Hidráulica Play: Perfiles de flujos

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Combinación RGB con bandas del satélite Landsat 5, 7 y 8

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1. Características del Landsat. 1.1. LandSat 5 Las imágenes Landsat 5 Thematic Mapper (TM) consisten en siete bandas espectrales con una resolución espacial de 30 metros para las Bandas 1 a 5 y 7. La resolución espacial para la Banda 6 (infrarrojo térmico) es de 120 metros, pero se vuelve a muestrear a 30 metros/píxel. El tamaño aproximado de la escena es de 170 km de norte a sur por 183 km de este a oeste. Cuadro 1. Características De Las Bandas Landsat 5 Thematic Mapper (TM). Landsat 4-5 Rango Espectral ( µm ) Resolución (metros) Band 1 0.45-0.52 30 Band 2 0.52-0.60 30 Band 3 0.63-0.69 30 Band 4 0.76-0.90 30 Band 5 1.55-1.75 30 Band 6 10.40-12.50 120 (30) Band 7 2.08-2.35 30 1.2. LandSat 7 Las características más importantes del satélite Landsat 7 ( L7 ) son: Figura 1. - Sensor del satélite LANDSAT 7 ETM+ Resolución Espectral y radiométrica: El satélite Landsat 7 cuenta con 8 bandas, el cual uno es pancromática y 6 multiespectrales y una termal (Banda 6), ...
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Pérdidas de carga localizadas o en accesorios

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En tuberías ocurren pérdidas de energía provocada por obstrucciones, cambios locales de la sección o cambios abruptos de dirección en la trayectoria del flujo. En los sistemas de riego estas obstrucciones pueden ser accesorios propios de la red, como: filtros, válvulas, medidores, tees, codos, accesorios de cruceros o cualquier obstrucción que encuentre el agua que le impida seguir circulando en línea recta. Las pérdidas de carga por fricción en accesorio ocurren en tramos cortos, e hidráulicamente se consideran que ocurren en un punto y usualmente son conocidas como pérdidas de carga localizadas, locales o pérdidas menores. Para estas pérdidas de carga  localizadas existen pocos resultados de validez, debido principalmente a que el carácter del flujo de los accesorios es bastante complicado y la forma para determinar el valor de las pérdidas es experimental. La magnitud de la pérdida de carga local se expresa como una fracción de la carga de velocidad, inmediatament...
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Pérdida de carga por fricción en "Tuberías con salidas múltiples"

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1. Introducción  Se considera una tubería con salidas múltiples (TSM, Figura 1) cuando esta tiene salidas igualmente espaciadas y además en cada una de ellas se requiere extraer el mismo caudal ( Martínez, 1991 ). Cabe aclarar que este tipo de tuberías puede conformarse de un solo diámetro o de más . Figura 1 . Tubería con salidas múltiples    Este tipo de tuberías es muy común encontrarlo en los sistemas de riego presurizados (manguera con goteros, línea con aspersores o cañones, sideroll, etc.) o en las de baja presión como las tuberías con compuertas, por tanto, es importante saber cómo estimar su pérdida de carga por fricción para poder diseñar estos tipos de tuberías (longitud y/o diámetro) para que funcionen con alta eficiencia. En este sentido, en esta entada del blog vamos a aprender a como estimar la pérdida de carga por fricción en tuberías con salidas múltiples así como los tipos de fórmulas que existen y posibles herramientas.     2. Pérdida de...
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Solución de la ecuación de Colebrook-White, con métodos numéricos.

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En 1845, Darcy-Weisbach dedujeron experimentalmente una ecuación para calcular las pérdidas por cortante (“Fricción”), en un tubo con flujo permanente y diámetro constante (Ver Ec. 1), en la ecuación propuesta todos los datos eran conocidos excepto uno al que se le llamó factor de pérdidas ( f ). $$hf=f\frac { L }{ D } \frac { { V }^{ 2 } }{ 2g } $$ Dónde:  hf: pérdidas por cortante o  fricción (m);  f: factor de pérdidas por cortante o por  fricción (adimensional);  g: aceleración de la gravedad (m2/s); D : diámetro del tubo (m);  L: longitud del tubo (m) y  V: velocidad media en el tubo (m/s). Muchos son los investigadores que comenzaron a estudiar el fenómeno para poder encontrar una expresión que permitiera calcular la famosa f, entre ellos se encuentran Colebrook-White: ·          En la región laminar Poiseuille propuso en 1846 la siguiente ecuación: $$f=\frac { 64 }{ Re } $$ · ...
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¿Cuál fórmula seleccionó para el cálculo de la pérdida de carga por fricción en tuberías?

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La circulación del flujo en las tuberías no podría entenderse sin las pérdidas de carga Los sistemas de riego contienen tuberías y accesorios , cada uno de los cuales causa pérdida de carga en el sistema. Existen diferentes fórmulas para expresar las pérdidas de carga en tuberías, desde los primeros experimentos conocidos, realizados por Couplet en 1732, hasta los resultados publicados por Darcy en 1857, que fue el primero en tener en cuenta la influencia que ejerce el estado de las paredes interiores de la tubería en la cuantificación de las pérdidas de carga (Pérez Franco, 2002).  A partir de este conocimiento fundamental numerosos investigadores propusieron fórmulas para expresar las pérdidas de carga por fricción en las tuberías. Actualmente, de las más usadas comúnmente en la práctica (en el diseño de sistemas de riego) son: Manning (1), Hazen-Williams (2), Scobey (3) y Darcy-Weisbach (4).  La expresión (4) no fue conocida por Darcy, esta expresión apareci...
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Programas y herramientas para diseñar sistemas de riego presurizados

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Introducción  El diseño hidráulico de sistemas de riego presurizado implica el cálculo de fórmulas y parámetros predefinidos, cuando se realiza manualmente existe el riesgo de cometer errores y afectar el resultado final, es por ello que se vuelve necesario el uso de  programas o softwares . Además, los programas permiten llevar a cabo un proyecto en un menor tiempo posible. " Al utilizar algún programa, el usuario debe contar con los conocimientos básicos de ingeniería, ya que las herramientas son un buen auxiliar en los cálculos pero que no pueden substituir el conocimiento y experiencia del usuario " El diseño de los sistemas de riego, usando algún programa de computo, se puede dividir  en tres etapas: Entrada:  Diseño agronomico, topografía (curvas de nivel), trazo y seccionamiento, datos de los materiales de diseño (e.g. características y costos de tuberías y emisores, potencia de equipo de bombeo, entre otros). Proceso:  Diseño de linea lateral, dise...
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Mapear y extraer pixeles de cuerpos de agua usando imagenes satelitales

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1. Índices espectrales de agua Existen diversos índices espectrales para mapear y poder extraer pixeles de  cuerpos de agua fácilmente a través de imagenes satelitales como LandSat y Sentinel-2 , donde el principio de estos índices se basa en que la reflectancia del agua en el canal infrarrojo (Figura 1; p. ej., banda de infrarrojo cercano, NIR; banda de infrarrojo de onda corta, SWIR) es significativamente menor que la de otros tipos de terrenos.  Figura 1. Curvas de reflectancia espectral de varios tipos de cobertura terrestre (Chen et al. 2022) Desde que Crist (1985) propuso el índice Tasseled Cap Humidity (TCW) para el Landsat-5 TM, muchos índices de agua han sido propuestos y ampliamente probados (Tabla 2). Algunos de estos índices se revisan en esta entrada del blog. Cuadro 1. índices espectrales comunes para teledetección de cuerpos de agua (adaptado de Chen et al., 2022 ) Índice Abreviación Formula Referencia ...
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Diseño Agronómico e hidráulico de sistemas de riego presurizado

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El diseño de un sistema de riego se puede dividir en dos partes: Diseño Agronómico y Diseño Hidráulico.  El primero tiene que ver con el cuándo y cuánto regar;  consiste en dimensionar la superficie máxima de cada unidad, así como su intervalo y tiempo de riego a partir de la lámina de diseño, e l tiempo de operación, numero de emisores por planta, etc. para llegar finalmente a conocer la capacidad requerida del sistema; en caso de no coincidir con la capacidad disponible se deben realizar los ajustes correspondientes. Para el calculo del diseño agronomico se requiere conocer la interrelación entre las características y/o propiedades del agua y el suelo, así como tomar en cuenta las particularidades de cada cultivo como su estado fenológico y su requerimiento hídrico. La metodología para realizar el diseño agronomico depende del sistema de riego seleccionado (Goteo, microaspersion, aspersión, etc.) El diseño hidráulico tiene como finalidad ...
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Consideraciones para el diseño hidráulico de canales

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El diseño de un canal se plantea teniendo como datos: Geometría El  gasto máximo  que debe conducir, La  rugosidad  de sus fronteras y La  pendiente  disponible de acuerdo con la topografía del terreno en que se va a construir.  El diseño de un canal comprende su revestimiento y la determinación de las características hidráulicas como la velocidad y el tirante que permiten establecer el régimen del flujo de agua en el canal. En el diseño se deben tener en cuenta ciertos factores, tales como:  tipo de material del cuerpo del canal, coeficiente de rugosidad , velocidad máxima y mínima permitida , pendiente del canal y taludes , etc. Según Sotelo Ávila, 2002, los principales consideración a tomar en cuenta para el diseño de canales abiertos son: La resistencia al flujo no es la única consideración importante en el diseño y, por ello, la sección hidráulica óptima no siempre representa la mejor solución, sobre todo, económi...
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Diseño hidráulico de tuberías con salidas múltiples telescópicas (portalaterales y laterales)

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Las tuberías portalaterales de un sistema de riego localizado ( Figura 1 ), además, de las líneas laterales de los sistemas de riego por aspersión ( Figura 2 ) generalmente son tuberías con salidas múltiples telescópica ( constituidas por dos o más tramos de tubería con diámetro de diferente magnitud o tipo de material ) por lo que se vuelve importante saber como diseñar este tipo de tuberías y es de lo que se va hablar en esta entrada.  Figura 1. Representación de una subunidad de riego con tuberia portalateral Figura 2. Representación de una línea lateral de un sistema de riego por aspersión  En el caso de los sistemas de riego localizados, las tubería portalaterales proporciona el gasto a los laterales, mientras que, en las líneas laterales en aspersión es donde se encuentran los aspersores. En estas tuberías, por cuestiones económicas se realiza una reducción de diametros a una cierta longitud (telescopeado) y generalmente el cálculo de los diámetros de e...
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