INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL · 2017-12-14 · Yo sé que con estas simples palabras no ... La...

ESCUELA

EÑO DE UN

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STITUTO

SUPERIOR

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INSTESCUELA SUPER

Que como prueba escrita de sdeberán desarrollar los C.C:

“DISEÑO DE UN SISTEMA D

Para que un limón tenga un cordel limón tenga a su disposiciónclimatológicas y del suelo. En dicha cantidad de agua hasta lrecursos disponibles.

I. CONCEII. RIEGO

III. PLANTIV. DESARV. GENER

VI. ANÁLISVII. CONCL

PRIMER ASESOR:

_________________________ING. ENRIQUE MARTÍNEZ R

Vo. Bo.

____________________________ING. MAGDALENO VÁSQUEZ R

JEFE DE LA CARRERA D

TITUTO POLITÉCNICO NACIONAL RIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y EL

UNIDAD CULHUACAN ��

TESIS COLECTIVA

e su examen profesional para obtener el título de

PRIMO GABRIEL ANICA GUTIÉRREZ JOSÉ ANTONIO HERNÁNDEZ ALDANA

SILVIO RUIZ CRUZ

A DE RIEGO POR GOTEO AUTOMATIZADO PARLIMONES”

orrecto desarrollo y sea un producto de calidad es ión cierta cantidad de agua, la cual estará en funcn este proyecto se busca desarrollar un sistema, ca la planta de la forma más eficiente, buscando op

CAPITULADO

CEPTOS TEORÍCOS DE HIDRÁULICA Y TURBOO POR GOTEOTEAMIENTO DEL PROYECTO RROLLO Y CÁLCULOS

ERALIDADESLISIS ECONÓMICOCLUSIONES

México D.F., a 2

_________ RAMÍREZ

_____________ RODRÍGUEZ DE I.M.

SEGUNDO AS

________________________ING. EZEQUIEL APOLONIO SA

APROBA

_ _____________________

M. en C. HÉCTOR BECERSUBDIRECTOR ACA

LÉCTRICA

de ingeniero mecánico,

ARA UN CULTIVO DE

s necesario que el árbol nción de las condiciones , conocer y hacer llegar optimizar al máximo los

OMÁQUINAS

a 27 de Octubre de 2008

ASESOR:

__________________ SANTILLÁN LECHUGA

_______________ ERRIL MENDOZACADÉMICO.

DEDICATORIAS

El lograr una meta, es cerrar un ciclo y comenzar muchos más, pero es necesario reconocer que detrás de este logro, se encuentra una base conformada por todos mis seres queridos que han puesto de su parte para formar la persona que soy.

Primeramente agradezco a Dios, por siempre brindarme pruebas para desarrollar mis habilidades, por mis alegrías y por mis tristezas, por darme a mi familia y amigos.

A mis padres Hugo Rufino y Juliana, por darme la vida, por respetar mis decisiones, por siempre alentarme y enseñarme con su ejemplo como ser feliz, por perdonarme todo, por corregirme, por su apoyo incondicional, por dedicar su vida a mi y sobretodo por quererme tal y como soy.

A mi Tío Pedro, ¿Cómo agradecerle? Es difícil, no tengo palabras para hacerlo, 10 años compartiendo su casa, su vida, se ha encargado de darle los toques finos a mi persona, de siempre exigirme a hacer algo, a pensar, a tomar mis decisiones y acatar mis responsabilidades, por eso y muchísimo mas GRACIAS.

A mis Hermanos Víctor Hugo y Elsa Guadalupe, que con su compañía me han enseñado que es querer a alguien incondicionalmente, por soportarme, por ser ustedes mismos, ya que son un orgullo para mí.

A mis Abuelos Elsa, Altagracia, Primo, y Rufino, porque con su vida llena de esfuerzos y de ganas de salir adelante son un ejemplo de superación que día a día trataré de emular, por su inmenso amor que siempre me han demostrado, por brindarme parte de su ser y de sus enseñanzas.

A todos mis tíos, por lo mucho que han aportado a mi persona, su alegría, sus ganas de salir adelante, sus enseñanzas, sus vivencias, su lealtad, su apoyo incondicional, gracias por compartir conmigo parte de su vida.

A todos mis primos, por mostrarme que la vida se puede vivir de diferentes formas, que aún cuando nos separen muchos kilómetros siempre estaremos cerca cuando lo necesitemos.

A todos mis maestros, que se encargaron de cimentar la obra que hoy se concluye. Para que existan profesionistas, es necesario de alguien que los forje. Su dedicación nunca ha sido ni será en vano.

Por último, y no de menos importancia, a toda esa fabulosa banda de amigos que me han enseñando a darle ese toque de alegría y locura a mi vida, por esos buenos y malos momentos, por escucharme y compartir su vida, por brindarme su mano incondicionalmente. ESIME, ESCA, UNITEC, CUAUHTEMOC, BASILIO VADILLO, OMETEPEC, en cada lugar muchos buenos amigos.

Primo Gabriel Anica Gutiérrez.

DEDICATORIAS

Con el paso de los años el hombre se forja esperanzas, costumbres y anhelos de la propia vida; sin embargo es ésta la que suele aprovecharse de nosotros apoderándose de nuestras debilidades y flaquezas, en esos momentos es cuando aparece la familia, los amigos y profesores. Por lo cual dedico y agradezco a:

A mis padres Hilario Hernández Calva y Leonor Aldana Mejía:

He vivido una vida repleta de problemas, pero no son nada comparado con los problemas que tuvieron que afrontar mis padres para lograr que mi vida empezase, les agradezco por darme la fuerza para seguir adelante, por su gran corazón, por cuidarme siempre, por ser mi guía, mi horizonte y sobre todo por darme la oportunidad de ser su hijo. Yo sé que con estas simples palabras no pagare su esfuerzo, y la única manera de compensarlo es lidiar día con día para ser una mejor persona y corresponderles con frutos y logros.

A mis hermanos y amigos:

La amistad es un valor muy importante, no se impone, ni se programa, como todo en la vida requiere de un esfuerzo para conseguirlo y lo más importante es poner los medios para lograrlo y mantenerlo. En todas las situaciones, tanto buenas como difíciles aparecen nuestras amistades a las que podemos recurrir y dejarnos aconsejar, descargar, llorar, reír y escuchar. Gracias a todos por no dejarme vacío de todos esos sentimientos y si logre cumplir mis metas, no las efectúe solo, las realizamos todos.

A mis profesores:

Desde la preprimaria hasta el nivel superior tuvimos infinidad de profesores, unos buenos otros malos dependiendo la perspectiva, no importa nuestra opinión sobre ellos, lo que realmente importa es darles el crédito que se merecen. Gracias por forjarnos y compartir sus conocimientos con todos los alumnos, pero lo que más reconozco es su soporte, ya que como alumnos somos insoportables y además nos gusta molestarlos, gracias por tanta paciencia.

José Antonio Hernández Aldana

DEDICATORIAS

Dedico esta tesis con todo mi amor y cariño a los seres que mas amo, mis padres: Celia Cruz Ramírez y Lázaro Ruíz Torres, gracias por darme todo su apoyo, consejos y amor desinteresado, por saber guiarme en los momentos difíciles y haber forjado en mi a una persona con valores que hoy en día es difícil tener.

A mis hermanos (Pedro, Pablo, María Magdalena, Lidia, José Alfredo, Sandra y Lázaro), que me dieron aliento para no desistir.

A Dios por estar en esos momentos de angustia y haberme brindado una familia. A todos ellos por haber creído en mí.

Por último por igual importante, a mi persona, por haber logrado una meta propuesta hace varios años, el haber concluido mi carrera profesional, para dar entrada a más retos y culminación de las que están en el camino.

Ruiz Cruz Silvio.

Agradecimientos.

A la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Culhuacan, por brindarnos la oportunidad de ser parte de sus filas y formarnos como profesionistas.

Al Instituto Politécnico Nacional, por ser una de las mejores escuelas de nivel superior.

A nuestros Asesores: Ing. Enrique Martinez Ramírez e Ing. Ezequiel Apolonio Santillán Lechuga, por el apoyo brindado en la realización de esta Tesis.

Como mención especial al Ing. Roberto Rentería Flores, por ayudarnos con la programación y selección del PLC.

A la familia Anica Salazar, por facilitarnos la información necesaria para la realización de este proyecto.

A todos nuestros maestros por impartirnos los conocimientos que aplicaremos a lo largo de nuestra vida laboral.

Índice

Introducción.………………………………………………………………………………..I

CAPÍTULO I.- CONCEPTOS TEORÍCOS.

I.1 Conceptos de fluido………………………………………………..………………...…2 I.2 Propiedades de los Fluidos……………………………………………………………...2 I.3 Fundamentos de Hidrodinámica…………………………………………………….....7 I.3.1 Caudal o flujo……………………………………………………………….…7 I.3.1.1 Ecuación de continuidad………………………………………….....8 I.3.2 Ecuación de Bernoulli………………………………………………………... 8 I.3.3 Resistencias de los fluidos: Perdidas primarias y secundarias……………10 I.3.3.1 Pérdidas primarias………………………………………………...12 I.3.3.2 Pérdidas secundarias…………………………………………….....14

I.3.3.3 Redes de distribución……………………………………………....16 I.4 Cavitación y golpe de ariete…………………………………………………………...16 I.4.1Cavitación…………………………………………………………………..…16 I.4.1.1 NPSH……………………………………………………………..…17 I.4.2 Golpe de ariete………………………………………….………………….....18 1.5 Equipos de Bombeo…………………………………………………………………....19 I.5.1 Bombas centrífugas………………………………………………………….20 I.5.2 Carga Dinámica Total………………………………………………………..22 I.5.3 Altura útil o efectiva de la bomba…………………………………………...23 I. 5.4 Perdidas, rendimientos y potencias………………………………………...23 I.5.4.1 Pérdidas en el interior de la bomba……………………………………………….23 I.5.4.2 Potencias…………………………………………………………….24 I.5.4.3 Rendimientos…………………………………………………….....25 I.5.5 Curva de sistema……………………………………………………………..26 I.5.6 Leyes de afinidad……………………………………………………………..27 I.6 Automatización………………………………………………………………………...29 I.6.1 Controlador Lógico Programable (PLC)…………………………………...30

CAPÍTULO II.- RIEGO POR GOTEO.

II .1. Definición del riego…………………………………………………………..………32 II .2. Antecedentes………………………………………………………………….……...32II.3. Tipos de Riego…………………………………………………………………..…….32

II.3.1 Riego Superficial……………………………………………………....….…32II.3.2 Riego Por Aspersión…………………………………………………….…..35II.3.3 Riego por Goteo………………………………………………………….….36II.3.4 Riego Subterráneo……………………………………………………….….37

II.4 Relación Suelo-Agua-Planta……………………………………………………….... 37 II.4.1 Evapotranspiración………………………………………………………....38

II .5 Riego por goteo…………………………………………………………………….…39

ÍNDICE

II.5.1 Antecedentes del riego por goteo…………………………………………...39 II.5.2 Características del riego por goteo…………………………………….…..40

II .6 Ventajas del riego por goteo…………………………………………………………41 II .7 Desventajas del riego por goteo…………………………………………….………..42 II.8 Comparación del riego por goteo contra otros sistemas de riego…………….……43

CAPÍTULO III.- DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO.

III .1 Descripción del proyecto…………………………………………………………....46III.1.1 Estudios Preliminares……………………………………………………...47

III.2 Selección del Sistema de Riego……………………………………………………...49 III.3 Descripción general del equipo del riego por goteo……………………………......50

III.3.1 Fuente de abastecimiento de agua………………………………………...51 III.3.2 Equipo de bombeo………………………………………………………....51III.3.3 Sistema de filtrado…………………………………………………………53 III.3.4 Tuberías………………………………………………………………….....53 III.3.5 Accesorios…………………………………………………………………..54III.3.6 Dispositivos de control……………………………………………………..54 III.3.7 Elementos de seguridad……………………………………………………55 III.3.8 Goteros……………………………………………………………………...56

III.3.8.1 Características que debe reunir un gotero……………………...56 III.3.8.2 Clasificación de los goteros……………………………………...57III.3.8.3 Régimen de funcionamiento……………………………………..58 III.3.8.4 Factores que afectan el caudal del gotero……………………....58

CAPÍTULO IV.- DESARROLLO DEL PROYECTO.

IV .1 Antecedentes………………………………………………………………………....60 IV.2 Ubicación del Predio…………………………………………………………………62 IV.3 Levantamiento Topográfico…………………………………………………………64 IV.4 Datos Climáticos……………………………………………………………………...67 IV.6 Datos físicos y químicos del agua y del suelo……………………………………….70

IV.6.1 Datos físicos y químicos del agua………………………………………….70 IV.6.2 Datos físicos y químicos del suelo………………………………………….70

IV.7 Datos Socioeconómicos de la Región……………………………………………......71 IV.8 Datos Agronómicos…………………………………………………………………..72

IV.8.1 Importancia del cultivo………………………………………………….....72 IV.8.2 Clasificación botánica……………………………………………………...72

IV.8.2.1 Origen……………………………………………………………..72 IV.8.2.2 Clasificación botánica…………………………………………....73IV.8.2.3 Descripción de la planta……………………………………….....73

IV.8.3 Establecimiento Del Huerto………………………………………………..74 IV.8.3.1 Requerimientos agroclimáticos…………………………………74 IV.8.3.2 Preparación del terreno……………………………………….....75

IV.8.4 Nutrición……………………………………………………………………78 IV.8.5 Riego………………………………………………………………………...78

ÍNDICE

IV.8.5.1 Condiciones generales……………………………………………78 IV.8.5.2 Fuente y calidad del agua………………………………………...78 IV.8.5.3 Métodos para determinar el contenido de humedad del suelo..79

IV.8.6 Determinación y Requerimientos de Agua de los Cítricos………………79 IV.9 Diseño Agrícola……………………………………………………………………....80IV.10 Datos del Proyecto…………………………………………………………………..80

IV.10.1 Cálculo de la Evapotranspiración o uso consuntivo…………………....80IV.10.2 Tiempo de riego y número de goteros por árbol…………………….….85 IV.10.3 Porcentaje de suelo mojado……………………………………………....86 IV.10.4 Dosis de riego…………………………………………………………..….87 IV.10.5 Selección de los goteros………………………………………………..….88

IV.11 Cálculos Hidráulicos……………………………………………………………..…89 IV.11.1 Pérdidas de carga en la línea lateral portagoteros……………………...89 IV.11.2 Pérdidas de carga en la línea terciaria…………………………………..93

IV.11.2.1 Pérdidas de carga primarias en la línea terciaria…………......93 IV.11.2.2 Pérdidas de carga secundarias en la línea terciaria………......95

IV.11.3 Pérdidas de carga en la línea secundaria……………………………......96 IV.11.3.1Pérdidas de carga primarias en la línea secundaria……….......96 IV.11.3.2 Pérdidas de carga secundarias en la línea secundaria…….….98

V.11.4 Pérdidas de carga en la línea primaria………………………………….100IV.11.4.1Pérdidas de carga primarias en la línea primaria……………100 IV.11.4.2 Pérdidas de carga secundarias en la línea primaria…………104

IV.11.5 Pérdidas de carga en el cabezal de descarga……………………….......106 IV.11.5.1Pérdidas de carga primarias en el cabezal de descarga……...106 IV.11.5.2 Pérdidas de carga secundarias en el cabezal de descarga.......110

IV.11.6 Pérdidas de carga en el sistema de filtrado…………………………….111 IV.11.7 Pérdidas de carga en la succión de la bomba…………………………..111

IV.11.7.1Pérdidas de carga primarias en la succión de la bomba……..111 IV.11.7.2 Pérdidas de carga secundarias en la succión de la bomba…..113

IV.11.8 Pérdidas de carga en la descarga de la bomba………………………...113 IV.11.8.1Pérdidas de carga primarias en la descarga de la bomba…...113 IV.11.8.2 Pérdidas de carga en la descarga de la bomba………………114

IV.11.9 Carga estática de succión………………………………………………..115 IV.11.10 Carga estática de descarga………………………………………….....115 IV.11.11 Carga Dinámica Total……………………………………………….…115 IV.11.12 NPSH disponible……………………………………………………..…116

IV.12 Selección de la bomba…………………………………………………………..…117 IV.13 Distribución de presiones………………………………………………………....119

IV.13.1 Distribución de presiones en el ramal de goteo………………………..119 IV.13.2 Distribución de presiones en la línea terciaria…………………………120

IV.14 Coeficiente de Uniformidad………………………………………………………120 IV.15 Sistema de drenaje………………………………………………………………...122 IV.16 Automatización del Sistema de Riego por Goteo………………………………..123

CAPÍTULO V.- GENERALIDADES.

ÍNDICE

V.1 Generalidades………………………………………………………………………...133 V.2 Instalación…………………………………………………………………………....133

V.2.1 Planificación del sistema…………………………………………………..134V.2.2 Conexión de las tuberías…………………………………………………...134

V.2.2.1 Tendido de ramales de goteo…………………………………….134 V.2.2.2 Tendido de tuberías principales, secundarias y terciarias…….134 V.2.2.3 Colocación de accesorios………………………………………...135 V.2.2.4 Colocación de válvulas…………………………………………...135 V.2.2.5 Conexión de los ramales de goteo……………………………….136 V.2.2.6 Instalación de los goteros…………………………………….…..136 V.2.2.7Instalación del cabezal……………………………………………136 V.2.2.8 Purgado y sellado de la instalación……………………………...137 V.2.2.9 Regulación de presiones…………………………………………137 V.2.2.10 Colocación de tensiometros…………………………………….137

V.3 Mantenimiento……………………………………………………………………….138 V.3.1 Mantenimiento del sistema de control……………………………………138 V.3.2 Mantenimiento de los filtros……………………………………………….139V.3.3 Mantenimiento de Filtros de malla………………………………………..139V.3.4 Lavado de las líneas laterales y los distribuidores……………………….139 V.3.5 Mantenimiento del tensiometro…………………………………………...140

CAPÍTULO VI.- ESTUDIO ECONÓMICO.

VI.1 Generalidades…………………………………………………………………….....142 VI.2 Listado de equipos y materiales seleccionados……………………………………143

VI.2.1 Sistema de Bombeo………………………………………………………..143 VI.2.2 Cabezal de descarga………………………………………………………143 VI.2.3 Línea Primaria…………………………………………………………….143VI.2.4 Línea Secundaria………………………………………………………….144 VI.2.5 Línea Terciaria……………………………………………………………144 VI.2.6 Línea Lateral Regante……………………………………………………144 VI.2.7 Sistema de Control………………………………………………………..144 VI.2.8 Sistema de Drenaje………………………………………………………..144

V.3 Costeo del Sistema de Riego Automatizado………………………………………..145

CONCLUSIONES………………………………………………………………………..147

ANEXOS………………………………………………………………………………….150

BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………...198

INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN.

CAPÍTULO I

CONCEPTOS TEÓRICOS DE HIDRÁULICA Y TURBOMÁQUINAS

CAPÍTULO I.- CONCEPTOS TEÓRICOS DE HIDRÁULICA Y TURBOMÁQUINAS.

1 Sistema Internacional de Unidades

3 .mkg

SUSTANCIA

Temperatura (°C)

Densidad (kg/m3)

Viscosidad dinámica (105 kg/m*s)

Viscosidad cinemática (106 m2/s = cSt)

0 999.8 178.7 1.787 2 999.9 167.1 1.671 4 1000.0 156.2 1.562 6 999.9 146.4 1.464 8 999.8 137.6 1.375

10 999.7 130.5 1.307 15 999.6 113.2 1.135 20 998.2 100.2 1.004 25 997.5 89.2 0.895 30 995.7 79.7 0.801 40 992.2 65.3 0.658 50 988.0 54.8 0.554 60 983.2 46.7 0.475 70 977.8 40.4 0.413 80 971.8 35.5 0.365 90 965.3 31.5 0.326

100 958.4 28.2 0.295 150 916.9 18.6 0.205 200 864.6 13.6 0.161 250 799.2 10.9 0.140 300 712.4 8.91 0.132

Tabla I.1 Densidad, viscosidad dinámica y cinemática del agua en función de la temperatura.

La viscosidad, como cualquier otra propiedad del fluido, depende de la presión y la temperatura. La viscosidad dinámica se expresa en Poises donde scmgP *1 , pero es mas usado el submúltiplo 1 cP (centipoise) y para convertir los centipoises a unidades del SI se tiene que 1 cP equivale a sPa310 .

scmSt 21

sm2610

15.273KC

ambeabs ppp

abseamb ppp

2 Principio de Pascal o de los Vasos comunicantes.

Figura I.1 Diagrama de las presiones absoluta, atmosférica y manométrica.

2211 VAVAQ

Figura I.2 Esquema representativo d la ecuación de Bernoulli.

tbr 22

3 Sección I.3.1

DLH rp 2

4 Pérdida de forma: es la producida por un gradiente de presiones adverso que se origina al desprenderse la capa límite y que depende en gran manera de la forma del contorno.

1 0828.0DQLH rp

41Re316.0

8.0)(Relog2110

Tabla I.2 coeficiente de rugosidad absoluta k para tuberías comerciales.

100100/1LHH ftrprp

5 Unidad de caudal en el sistema ingles: galones por minuto, Sistema Ingles.

gvH rp 2

100100/2eq

ftrprp

21 rprprp HHH

6 Para la válvula de pie o pichancha solo se puede realizar el cálculo de perdida de carga por medio del método del coeficiente de perdida de carga debido a que no se tiene una tabla para la obtención de la longitud equivalente de la válvula.

nQQQQ ...21 rnrrr HHHH ...21

7 Propiedad descrita en la sección I.2 Propiedades de los fluidos.

Figura I.3 Impulsor dañado por la cavitación.

vaporrssambD pHhpNPSH

eEtDEa

Figura I.4 Esquema de una bomba centrífuga con sus partes principales..

pvdsrrdSd hhHHhhCDT

Figura I.5 Carga estática de succión o Succión negativa (izquierda) y Elevación estática de succión o Succión Positiva (derecha).

intru HHH

gppH t

riraDD

nMMPa602

rmai PPP

rma PPPPP

iev qqQ

aim PP

vmhmiai

atot PP

Figura I.6 Curva de operación de una bomba centrifuga donde podemos determinar los diferentes factores que podemos leer en una curva de operación de una bomba.

BHPBHP

CAPÍTULO II

RIEGO POR GOTEO

CAPÍTULO II.- RIEGO POR GOTEO

1 Véase Tema II.5 Riego por goteo.

2 Zanja o canal por donde se conducen las aguas para regar y para otros fines.

3 Hay que tomar en cuenta que cuando se alcanza el punto de saturación del suelo, los poros del suelo van siendo ocupados por agua por lo que la velocidad de movimiento del agua desciende hasta llegar a la permeabilidad del suelo debido a la saturación de los poros del suelo. 4 Como fenómenos físicos, la evaporación es el proceso mediante el cual el agua pasa de su fase líquida a su fase gaseosa y la transpiración es el proceso mediante el cual el agua fluye desde el suelo hacia la atmósfera a través del tejido de la planta.

21 FFSUC

CAPÍTULO III

PLANTEAMIENTO DEL PROYECTO.

CAPÍTULO III.- PLANTEAMIENTO DEL PROYECTO.

1 Controlador Lógico Programable

CAPÍTULO III.- PLANTEAMIENTO DEL PROYECTO.

000.11.

000.11

CAPITULO IV

DESARROLLO Y CÁLCULOS

CAPÍTULO IV.- DESARROLLO Y CÁLCULOS.

Figura IV.1 Fotografías de algunas plantaciones de Limón Mexicano ubicados en el Estado de Oaxaca. a) Cultivo de limoneros jóvenes donde se alcanzan a observar los surcos donde se realiza

el riego, b) y c) Cultivo de limoneros adultos, d) Cultivo de limoneros con sistema de riego por canales.

1 Entiéndase como una fuente abundante de agua a ríos, lagos y lagunas que no varían su nivel considerablemente a lo largo del año.

Figura IV.2 Fotografías de algunas plantaciones de Limón Mexicano ubicados en la comunidad del Cerro de las Tablas, Guerrero. a) Y b) Cultivo de limoneros adultos,

2 Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación

c) y d) Goteros en un cultivo de limoneros adultos

Figura IV.3 Mapa Político de la ubicación del predio en el municipio de Ometepec.

Figura IV.4 Mapa Físico-Político de la ubicación del predio en el municipio de Ometepec.

Figura IV.5 Mapa Físico de la ubicación del predio en el municipio de Ometepec.

Figura IV.6 Fotografía del predio

Figura IV.7 Fotografía del predio

Figura IV.8 Fotografía del pozo de agua donde se obtendrá el agua para el riego.

Tabla IV.1Datos climatológicos estación 00012061, Ometepec, Guerreo.

3 Medida de concentración que significa partes por millón.

Figura IV.9 Principales estados productores de Limón mexicano.

Tabla IV.2 Requerimientos Agroecológicos del Limón Mexicano.

Tabla IV.3 Cuadro comparativo de 3 distancias de plantación..

Tabla IV.4 Cuadro comparativo de 3 trazos de plantación..

8 m8 m

8 m 4 m

Tabla IV.5 Cantidades de sales máximas que pueden ser manejadas por los sistemas de riego.

21 FFSUC ……. (2.1)4

4 Revisar sección II.4.1 Evapotranspiración del Capitulo II.

2rS r 22 62.9)75.1( mS

Árboles y Viñedos Hortalizas y otros Manzanas Maduro ………………….. 0.85 Alcachofas ……………. 0.95Cerezas 1/2 ………………………… 0.60 Judía ……………. 1.00Nueces 1/4 ………………………… 0.30 Remolacha ……………. 1.00 Zanahoria ……………. 1.00Melocotón Apio ……………. 1.00Ciruelas Maduro …………………… 0.75 Maíz ……………. 1.10Albaricoques 1/2 …………………………. 0.5 Algodón ……………. 1.05Almendras 1/4 …………………………. 0.25 Crucíferas ……………. 0.95Peras Pepinos ……………. 0.90 Berenjena ……………. 0.99 Maduro …………………… 0.6 Lechuga ……………. 0.45Cítricos 1/2 …………………………. 0.4 Melón ……………. 0.95 1/4 …………………………. 0.2 Pimiento ……………. 0.95 Chicharo ……………. 1.05Uvas 0.7 Papa ……………. 1.05 Espinaca ……………. 0.95 Maduro …………………… 0.85 Tomate ……………. 1.05Plátanos 1/2 …………………………. 0.6 Tabaco ……………. 1.05 1/4 …………………………. 0.3 Caña de azúcar ……………. 1.10

Tabla IV.6Factor de cultivo para diferentes árboles y hortalizas.

NLVHRAT3.0

Tabla IV.7 Factores de temperatura, altitud y humedad relativa.

Tabla IV.8 Factores de viento, latitud y nubosidad.

24.3)675.0)(30.16)(20.1)(1)(006.1)(812.0)(3.0(3.02 NLVHRATF

díaplantalitrosFFSUC /70.18)24.3)(6.0)(62.9(21

díalitrosNUCUCT /976,8)480)(70.18(

GG QNUCTR

./33.24270.18 DíaHrTR

./56.14370.18 DíaHrTR

./17.14470.18 DíaHrTR

baIEeP 100 ……. (4.4)

%375.2448

5.13.13100P

Tabla IV.9 Porcentaje de suelo mojado (Karmelli-Keller).

100PzdCCyD aMCMax ……. (4.5)

mmDMax 70.5100

375.24)8.0(3.11352103.0

1 0828.0DQLH rp

5 Revisar sección I.3.3 Resistencia de los fluido: Perdidas primarias y secundarias del Capitulo I

60.890,6)00635.0)(10969.0(

)1033.3(44Re 6

035.0)60.890,6(

316.0Re

316.04141

mXDQLHrp 0093.0

)00635.0()1033.3()3()035.0(0828.00828.0 5

63.364)012.0)(10969.0(

)1033.3(44Re 6

6 Dentro del sistema ingles de unidades es posible utilizar abreviaciones para referirse a unidades en específico, como por ejemplo: ” que significa pulgada, ’ que significa pie, # que significa PSI, etc.

Poiseuille

175.063.36464Re64

mXDQLHrp 0019.0

)012.0()1033.3()3()175.0(0828.00828.0 5

47.273)016.0)(10969.0(

)1033.3(44Re 6

Poiseuille

234.047.27364Re64

mXDQLHrp 0006.0

)016.0()1033.3()3()234.0(0828.00828.0 5

56.839,1)0095.0)(10969.0(

)1033.1(44Re 6

Poiseuille

035.056.839,164Re64

mXDQLHrp 1656.0

)0095.0()1033.1()25()035.0(0828.00828.0 5

00.376,1)0127.0)(10969.0(

)1033.1(44Re 6

Poiseuille

047.000.376,164Re64

mXDQLHrp 0521.0

)0127.0()1033.1()25()047.0(0828.00828.0 5

78.919)019.0)(10969.0(

)1033.1(44Re 6

Poiseuille

070.078.91964Re64

mXDQLHrp 0104.0

)019.0()1033.1()25()070.0(0828.00828.0 5

gvH rp 2

24 DQsmX /105.0)0127.0()1033.1(4 25

nT ...21

8.41.2)3(9.0T

mH rp 0027.0)81.9(2)105.0(8.4

mHHH rprprp 0131.00027.00104.021

00.752,2)0127.0)(10969.0(

)1066.2(44Re 6

044.0)00.752,2(

316.0Re

316.04141

mXDQLHrp 0468.0

)0127.0()1066.2()6()044.0(0828.00828.0 5

00.840,1)019.0)(10969.0(

)1066.2(44Re 6

Poiseuille

035.000.840,164Re64

mXDQLHrp 0050.0

)019.0()1066.2()6()035.0(0828.00828.0 5

05.376,1)0254.0)(10969.0(

)1066.2(44Re 6

Poiseuille

046.005.376,164Re64

mXDQLHrp 0015.0

)0254.0()1066.2()6()046.0(0828.00828.0 5

7 Revisar punto IV.9 Calibración del reductor de presión.

smX /421.0)0127.0()1033.5(4 25

mH rp 1274.0)81.9(2)421.0(1.14

smX /421.0)0127.0()1033.5(4 25

mH rp 0217.0)81.9(2)421.0(40.2

smX /210.0)0127.0()1066.2(4 25

0.31.29.0T

mH rp 0067.0)81.9(2)210.0(0.3

mH rp 0284.00067.00217.02

mHHH rprprp 0752.00284.00468.021

),,(),,(),,( 1222221 QLHQLHQLHH rprpTTrprpT

50.760,13)0254.0)(10969.0(

)1066.2(44Re 6

029.0)50.760,13(

316.0Re

316.04141

mXDQLH rp 0890.2

)0254.0()1066.2()130()029.0(0828.00828.0 5

67.173,9)0381.0)(10969.0(

)1066.2(44Re 6

032.0)67.173,9(

316.0Re

316.04141

mXDQLHrp 3035.0

)0381.0()1066.2()130()032.0(0828.00828.0 5

03.688)0508.0)(10969.0(

)1066.2(44Re 6

Poiseuille

093.003.68864Re64

mXDQLHrpT 2094.0

)0508.0()1066.2()130()093.0(0828.00828.0 5

00.554,16)0127.0)(10969.0(

)106.1(44Re 6

028.0)00.554,16(

316.0Re

316.04141

mXDQLHrp 7068.16

)0127.0()106.1()93()028.0(0828.00828.0 5

00.277,8)0254.0)(10969.0(

)106.1(44Re 6

033.0)00.277,8(

316.0Re

316.04141

mXDQLHrp 615.0

)0254.0()106.1()93()033.0(0828.00828.0 5

00.518,5)0381.0)(10969.0(

)106.1(44Re 6

037.0)00.518,5(

316.0Re

316.04141

mXDQLHrp 0908.0

)0381.0()106.1()93()037.0(0828.00828.0 5

mHQLHQLHQLHH

rprpTTrprpT

8277.00908.0615.03035.0

),,(),,(),,( 1222221

smX /233.0)0381.0()1066.2(4 24

9.1)95.0/2T

mH rp 0053.0)81.9(2)233.0(9.1

smX /316.0)0254.0()106.1(4 24

8.205.08.1)95.0(2T

mH rp 0143.0)81.9(2)316.0(8.2

mH rp 0196.00143.00053.02

mHHH rprprp 8473.00196.08277.0.021

00.770,82)0254.0)(10969.0(

)106.1(44Re 6

Poiseuille

019.0)00.770,82(

316.0Re

316.04141

mXDQLHrp 5238.1

)0254.0()106.1()4()019.0(0828.00828.0 5

00.180,55)0381.0)(10969.0(

)106.1(44Re 6

Poiseuille

021.0)00.180,55(

316.0Re

316.04141

mXDQLHrp 2218.0

)0381.0()106.1()4()021.0(0828.00828.0 5

00.385,41)0508.0)(10969.0(

)106.1(44Re 6

022.0)00.385,41(

316.0Re

316.04141

mXDQLHrp 055.0

)0508.0()106.1()4()022.0(0828.00828.0 5

25.069,42)0254.0)(10969.0(

)100.8(44Re 6

Poiseuille

0247.0)25.069,2(

316.0Re

316.04141

mXDQLHrp 4109.4

)0254.0()100.8()40()022.0(0828.00828.0 5

00.590,27)0381.0)(10969.0(

)100.8(44Re 6

Poiseuille

025.0)00.590,27(

316.0Re

316.04141

mXDQLHrp 6601.0

)0381.0()100.8()40()025.0(0828.00828.0 5

25.069,2)0508.0)(10969.0(

)100.8(44Re 6

025.0)25.069,2(

316.0Re

316.04141

mXDQLHrp 0029.0

)0508.0()100.8()40()025.0(0828.00828.0 5

mQLHQLHH rprprpT 8819.06601.02218.0),,(),,( 2211

gvH rp 2

smX /403.1)0381.0()106.1(4 231 smX /702.0)0381.0()100.8(4 24

98.218.1)2(9.02T

mH rp 0748.0)81.9(2)702.0(98.2

mH rp 1525.0)81.9(2

)403.1(52.12

mHHH rprpTrp 2273.01525.00748.022212

mHHH TrpTrprp 1092.12273.08819.021

00.180,55)0381.0)(10969.0(

)106.1(44Re 6

Poiseuille

021.0)00.180,55(

316.0Re

316.04141

mXDQLHrp 2218.0

)0381.0()106.1()4()021.0(0828.00828.0 5

00.385,41)0508.0)(10969.0(

)106.1(44Re 6

022.0)00.385,41(

316.0Re

316.04141

mXDQLHrp 0551.0

)0508.0()106.1()4()022.0(0828.00828.0 5

smX /403.1)0381.0()106.1(4 23

48.318.175.18.0T

mH rp 3692.0)81.9(2

)403.1(68.32

mHHH rprprp 5910.03692.02218.021

00.180,55)0381.0)(10969.0(

)106.1(44Re 6

Poiseuille

021.0)00.180,55(

316.0Re

316.04141

mXDQLHrp 4356.4

)0381.0()106.1()80()021.0(0828.00828.0 5

smX /403.1)0381.0()106.1(4 23

68.4)18.1(3)32.0(318.0T

mH rp 4697.0)81.9(2

)403.1(68.42

mHHH rprprp 9053.44697.04356.421

pvdsrrdSd hhHHhhCDT ,

8 De la sección 1.5.2 Carga Dinámica Total.

mhhh RPFp 15105

.4963.27155910.09053.434 mhhHHhhCDT pvdsrrdSd

vaporrssambD pHhpNPSH .

9 Sección I.4.1.1 NPSH.

.1612.63778.05910.0313.10 mpHhpNPSH vaporrssambD

oooooooo

10 Sección IV.10.7 Pérdidas de carga en la succión de la bomba.

Figura IV.10 Curva de operación de la bomba Marca Goulds seleccionada para el sistema de riego con el punto de operación del sistema.

277.01

zhhh m ……. (4.8) 223.02

zhhh m ……. (4.9)

mzhhh m 0071.100)0093.0(77.0102

mzhhh m 9978.90)0093.0(23.0102

277.01

ZHHH m ……. (4.10) 223.02

ZHHH m ……. (4.11)

mZHHH m 0799.92

8745.1)0131.0(77.00071.102

mZHHH m 9413.102

8745.1)0131.0(23.00071.102

2127.11100

evCU m

m……. (4.12)

mm hhX

qq 22.01min

……. (4.13)mm hhX

qq 58.01max

……. (4.14)

99979.0100093.0)1(22.0122.01min

mm hhX

00054.1100093.0)1(58.0158.01max

mm hhX

%76.9700054.1

199979.021

303.027.11100

2127.11100

evCU m

2127.11100)( ……. (4.15)

mm HZHhXm

qq 22.01min

……. (4.16)

mm HZHhXm

qq 58.01max

……. (4.17)

9583.00071.10

8745.10131.00093.0)1(22.0122.01min

mm HZHhXm

1099.10071.10

8745.10131.00093.0)1(58.0158.01max

mm HZHhXm

1099.119583.0

303.027.11100

2127.11100)(

min mqq

%92.90)( maCU

11 Revisar sección III.3.6 Dispositivos de control. 12 Programador Lógico Controlable. 13 La ficha técnica del tensiometro se encuentra en el anexo G. 14 La ficha técnica de la válvula solenoide se encuentra en el anexo G.

Figura IV.11 Pantalla de bienvenida.

Figura IV.12 Pantalla de Menu.

Figura IV.13 Pantalla de menú de la verificación del estado del equipo..

Figura IV.14 Pantalla de verificación de la operación del motor.

Figura IV.15 Pantalla de verificación de lectura de los tensiometros.

Figura IV.16 Pantalla menú modo manual.

Figura IV.17 Pantalla bomba modo manual.

Figura IV.18 Pantalla válvulas de la 1 a la 15, modo manual.

Figura IV.19 Pantalla válvulas de la 16 a la 30, modo manual.

Figura IV.18 Pantalla válvulas de drenaje modo manual.

Figura IV.18 Pantalla sistema completo, modo manual.

CAPÍTULO V

GENERALIDADES

1 El abocardado es un sistema de unión denominada COPA y ENCHUFE consiste en el ensanchamiento de una de las bocas (hembra) con el fin de que pueda alojarse el extremo no abocardado (macho) y puedan unirse los tubos.

2 El sistema de riego esta diseñado solo con filtros de malla, por lo que solo se menciona el mantenimiento de este tipo de filtros.

CAPÍTULO VI

ANÁLISIS ECONÓMICO

oooooooo

oooooo

oooooooo

CODIGO DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. U. en M.N.

A Válvula de pie de 2” en acero. PZA 1 $ 230.00 $ 230.00B Codo 90º de 2” en acero. PZA 1 $ 60.00 $ 60.00C Válvula de compuerta de 1½” en

acero. PZA 1 $ 280.00 $ 280.00

D Válvula Check de 1½” en acero PZA 1 $ 340.00 $ 340.00E Codo 90º de 1½” en PVC PZA 7 $ 40.00 $ 280.00F Codo 90º de ½” en PVC PZA 60 $ 15.00 $ 900.00G Válvula solenoide de ½”, 120 Volts. PZA 35 $ 1,030.00 $ 36,050.00H Conexión T de 1½ - 1½ - 1½ en PVC. PZA 5 $ 95.00 $ 475.00I Conexión T de 1½ - 1½ - ½ en PVC. PZA 12 $ 80.00 $ 960.00J Conexión T de 1 - 1 - ½ en PVC. PZA 12 $ 75.00 $ 900.00K Conexión T de 1 - ½ - ½ en PVC. PZA 6 $ 50.00 $ 300.00L Conexión T de ½ - ½ - ½ en PVC. PZA 65 $ 28.00 $ 1,820.00M Reducciones de diámetro de 1½ - 1 en

PVCPZA 6 $ 40.00 $ 240.00

N Conector T para tubería de polipropileno de ¼”

PZA 480 $ 7.50 $ 3,600.00

O Tubería de acero de 2” MTRS 4 $ 200.00 $ 800.00P Tubería de acero de 1½" MTRS 80 $ 140.00 $ 11,200.00Q Tubería de PVC C80 de 1½" MTRS 84 $ 80.00 $ 6,720.00R Tubería de PVC C80 de 1" MTRS 558 $ 45.00 $ 25,110.00S Tubería de PVC C80 de ½" MTRS 4,020 $ 20.00 $ 67,200.00T Tubería de polietileno de ¼” MTRS 1,440 $ 2.20 $ 3,168.00U Goteros Autocompensantes de

Presión de 4 LPH y 1 Bar de presión. PZA 1,440 $ 3.60 $ 5,184.00

V Tensiometro Digital con salida de 4 a 20 mA.

PZA 30 $ 1,150.00 $ 34,500.00

W Filtro de malla de 75 Mesh, en acero. PZA 1 $ 600.00 $ 600.00X Filtro de malla de 200 Mesh, en acero. PZA 1 $ 1,000.00 $ 1,000.00 Y Bomba centrifuga Marca Goulds

Pumas, Modelo 22BF1F4F0 PZA 1 $ 7,000.00 $ 7,000.00

Z Variador de frecuencia Marca Baldor Modelo VS1MD22-1

PZA 1 $ 2,700.00 $ 2,700.00

a Fuente del PLC5 Amp. 6ES7 307-1EA00-0AA0 PZA 1 $ 357.42 $ 357.42

b Procesador del PLC 313 6ES7 313-5BF03-0AB0 PZA 1 $ 1,473.69 $ 1,473.69

c Tarjeta de entradas analógicas del PLC 6ES7 331-7HF01-0AB0 PZA 1 $ 1,121.62 $ 1,121.63

d Tarjeta de entradas digitales del PLC 6ES7 321-1FH00-0AA0 PZA 1 $ 372.45 $ 372.45

e Tarjeta de salidas digitales del PLC 6ES7 322 1HH01-0AA0 PZA 1 $ 551.68 $ 551.69

f Pantalla TP270 10" display stn color 10,4" 2 MB 6AV65450CC100AX0 PZA 1 $ 6,328.11 $ 6,328.11

g Mano de obra de instalación. Destajo. 1 $ 8,000.00 $ 8,000.00h Ingeniería de proyecto Destajo. 1 $ 48,604.00 $ 48,604.00i Mantenimiento Destajo. 1 $ 12,151.00 $ 12,151.00 Total $ 303,777.00

HectáreaporPesos62.860,1896.1

00.777,303

1 Dato obtenido de la Secretaría de Desarrollo Rural del Gobierno del Estado de Colima. 2 Datos obtenidos del Sistema Nacional de Información e Integración de Mercados de la Secretaría de Economía.

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES.

ANEXOS

Anexo A. Diagrama de Moody

Anexo B. Tablas de pérdidas por fricción del Instituto de Hidráulica de los Estados Unidos para tuberías de acero cedula 40.

Anexo B. (Continuación)

Anexo B. Continuación)

Anexo C. Valores del coeficiente de perdida para accesorios de tubería.

Anexo C. (Continuación)

Anexo D. Tablas de Longitud Equivalente para accesorios de tubería.

Anexo D. (Continuación)

Anexo E. Tabla de los valores de la presión atmosférica con respecto a la altitud sobre el nivel del mar1.

1 Hydraulic Handbook, Fairbanks Morse Pump Corporation.

Anexo F.2Tabla de la presión de vapor del agua con respecto a la temperatura.

Ts (°C) Ps (bar) Ts (°C) Ps (bar) Ts (°C) Ps (bar) Ts (°C) Ps (bar)

2 Hydraulic Handbook, Fairbanks Morse Pump Corporation.

Anexo G Datos Técnicos de fabricantes. a) Goteros.

Anexo G (Continuación) Datos Técnicos de fabricantes. b) Válvulas solenoides

Anexo G (Continuación) Datos Técnicos de fabricantes. c) Tensiometros

Anexo I. Programa de control del PLC.

Anexo I. Programa de control del PLC. (Continuación)

Anexo J. Diagrama eléctrico de la conexión del motor y del variador de frecuencia.

Anexo J. Diagrama eléctrico de la conexión de los tensiometros y válvulas solenoides.

BIBLIOGRAFIA.

BIBLIOGRAFÍA

José A. Medina San Juan, Riego por Goteo Teoría y práctica, tercera edición, Ediciones Mundi-Prensa, Madrid 1993.

Claudio Mataix, Mecánica de Fluidos y maquinas hidráulicas, segunda edición, Oxford University Press, México 2002.

Ronald V. Giles, Mecánica de los fluidos e hidráulica serie Schaum, segunda edición, McGRAW-HILL, México 1993.

Hydraulic Handbook, Doceava edición, Fairbanks Morse Puma Corporation, Kansas City 1988.

Instituto de Hidráulica de los Estados Unidos de Norteamérica, Tablas y gráficas para cálculos de perdidas de fricción.

Fabio Rodríguez de Miranda, Automated irrigation control, micro irrigation, spatially-variable irrigation, distributed control, segunda edición, ASABE, Houston 2003.

Megh R. Goyal, Manejo de riego por goteo, segunda edición, Universidad de Santa Rosa de Cabal, Puerto Rico 2007.

K. Palomino, Riego por goteo, segunda edición, Rustica, Castellano 2007.

I.N.E.G.I., Estaciones normales climatológicas 2007, estación climatológica No. 00012061, Ometepec Guerrero.

Gobierno del Estado de Colima, Paquete tecnológico para el cultivo del Limón, 2005.

Secretaría de Economía, Sistema Nacional de Información e Integración de Maercados, 2009.

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KSB de México, Manual de entrenamiento México, primera edición, KSB de México, Primera edición.

13.Goulds Pumps, Datos técnicos para la selección de la bomba.

14.Plasticos Rex, S.A de C.V., Fabricantes de tubería de PVC y accesorios para sistema de riego agrícola.

15.Baldor México, S.A. de C.V., Fabricante de variadores de frecuencia.

16.AECSA, S.A. de C.V., Distribuidora de válvulas solenoides.

17.REGABER, S.A. de C.V., Distribuidor de tensiometros digitales.

18.SIEMENS SIMANTIC 300, Programa de selección y programación de PLC marca SIEMENS.

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