Vamos a aplicar lo aprendido
En esta unidad aplicaremos los conceptos de la mecánica de fluidos para comprender como los principios físicos impactan en la eficiencia y funcionamiento del sistema de riego por goteo.
Relación entre los conceptos básicos de la física en el sistema de goteo
Densidad: La densidad del agua puede afectar su comportamiento dentro de la tubería, especialmente cuando hay fertilizantes o productos químicos.
Ley de continuidad: Si el área de la tubería disminuye, la velocidad del fluido debe aumentar, lo que puede afectar la presión. De esta manera, es importante tener en cuenta que diámetro debe tener las tuberías para mantener una presión constante en el sistema.
Viscosidad: La viscosidad es una medida de la resistencia de un fluido. Un fluido con alta viscosidad (como un aceite espeso) fluye más lentamente que un fluido con baja viscosidad (como el agua). En un sistema de riego por goteo, la viscosidad del agua, que puede cambiar si se le añaden fertilizantes, influye en la velocidad de flujo y la presión necesaria para mover el fluido a través de las tuberías.
Presión: La presión es la fuerza ejercida por el fluido en las paredes de la tubería y es un factor crucial en el diseño de sistemas de riego. La presión del agua debe ser lo suficientemente alta como para superar la resistencia dentro de las tuberías y asegurar que el agua llegue a todos los emisores de manera uniforme.
Ecuación de Bernoulli: La ecuación establece que en un flujo constante, la suma de la energía cinética, la energía potencial y la energía de presión es constante a lo largo de un punto de flujo. Esto significa que un aumento en la velocidad del fluido resultará en una disminución de la presión, y viceversa.
ACTIVIDAD 1.
PROBLEMATICA:
Tienes un terreno agrícola de 1 hectárea donde se planea construir un sistema de riego por goteo para cultivar tomates. El objetivo es distribuir el agua de manera eficiente para asegurar un suministro constante y uniforme a las plantas.
La actividad consiste en aplicar conceptos de densidad, presión, viscosidad, la ley de continuidad y la ecuación de Bernoulli para analizar el diseño y funcionamiento de un sistema de riego por goteo, en la problematica planteada anteriormente.
La actividad se realizara en grupos de a cuatro personas: Cada grupo debe tener los siguientes materiales:
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Hojas de trabajo
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Marcadores y lapices
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Descripción de la actividad: Cada grupo tendra un caso en especifico, debe discutirlo y crear una solucion a cada pregunta.
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En la hoja deben generar una tabla y responder los items como se muetsra en la imagen. tas
Tabla
Caso 2. Analice cómo la presión del agua afecta el flujo a través del sistema. Consideren la presión estática y dinámica. ¿Cómo deben ajustarse los emisores para mantener una presión adecuada? ¿Qué problemas pueden surgir si la presión es demasiado alta o baja?
Caso 4. Examinen la ley de continuidad en el sistema de riego. ¿Cómo se asegura que el caudal de agua sea constante a lo largo del sistema? ¿Qué ajustes pueden ser necesarios si se utilizan emisores con diferentes capacidades?
Caso 1: Discuta cómo la densidad del agua afecta el diseño de las tuberías y los emisores. ¿Por qué es importante conocer la densidad del agua para el sistema de riego? ¿Cómo influye en la elección de materiales para las tuberías?
Caso 3. Exploren cómo la viscosidad del agua afecta el flujo en el sistema. ¿Cómo podría la presencia de impurezas o cambios en la temperatura influir en la viscosidad y, por ende, en el rendimiento del sistema de riego?
Caso 5. Analicen cómo la ecuación de Bernoulli se aplica al sistema de riego. ¿Cómo varía la presión a lo largo de las tuberías y los emisores? ¿Qué se puede hacer para minimizar las pérdidas de energía en el sistema?