Nociones de Física Básica para Irrigación. Parte 2 de 3.

La Presión es un concepto que cuesta trabajo entender. En la práctica muchos creen que la velocidad con la que fluye el agua es  la presión, así la gente usa diámetros más pequeños pues siente que lleva más velocidad el agua y creen que tiene más velocidad. Trataré de aclarar un poco el concepto.

La Presión, desde la Física, es el cociente de una fuerza aplicada y el área sobre la que se ejerce la Fuerza. La expresión respectiva es:

Pr=F/A

Donde Pr es Presión, F es Fuerza; al Área le corresponde la A, y en éste caso se refiere al área interna del conducto por el que fluye el líquido. Su fórmula es, en el caso de tuberías circulares:

A=Pi*(D/2)^2

A=Pi*r^2

El diámetro de la tubería es D, y el radio está dado por r. Pi es la constante, que aproximamos en 3.14159 y es adimensional. La Presión en campo se expresa normalmente como Kgf/cm^2, o en muchos casos como PSI (Libras Fuerza Sobre Pulgada Cuadrada, o Pounds over Sqare Inch). Es fácil convertir entre una unidad u otra. En América, por la influencia de los Estados Unidos, es más común expresar la presión en PSI, o coloquialmente Libras. El diámetro, para hacer las cuentas correctamente, debe ser expresado en cm y así el área estará en cm^2.  Teniendo la Fuerza en Kgf, y el área en cm^2, la presión estará en Kgf/cm^2.

La presión, tiene varias caras o situaciones. La presión que ejerce una columna de líquido, por el simple ejercicio de su peso (una fuerza) en un área del conducto, o recipiente, es una presión Hidrostática.  Pero cuando hay un movimiento, por la gravedad o una motobomba operando, tenemos una presión dinámica. Para hacer llegar el agua a un punto elevado, se requiere que la motobomba ejerza una presión superior a la que ejercería la columna misma que tiene que vencer.

Es decir, si queremos llevar agua a 10m de altura, la bomba debe poder generar una presión, superior a los 10m de Columna de Agua. Una forma de calcular la Presión Estática, es a través de:

Pr=de*g*h

Donde Pr, es Presión, en Kgf/cm^2; "de"  es la Densidad en Kg/cm^3; finalmente, h es la altura en cm. Para la práctica, se considera la Densidad, como constante y equivalente a 1Kg/1000cm^3, o 1kg/1L. Recuerde que 1L es igual a 1000 cm^3 y que g es la constante de la gravedad, con 9.81m/s^2.

La Presión, en un conducto se reduce conforme el fluido "roza" o sufre fricción contra las paredes durante su desplazamiento. Así que la presión no es constante, pues es mayor a la salida de la bomba, que en la descarga; es mayor en el punto más bajo y menor en el punto más alto. La perdida de presión, se estima pues depende de muchos factores y es difícil calcularla con precisión. Las estimaciones, se dan en función del tipo de fluido y las circunstancias. Para  la irrigación, es muy común y acertado considerar la ecuación de Hazzen y Williams para determinar la pérdida de presión en una tubería, y sobre todo en una tubería con múltiples emisores. Pero existen muchas ecuaciones que son más acertadas que otras, en función de que condiciones. 

Micro Aspersor para frutales.

La presión, es un factor clave en el cálculo de de la irrigación, pues la uniformidad de emisión está muy estrechamente ligado a la Presión Perdida y la Presión en los punto críticos del sistema. Por lo que entender el concepto es importante.

Luego, la presión en la tierra, está en equilibrio, con la presión ambiental. Y no suele considerarse, pues estamos tan acostumbrados a dicha presión, que ni siquiera la sentimos. Pero en un sistema presurizado, la presión ambiental ejerce una influencia. 

En la siguiente entrada seguiré hablando de Presión y su expresión en la irrigación.

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