Eficiencia hidráulica de inyectores de fertilizantes diseñados para agroecosistemas con sistemas de riego de baja presión

Abstract

En el Colegio de Postgraduados Campus Veracruz se han elaborado, en colaboración con la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), los proyectos ejecutivos para la instalación de sistemas de riego de baja presión con tuberías de multicompuertas en los agroecosistemas con caña de azúcar del Estado de Veracruz, cuya eficiencia fluctúa entre 75 y 80 %. Como complemento a estos sistemas se requiere de un dispositivo para llevar a cabo la fertirrigación. Debido a esto, el presente trabajo tuvo como objetivo identificar el ángulo convergente, ángulo divergente, los diámetros de garganta y la carga de presión hidráulica que hacen eficiente a un inyector de fertilizante tipo Venturi que puede ser empleado en estos sistemas de riego. Para esto, se diseñaron 20 prototipos de inyectores de fertilizante tipo Venturi, cuyo funcionamiento se basa solamente en la energía del sistema (cargas de presión hidráulicas). Éstos se modelaron en tercera dimensión (3D) y se evaluaron mediante simulación con un software de dinámica de fluidos computacional (CFD, por sus siglas en inglés). Posteriormente se seleccionó el que demostró mayor eficiencia hidráulica en las simulaciones para su posterior implementación y validación en un agroecosistema con caña de azúcar. Se definieron las características físicas del inyector: diámetros de entrada y salida de 6”, el diámetro de garganta de 3” y diámetro en el puerto de succión de fertilizante de 2”. Los ángulos convergente y divergente con mejor desempeño fueron de 7.5° y 10°. Estos ángulos se pueden utilizar para la construcción de inyectores de fertilizantes tipo Venturi en agroecosistema con sistemas de riego de baja presión por multicompuertas. _______________ HYDRAULIC EFFICIENCY OF FERTILIZER INJECTOR DESIGNED FOR AGROECOSYSTEMS WITH LOW PRESSURE IRRIGATION. ABSTRACT: In the Graduate College Campus Veracruz, the executive projects for the installation of low pressure irrigation systems with multifloodgates pipes have been carried out, in colaboration with The National Water Comission (CNA), for sugar cane agroecosystems of the Veracruz State, whose efficiency ranges between 75 and 80 %. These irrigation systems requires a complimentary device to accomplish the fertigation process. Thus, the objective of this research work was to identify the convergent and divergent angles, throat diameters and the hydraulic head that make a Venturi fertilizer injector more efficient to be used in the referred low pressure irrigation systems. For this, 20 prototypes of Venturi fertilizer injectors were designed, whose functioning is based only on the energy of the system (i.e. hydraulic head). These were modeled in three dimensions (3D) and evaluated by means of simulation using a fluid dynamics computational software (CFD). Afterwards, the prototype thet showed the best greatest hydraulic efficiency during the simulation process, which will be used for further implementation and validation in a sugarcane agroecosystem in a subsecuent field research. The physical characteristics of the injector were defined: input and output diameters of 6 ", diameter throat 3" and a port diameter of the fertilizer suction of 2”. The convergent and divergent angles with better performance were 7.5° and 10° angles .These can be used for building Venturi fertilizer injectors in agroecosystem with a low pressure irrigation.