prevención, tratamiento y control de obstrucciones
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UNIVERSIDAD SAN PEDROUNIVERSIDAD SAN PEDROFACULTAD DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA PROFESIONAL DE AGRONOMIAESCUELA PROFESIONAL DE AGRONOMIA
ING. CARLOS CRUZADO BLANCODOCENTE
CURSO: RIEGO TECNIFICADOUNIDAD X: OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO SRP
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Obturaciones; Principal problema de los sistemas de riego presurizado.
Las obturaciones son facilitadas por:
Pequeños diámetros de los emisores.
Bajas velocidades del agua en laterales de riego.
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Causas de las Obturaciones Obturaciones – Causas Principales
Partículas Minerales
ArenaLimoArcilla
Partículas Orgánicas
AlgasBacterias limosasRestos vegetales (raíces) ó animales
Precipitados Químicos
Sales del aguaDepósitos de Fe, S y Mn
Precipitados de Carbonatos de Ca y Mg
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Medidas contra las Obturaciones
Medidas preventivas :
Medidas posteriores a la obturación:
Filtrado.
Tratamiento del agua.
Tratamiento del agua.
Inyección de productos.
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I. Obturaciones producidas por Partículas Minerales
Arena. Limo.
Arcilla.
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Consecuencias de la Obstrucción de Partículas Minerales
Desgaste de impulsores y tazones de las bombas, por presencia de arena; menor eficiencia de bombeo.
Obstrucción de emisores, por presencia de arena,
arcilla y limo.
Partículas sólidas que se acumulan en válvulas, las tuberías y laterales de riego.
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Obstrucción por Arena La arena es uno de los peores enemigos del riego por
goteo. Una vez que decanta en el gotero es muy difícil expulsarla; lo más eficaz es evitar su succión.
La arena que penetra en el sistema y que proviene
del suelo es mucho más peligrosa que aquella que proviene del agua de riego, ya que la arena del suelo llega directamente al gotero, a diferencia de la que viene del agua filtrada.
La arena no se disuelve ni se deshace con ningún tratamiento químico.
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Arena presente en emisores de goteo
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Arena de sílice presente en emisores de goteo
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Prevención contra la obstrucción por Arena
Evitar el ingreso de arena en las tuberías durante la instalación del sistema de riego.
No dejar tuberías abiertas durante la instalación, cubrir
los extremos.
Conectar de inmediato los conectores iniciales y salidas de laterales de riego, una vez hechos los agujeros en las tuberías portalaterales.
Lavar las tuberías con agua a presión una vez terminada la instalación.
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Prevención contra la obstrucción por Arena
Colocar terminales de línea ó doblar las cintas de riego una vez tendidas en el campo.
Instalar filtros hidrociclones ó separadores de arena
cuando la fuente de agua contenga arena (pozos tubulares).
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Prevención contra la obstrucción de Arena
Almacenamiento de tuberías en lugares
cubiertos
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Prevención Contra la Obstrucción de Arena
Cubrir extremos de tuberías y
accesorios una vez instalados
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Prevención Contra la Obstrucción de Arena
Tubería con extremos
cubiertos una vez instalada
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Prevención Contra la Obstrucción de Arena
Inserción de conectores y
salidas una vez perforada la
tubería portalateral de riego
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Prevención Contra la Obstrucción de Arena
Lavado de tubería matriz
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Prevención Contra la Obstrucción de Arena
Lavado de tuberías
portalaterales de riego
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Prevención Contra la Obstrucción de Arena
Lavado de válvulas de campo
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Prevención Contra la Obstrucción de Arena
Lavado de laterales de riego
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Prevención Contra la Obstrucción de Arena
Instalación de Filtros
hidrociclón
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Prevención Contra Limo y Materia Orgánica
Filtros de Grava/Arena
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Funcionamiento de una Batería de Filtros de Grava
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II. OBTURACIONES PRODUCIDAS POR PARTÍCULAS ORGÁNICAS
Algas. Bacterias limosas.
Restos vegetales (Intrusión de raíces).
Restos animales.
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1. Desarrollo de Algas
Cuando el agua de riego es de origen superficial.
Agua almacenada en reservorios al aire libre.
Favorecidas por condiciones de reposo, iluminación, temperatura, etc. de las aguas.
Crecimiento mayor por presencia de nutrientes en el agua (dióxido de carbono, nitrógeno, fósforo).
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Fuentes Propicias Para El Crecimiento De Algas
Totora Aves
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Vegetación en Canales Árboles en borde de reservorios
Fuentes Propicias Para El Crecimiento De Algas
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Principales Algas Causantes de Obstrucción
Singular Colonias
Cyclotella 11 11
Cymbella 12 20
Fragilaria 12 - 18 60 - 100
Melosira 10 20
Navicula 3 - 5 70 - 100
Synedra 1 - 5 90 - 150
Spyrogyra 10 - 20
Mougeotia 6 - 20
Chyanophyta Oscilatoria 3 - 8
Flagenalla Peridinium 42 - 52 44 - 52
Diatomeas
Chlorophyta
Tamaño (micrones)Nombre del Grupo Nombre de la Especie
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Problemas que Ocasionan la Presencia de Algas
Acumulación en filtros, dificultando el paso del agua.
Obturación de filtros de grava ó arena, obligando a
retrolavados frecuentes.
Formación de matriz gelatinosa y pegajosa en las tuberías y aguas.
Dicha matriz sirve de base al crecimiento bacterial del limo, formando conglomerados que causan obstrucción.
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Presencia de Algas en Reservorio
Presencia de Materia Orgánica
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Prevención y Tratamiento Contra las Algas Cubrir el reservorio (de ser posible) para evitar la luz
solar que facilita el crecimiento de las algas. Introducción de especies piscícolas (carpas, tilapias)
que consumen grandes cantidades de algas y microorganismos (usar poblaciones controladas).
Aplicación de sulfato de cobre en dosis de 2 mg/litro (2 gr./m3), en bolsas equipadas con flotadores y ancladas en varios puntos del reservorio ó dispersado sobre la superficie del agua.
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2. Desarrollo de Bacterias Limosas
Microorganismos presentes en el agua de riego que por su pequeño tamaño traspasan los sistemas de filtración.
Su crecimiento es favorecido por factores como la
calidad del agua de riego (contenido en Fe, SH2, O2, pH), Tº del agua, fuentes de carbono orgánico.
Residuos de algas acumulan hierro y favorecen el desarrollo de bacterias.
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Las partículas de arcilla en el agua se pegan a las bacterias limosas y agravan el problema, debido a que por proveer nutrientes, favorecen el crecimiento extra.
Como el desarrollo de las bacterias se incrementa en tamaño, se desprenden grandes partículas y se mueven aguas abajo, obstruyendo los pequeños orificios de los emisores.
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Clasificación de Bacterias Limosas
Limo bacterial sulfático, si el agua contiene sulfuros de hidrógeno, con > 1 ppm de sulfuro.
Limo bacterial de hierro, si el agua contiene > 0.1
ppm de hierro. Limo bacterial no especificado (filamentoso u otros).
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Presencia de Bacterias Limosas
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Presencia de Bacterias Limosas
Lateral de riego con
presencia de bacterias ferrosas
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a. Tratamiento por Adición de Cloro (Clorinación)
Se basa en la inyección de varios compuestos de cloro en el agua de riego, permitiendo:
Crear un ambiente en el cual las algas no se puedan desarrollar más. Actúa como agente oxidante, causando la descomposición de la materia orgánica. Previene la aglomeración y sedimentación de materia orgánica suspendida. Oxida substancias como hierro y manganeso, con lo que produce compuestos insolubles que luego pueden ser removidos.
Tratamientos para eliminar Bacterias Limosas
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Aplicación de Cloro
Inyección intermitente de cloro en concentración baja y uniforme (1 – 10 ppm) ó varias veces durante el ciclo de riego.
Inyección intermitente en alta concentración ( > 10 ppm) una ó varias veces durante el ciclo de riego (hasta 20 minutos x día).
Superclorinación en una concentración de 50 ppm, con una duración de 5 minutos durante el ciclo de riego.
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Fuentes de Cloro
Gas de Cloro ( Cl2 )
Concentración disponible de cloro : 100%
Reacción química : Cl2 + H2O = H+ + Cl- + HClO Ácido Hipocloroso
Usado comúnmente en plantas de tratamiento de agua potable.
Uso en riego presurizado requiere equipos especiales.
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Fuentes de Cloro
Hipoclorito de Calcio : Ca (ClO2 )
Concentración disponible de cloro : 65 – 70 %
Reacción química :
Ca (ClO2) + 2H2O = Ca+2 + 2OH- + 2 HClO Ácido Hipocloroso
Material sólido granulado usado comúnmente en mantenimiento de piscinas.
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Fuentes de Cloro
Hipoclorito de Sodio ( NaClO)
Concentración disponible de cloro : 5 – 15 %
Reacción química :
NaClO + H2O = Na+ + OH- + HClO Ácido Hipocloroso
Es el más usado en sistemas de riego presurizado.
Fuente más común: Lejía (5.25%).
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Como Funciona el Cloro al ser Aplicado:
Tanto si el Cloro se aplica en forma gaseosa (Cl2) ó como hipoclorito de sodio (NaClO) : Al disolverse en el agua el cloro se hidroliza y pasa a ácido hipocloroso (HClO).
Al ser un fuerte oxidante, su acción biocida oxida (“quema”) los microorganismos. Detiene la oxidación de la glucosa por parte de las células.
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Como Funciona el Cloro al ser Aplicado:
Al ser un ácido débil, el HClO sólo está presente en ph < 7.8.
pH óptimo : 5 – 5.6 (garantiza el 90% de HClO disponible.
La aplicación de un ácido disminuye el pH y aumenta
la concentración del HClO.
El ácido debe aplicarse previamente a la inyección del HClO.
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Cantidad de Hipoclorito de Sodio - NaClO a utilizar:
Fórmula: VNaClO = [ Cl ] x Q
[ NaClO ] x 10
VNaClO = Volumen de NaClO a aplicar (lt / hr).
Q = Caudal del sistema de riego (m3 / hr).
[ Cl ] = Concentración inicial de cloro libre (ppm) – ( 20 ppm )
[ NaClO ] = Concentración del NaClO (5.25%).
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Ejemplo:
En un sistema de riego por goteo con un caudal de 8 m3/hr, calcular la cantidad de NaClO necesaria para aplicar el equivalente a 20 ppm de cloro libre.
Fórmula: VNaClO = [ 20 ] x 8 = 3.047 lt/ hr
[ 5.25 ] x 10
Se requieren 3.047 lt/hr de NaClO.
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Recomendaciones al Aplicar Cloro Al ser un elemento peligroso, seguir rigurosamente las
instrucciones del fabricante en cuanto a la manipulación y almacenaje del producto (ventilación adecuada, a la sombra).
Protegerse manos, ojos y piel.
Evitar contacto del producto con cualquier tipo de fertilizantes. La mezcla puede provocar una reacción química que libera
calor en forma violenta con riesgo de explosión. Siempre adicionar el cloro (líquido ó seco) al agua y no a la
inversa.
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Recomendaciones al Aplicar Cloro
Verificar que el ph del agua sea < 6 ppm.
Efectuar retrolavado de los filtros de grava, lo que aumenta la efectividad del HClO.
Luego del inicio de la inyección, se sugiere tener lecturas de 3 ppm de cloro libre en el punto de aplicación.
En el emisor más alejado, el agua debe salir con una concentración de cloro libre entre 0.5 – 1 ppm.
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La inyección de gas ozono es relativamente nueva y de uso no extendido.
Oxidante muy fuerte y por lo tanto muy corrosivo. Tiene una vida muy corta (cerca de 30’), por lo que es
muy efectivo en eliminar material orgánico que entra al sistema de riego, pero inefectivo en los extremos de los laterales de riego.
b. Tratamiento por Inyección de Ozono
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Los tratamientos con ácidos disminuyen el pH del agua, aumentan la efectividad del cloro y en muchos casos son suficientes por sí solos para eliminar las bacterias limosas.
Se puede aplicar H2SO4 ó HPO3 para controlar el pH.
El uso de fertilizantes de nitrógeno acidificados en el sistema de riego, proporcionan tanto ácidos para el control de pH como fertilizantes.
c. Tratamiento por Control de pH
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La intrusión es causada por el estrés hídrico debido a mal manejo en la aplicación del riego.
Se da con mayor énfasis en emisores enterrados
(riego subsuperficial).
Se evita con manejo adecuado del riego, evitando el estrés hídrico.
Aplicación de productos químicos (Treflán).
3. Desarrollo de Restos Vegetales (Intrusión Raíces en Emisores)
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Prevención para la Intrusión de Raíces
En la aplicación de Treflán, se recomienda hacer un tratamiento anual, de preferencia al inicio de la temporada.
Dosificación recomendada : 1gr / 8 goteros. El tratamiento se aplica estando el suelo
seco.
Duración del tratamiento : 5 – 15 minutos.
Continuar regando luego de la aplicación.
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Equipos para Prevenir la Intrusión de Raíces
Uso de filtros de discos que liberan pequeñas cantidades de Treflán.
Uso eficiente como filtro en
sistemas de riego por goteo.
Fácil instalación, armado y uso.
Los anillos se deben cambiar cada 2 años.
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III. Obturaciones Producidas Por Precipitados Químicos
Óxidos de hierro y manganeso. Sulfuros de hierro y manganeso.
Precipitación de carbonatos de calcio y magnesio.
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A. Obturaciones por Óxidos de Hierro y Manganeso
El hierro ferroso (Fe+2) presente en el agua de riego en forma soluble, se oxida y se transforma en su forma insoluble, el hierro férrico (Fe+3).
Concentraciones entre 0.1 – 0.2 ppm pueden causar
problemas en el sistema de riego.
En aguas superficiales, las bacterias limosas oxidan el hierro y estimula su crecimiento, causando la obstrucción de los emisores de goteo.
En pozos profundos, forman incrustaciones en el revestimiento del pozo y reducen su caudal.
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Tratamientos contra Óxidos de Hierro y Manganeso
Estabilización del hierro en su forma más soluble (reducida), utilizando agentes aislantes como sodio heta – metafosfato.
Descarga del agua de pozos en reservorios, asegurando de que
haya una buena aireación. Esta operación oxida el hierro en estado ferroso (Fe+2) y lo convierte en férrico (Fe+3), precipitándose.
Tratamientos de oxidación: Clorinación. Se inyecta cloro a tasas entre 1.4 y 3.0 veces la tasa del hierro.
Sedimentación y filtración. Un filtro de arena ó grava es el filtro más indicado para remover el óxido férrico por medio de filtración.
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B. Obturaciones por Sulfuros de Hierro y Manganeso
El hierro y el manganeso disueltos en presencia de sulfuros puede formar un precipitado negro insoluble.
El problema con sulfuros está casi exclusivamente asociado
con aguas de pozos, ensuciando en forma muy rápida el revestimiento de los mismos.
Fierro soluble en concentraciones de 0.1 ppm. ó > pueden resultar un problema para el sistema de riego.
Presencia de sulfuros en cantidades de 0.5 ó > pueden causar severos problemas de taponamiento.
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Tratamiento contra Sulfuros de Hierro y Manganeso
Los sulfuros pueden ser eliminados por aireación ú por otros procesos de oxidación. Dosificación recomendada: 8.6 ppm de cloro por 1 ppm de azufre en el agua.
Inyectar hasta que la concentración residual de cloro en los terminales y en los laterales esté entre 0.5 – 1.0 ppm.
Al obtener dicha concentración debe continuarse la clorinación por 30 minutos más. Repetir el proceso cada 12 horas de riego.
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C. Obturaciones por precipitados de Carbonatos de Calcio y magnesio
Las precipitaciones de carbonatos tienen lugar en los mismos emisores y puede ocasionar taponamiento de los mismos.
Su presencia se identifica fácilmente colocando una
gota de HCl (ácido muriático) sobre un emisor que esté obstruido.
Si se produce efervescencia sobre el material, es que hay presencia de carbonatos.
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Tratamiento contra precipitados de Carbonatos deCalcio y magnesio
La solución más popular es la inyección de ácido para la remoción de carbonatos del agua, en forma de gas de CO2, antes de que ocurra la precipitación.
Ácidos más usados: ácido sulfúrico, ácido fosfórico,
ácido clorhídrico.
Lograr bajar el pH del agua a valores de 6.5 previene la precipitación de carbonatos.
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Cálculo de la Cantidad de H2SO4 Requerida:
Dosis requerida H2SO4 = [ HCO3 ] x 0.46
Dosis requerida [ H2S4 ] litros H2SO4 / ha
[ HCO3 ] = Concentración carbonatos en el agua de riego (ppm ó mg/lt)
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Carbonato de Calcio
Problemas Causados Por Precipitados Químicos
Carbonatos de Magnesio
Sales en emisores de
goteo
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IV.IV. EQUIPO NECESARIO PARA DETECTAR EQUIPO NECESARIO PARA DETECTAR PROBLEMASPROBLEMAS
Para el propio sistema de riego:
Manómetros instalados antes y después de los filtros a fin de medir las presiones.
Medidor de flujo instalado aguas debajo de los filtros. Manómetro en cada válvula de campo.
Para observaciones y mediciones de campo:
Manómetro para medir presiones en la línea principal y en los laterales de riego.
Vaso ó frasco transparente.
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Para observaciones y mediciones de campo:
Frasco con gotero de ácido clorhídrico (muriático) diluido, se recomienda usar guantes y lentes protectores para su manipulación.
Lupa con suficiente aumento para permitir un adecuado examen de sedimentos (10X).
Un instrumento con filo cortante (cuchillo ó navaja de un solo filo), para cortar emisores de pared delgada.
Tijeras para poder ó instrumento similar; para cortar emisores habrá que aplastarlos para abrirlos y se pueden necesitar pinzas.