sistemas de

riego aunado que para diseñar sistemas de riego presurizados por medio de dicho

programa, el usuario debe contar con los conocimientos básicos de ingeniería de riego.

Referencias Bibliográficas

Gómez Radilla J. y Torres Torres F. 2014. Evaluación del desempeño de tres programas

comerciales para diseñar sistemas de riego presurizado (IRRICAD, IrrigaCAD y

WCADI). Tesis Profesional para Ingeniero en Irrigación, Universidad Autonoma

Chapingo.

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