prevención, tratamiento y control de obstrucciones

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

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.

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

Medidas contra las Obturaciones

Medidas preventivas :

Medidas posteriores a la obturación:

Filtrado.

Tratamiento del agua.

Tratamiento del agua.

Inyección de productos.

I. Obturaciones producidas por Partículas Minerales

Arena. Limo.

Arcilla.

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.

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.

Arena presente en emisores de goteo

Arena de sílice presente en emisores de goteo

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.

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).

Prevención contra la obstrucción de Arena

Almacenamiento de tuberías en lugares

cubiertos

Prevención Contra la Obstrucción de Arena

Cubrir extremos de tuberías y

accesorios una vez instalados


Tubería con extremos

cubiertos una vez instalada


Inserción de conectores y

salidas una vez perforada la

tubería portalateral de riego


Lavado de tubería matriz


Lavado de tuberías

portalaterales de riego


Lavado de válvulas de campo


Lavado de laterales de riego


Instalación de Filtros

hidrociclón

Prevención Contra Limo y Materia Orgánica

Filtros de Grava/Arena

Funcionamiento de una Batería de Filtros de Grava

II. OBTURACIONES PRODUCIDAS POR PARTÍCULAS ORGÁNICAS

Algas. Bacterias limosas.

Restos vegetales (Intrusión de raíces).

Restos animales.

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).

Fuentes Propicias Para El Crecimiento De Algas

Totora Aves

Vegetación en Canales Árboles en borde de reservorios

Fuentes Propicias Para El Crecimiento De Algas

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

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.

Presencia de Algas en Reservorio

Presencia de Materia Orgánica

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.

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.

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.

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).

Presencia de Bacterias Limosas

Presencia de Bacterias Limosas

Lateral de riego con

presencia de bacterias ferrosas

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

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.

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.

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.

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%).

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.

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.

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%).

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.

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.

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.

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

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

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)

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.

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.

III. Obturaciones Producidas Por Precipitados Químicos

Óxidos de hierro y manganeso. Sulfuros de hierro y manganeso.

Precipitación de carbonatos de calcio y magnesio.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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)

Carbonato de Calcio

Problemas Causados Por Precipitados Químicos

Carbonatos de Magnesio

Sales en emisores de

goteo

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.

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.

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