Análisis del inyector Venturi y mejora de su instalación en los sistemas de riego localizado

Abstract

La aportación de productos químicos en el agua, operación conocida como quimigación, es una técnica muy extendida hoy día en los sistemas de riego a presión, tanto en los sistemas de aspersión como de riego localizado, presentando ventajas importantes. Un equipo de inyección muy utilizado, en pequeñas y medianas explotaciones, es el inyector tipo Venturi. El inyector se instala sobre la solución madre, trabajando con presiones negativas en su garganta. Este sistema es económico, robusto y su funcionamiento es hidráulico, sin requerir aporte externo de energía. Sin embargo las pérdidas de carga que origina son como mínimo el 30% de la presión de entrada, además de presentar problemas de regulación, inyección de aire o cavitación. El planteamiento de partida, que se pretende estudiar en esta tesis, es que los problemas señalados pueden mitigarse modificando la forma típica de instalación. La forma de inyección propuesta sitúa el inyector en serie y se invierte la posición relativa de la superficie libre de la solución madre y la garganta del Venturi. Además podría lograrse, incluso, un funcionamiento semiautomático de la inyección. Se establecería un nivel mínimo en el depósito de la solución, condicionado por la presión requerida en la garganta, siendo ahora mayor que la atmosférica. Se han ensayado en laboratorio cuatro prototipos de inyector con diferentes dimensiones en sus secciones principales, registrando datos de funcionamiento para cada uno en tres situaciones distintas. Los ensayos se han realizado sin inyección, con inyección y presiones negativas en garganta y con inyección y presiones positivas en garganta. Simultáneamente se pretende comprobar si las técnicas Dinámica de Fluidos Computacional (Computational Fluid Dynamics - CFD) son suficientemente adecuadas para el diseño de nuevos inyectores y predicción del funcionamiento de modelos comerciales, así como el grado de fiabilidad de la formulación teórica actual. Las técnicas de CFD son una herramienta