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CAPITULO VII SISTEMAS DE FILTRACION1, 2
Luis E. Rivera Martínez y Megh R Goyal
1.0 Introducción ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 199 2.0 Agentes causantes de obstrucción --------------------------------------------------------------------------------------------- 199
2.1 Físicos ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 200 2.2 Químicos -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 200 2.3 Biológicos ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 201
3.0 Prevención de obstrucción ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 202 4.0 Tipos de filtros ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 202 4.1 Gravedad -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 202 4.2 Presión ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 207
4.2.1 Malla --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 207 4.2.2 Anilla -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 211 4.2.3 Arena -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 211 4.2.4 Centrifugo ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 211 5.0 Principios teóricos en la operación de los filtros ------------------------------------------------------------------ 212 5.1 Filtro de gravedad ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 212 5.2 Filtro de presión ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 212 6.0 Selección del filtro ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 215 7.0 Servicio y mantenimiento ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 218 8.0 Solución a problemas de obstrucción -------------------------------------------------------------------------------------- 221 8.1 Agentes Físicos -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 223 8.2 Agentes químicos ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 223 8.3 Agentes biológicos -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 224 9.0 Identificación de fallas ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 225 10.0 Bibliografía ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 226
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
___________________________________________ 1 Este capitulo fue preparado para el libro “Manejo de Riego Por Goteo”. Autor: Dr. Megh
R. Goyal, Profesor en Ingeniería Agrícola y Biomédica, Universidad de Puerto Rico – Recinto de Mayagüez, PO Box 5984, Mayagüez, Puerto Rico 00681-5984. Para más detalles puede contactarse por correo electrónico: o visitar la página de m_goyal@ece.uprm.eduInternet: http://www.ece.uprm.edu/~m_goyal/home.htm
2 Esta publicación es propiedad pública. Ejemplares pueden reimprimirse con la debida
referencia al autor y al Servicio de Extensión Agrícola – Universidad de Puerto Rico, Mayagüez, Puerto Rico, EEUU.
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
1.0 INTRODUCCION
El riego por goteo es una técnica novel cuyo uso se ha extendido mucho por diferentes
regiones del mundo debido a los beneficios que ofrece este sistema en comparación con otros
métodos de riego. Estos beneficios muchas veces van acompañados de problemas especiales
con respecto a como aplicar la nueva tecnología y garantizar el funcionamiento apropiado.
Uno de los factores más importantes en el uso exitoso del riego por goteo es la
filtración del agua. El propósito básico de cualquier sistema de filtración es eliminar sólidos o
partículas de materias del agua de riego y evitar problemas que la obstrucción pueda causar. El
agua limpia o libre de contaminantes es de vital importancia para el mejor funcionamiento del
riego por goteo. Un procedimiento de filtración adecuado es requisito indispensable porque
raras veces encontramos fuentes de aguas libres de materias en suspensión.
Las obstrucciones parciales o totales que diferentes agentes de naturaleza física,
química o biológica causan, pueden poner el sistema de riego por goteo fuera de servicio y
causar pérdidas a la cosecha, y por ende, pérdidas económicas al agricultor. Por tanto, la
selección de un sistema de filtración adecuado debe ser una de las primeras consideraciones al
diseñar e instalar un sistema de riego por goteo.
2.0 AGENTES CAUSANTES DE OBSTRUCCION
La presencia o desarrollo de partículas que disminuyen el flujo de agua en el sistema de
riego causan el problema de obstrucción. Este mal es progresivo, si no se utilizan medidas
correctivas a tiempo. Una vez la razón de flujo disminuye, se acelera la obstrucción de modo
tal que al final ocurre una interrupción completa. Este problema puede ocurrir en cualquier
lugar del sistema. La solución a este mal es introducir agua limpia y evitar el desarrollo o la
inyección de agentes que puedan causar directa o indirectamente el problema.
Los agentes causantes de obstrucción pueden agruparse en tres categorías: físicos,
químicos o biológicos. En algunos casos, dos o más de estos factores pueden ocurrir al mismo
tiempo.
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
2.1 Agentes físicos
Diferentes clases de partículas sólidas pueden encontrarse en suspensión en el agua de
riego. Estas pueden consistir de partículas de suelo de varios tamaños, arena y limo, material
de erosión acumuladas en los embalses, y pedacitos de tubería procedentes de las líneas o
canales. Estas partículas pueden ser muy grandes para pasar a través de las pequeñas aberturas
de los filtros o goteros.
Las partículas de arcilla pueden cubrir los filtros y las paredes internas de los goteros,
mermando así el flujo del agua. Las partículas de limo y arcilla pueden unirse para formar
masas lo suficientemente grandes para tapar los goteros. Antes de diseñar el sistema de
filtración, analice la fuente de agua para saber el contenido de sólidos suspendidos. Identifique
estos sólidos como orgánicos o inorgánicos. 2.2 Agentes químicos
El agua de riego contiene distintas cantidades de sales solubles que pueden precipitarse
en la superficie de los goteros según se evapora el agua en los periodos entre un riego y el otro.
Si las sales no se disuelven con facilidad, se puede formar una costra que tapa los goteros.
Altos niveles de calcio, magnesio y bicarbonato en el agua de riego favorecen el deposito de
carbonates (calcio). La saturación con calcio e iones de sulfato causa la formación de yeso en
el gotero. A menudo, las aguas de pozo contienen hierro y manganeso disueltos. Tras hacer
contacto con la atmósfera, se precipitan los óxidos insolubles de hierro y manganeso,
resultando en obstrucciones del sistema de riego. Aguas ricas en sulfuro pueden producir
compuestos insolubles.
Además de los compuestos que ocurren naturalmente, los precipitados pueden formarse
de la inyección de fertilizantes líquidos u otras substancias químicas en el sistema. Fertilizantes
mezclados pueden utilizarse con éxito mientras se mantengan condiciones que favorezcan la
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
solubilidad. Hay pruebas cualitativas simples para identificar los compuestos más insolubles,
las cuales pueden realizarse en el laboratorio. Un análisis del agua de riego es esencial para
estimar la probabilidad de depósitos químicos.
Para evitar obstrucciones que los fertilizantes causan, se recomienda aplicar los
diferentes compuestos por separado y completar la aplicación antes de finalizar el riego.
2.3 Agentes biológicos
Tanto los macroorganismos como los microorganismos obstruyen el sistema de riego
por goteo. El agua de riego almacenada en depósitos, o que corre por conductos al descubierto,
puede contener grandes cantidades de materia orgánica. Las condiciones ambientales en el
sistema de riego pueden favorecer el desarrollo y rápido crecimiento de distintas especies de
microorganismos. La materia orgánica en el agua de riego puede consistir de partículas de
materia orgánica parcialmente descompuesta (mayormente de origen vegetal) o partes de
organismos vivientes tan pequeños como células de microorganismos, (Por ejemplo: Algas,
bacterias y protozoarios). Ciertas especies de bacterias como Sphaertilus y otras células
microbiológicas parecen multiplicarse en el agua en la oscuridad y en presencia de pequeñas
cantidades de hierro.
Ciertas especies de bacterias pueden causar depósitos de óxido de hierro y manganeso
que aumentan la obstrucción. Grandes cantidades de estos óxidos pueden formarse a causa de
los procesos de oxidación biológica en agua con concentraciones bien bajas de iones ferrosos y
de manganeso. Los crustáceos, peces y otros microorganismos pueden ser un problema para el
sistema de filtros. También las arañas, hormigas y otros insectos pueden obstruir los goteros.
Una inspección visual generalmente ayuda a identificar estos macroorganismos. Para
identificar apropiadamente las bacterias y algas se necesita un examen microscopio. No es
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
necesario obtener una identificación exacta de las masas de microbios, pero es importante una
determinación del material orgánico o inorgánico.
3.0 PREVENCION DE OBSTRUCCION
La necesidad de prevenir obstrucciones por medio de una unidad de filtración adecuada
no debe ser subestimada. La importancia de este punto se ilustra con el siguiente ejemplo: Si
dejamos fluir agua hacia un sistema de riego por goteo de una charca o reserva al descubierto,
es de esperarse que contenga materia orgánica, algas y varios sólidos en suspensión. Sin la
debida protección de cedazos o filtros, el sistema, y en particular los goteros, se obstruirán
rápidamente. Si no se corrige este problema, el sistema entero puede convertirse en uno
completamente inservible. Bajo ninguna circunstancia se debe permitir la entrada de agua al
sistema de gotero a menos que haya pasado por un proceso de filtración, aún cuando el agua
aparentemente este limpia.
Varias técnicas pueden utilizarse para prevenir la obstrucción y, dependiendo de las
impurezas, más de una debe utilizarse. Estas incluyen los filtros de malla, filtros de anilla,
filtros de arena y filtros hidrociclonicos (Figura 1). Otros tratamientos son el uso de ácidos y
agua a presión o aire comprimido.
4.0 TIPOS DE FILTROS
La filtración en un sistema de riego por goteo puede realizarse por medio de filtros de
gravedad y filtros de presión.
4.1 Filtro de gravedad
Las charcas, reservas de agua o tazones de asentamiento pueden utilizarse como una
forma de filtración. Su función principal es separar parte de los sedimentos contenidos en el
agua. Este método de filtración no es del todo confiable, si el agua esta expuesta a los
contaminantes que el viento acarrea y al desarrollo y rápido crecimiento de microorganismos.
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
Figura 1a. Diferentes tipos de filtros comúnmente utilizados en el sistema de riego por goteo: Filtro de malla.
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
204
Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
Figura 1. Diferentes tipos de filtros comúnmente utilizados en el sistema de riego por goteo: Filtro de anillas (Páginas 204 y 205).
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
SALIDA
FLUJO DE LAVADO
Figura 1C y 1D. El filtro de arena (arriba) y el filtro centrífugo (abajo).
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
4.2 Filtros de presión
4.2.1 Filtro de malla
El filtro de malla es la más simple de todas las técnicas de filtración. El filtro de malla
consiste de un tamiz o cedazo hecho de metal, plástico o tela sintética encerrado en una
envoltura especial. Los tamices o cedazos se clasifican según el número de cuadriláteros por
pulgada, con un calibre fijo de alambre para cada tamaño de cedazo. El número de la malla
aumenta según se achican los cuadriláteros. En un cedazo de malla 200, por ejemplo, el
cuadrilátero fijo es de 75 micrómetros (0.0029 de pulgada). La mayoría de los fabricantes
recomiendan cedazos de 150 a 75 micrómetros (malla 100 a 200) para los goteros, pero
algunos recomiendan tamices tan gruesos como de 600 micrómetros (malla número 30).
Un filtro de doble malla se muestra en la figura 2. El mismo consiste de dos mallas
cilíndricas. La malla externa esta normalmente hecha de un cedazo número 80, y sirve para
separar las partículas que exceden de 2 X 105 nanómetros. La malla interna esta hecha de un
cedazo número 120 y detiene partículas gruesas de 1.25 X l05 nanómetros. Partículas menores
de este tamaño no se consideran perjudiciales para la mayoría de los sistemas de riego por
goteo. Este filtro de doble malla es fácilmente desmontable, lavable, y los cedazos se pueden
reemplazar con rapidez cuando sea necesario. Se han producido variaciones de este tipo de
filtro utilizando diferentes tamaños de cedazos según la necesidad. Un filtro sencillo puede
consistir de un solo cedazo cilíndrico, pero este se obstruye rápidamente y sólo se recomienda
cuando el agua es de buena calidad. El cedazo de un filtro de malla es universalmente
utilizado para separar partículas sólidas y varias formas de materia orgánica. La presencia de
algas en el agua de riego tiende a causar obstrucciones del cedazo y merma considerablemente
la capacidad de filtración. Generalmente este tipo de filtro se usa en serie con otros dispositivos
de filtración como medida de seguridad.
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
Figura 2. Filtro de doble malla mostrando sus componentes.
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
Figura 3a. Filtro de anilla: 1. Entrada de agua; 2. Flujo a través de las anillas; y 3. Salida de agua limpia.
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
Figura 3b. El filtro de anilla. Método de lavar anillas.
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
4.2.2 Filtro de anilla
Este tipo de filtro es una modalidad del filtro de malla. El mismo consiste de distintas
anillas, prensadas dentro de una envoltura especial (Figura 3). Las anillas tienen unos canales
en la superficie por los cuales pasa el agua para llevar a cabo la filtración. Es bien importante
que las anillas queden bien prensadas para llevar a cabo una filtración eficiente y evitar
problemas de obstrucción.
4.2.3 Filtro de arena Los filtros de arena se han utilizado en el pasado para propósitos domésticos e industriales. Antes de la introducción de la técnica del riego por goteo, el uso de estos filtros estuvo limitado debido al costo y a que no eran necesarios en los métodos convencionales de riego.
Este tipo de filtro consiste de grava fina y arena de tamaño escogido y colocada en tanques
sobrecomprimidos. Los filtros de arena no son fácilmente obstruidos por algas, y pueden
separar cantidades grandes de sólidos suspendidos, antes de requerir limpieza. Los filtros de
arena pueden retener partículas de 25 a 100 micrómetros.
Como regla general, la razón de flujo a través del filtro no debe exceder 14 litros/seg./m²
(20 galones/min./pie²) de filtración por área superficial, y el espesor del medio de filtración
debe ser por lo menos de 500 mm (18 pulgadas) de profundidad. Filtros secundarios (de malla
o de anilla) deben seguir a los filtros de arena. Debe instalarse una válvula de desagüe para
prevenir contaminación de la arena durante el lavado del filtro.
4.2.4 Filtro centrífugo
Uno de los métodos extensamente utilizados para separar los sólidos de un líquido ha
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
sido el uso del filtro centrífugo (hidrociclon o separador de arena). Este es un dispositivo
simple, estático, capaz de separar partículas de 2 x 103 a 2 x 105 nanómetros de agua fluyendo a
una razón de 600 litros por hora en adelante. Básicamente, los filtros centrífugos separan
partículas en suspensión que tienen una gravedad específica mayor que el agua. Estos filtros
son ineficaces para separar la mayoría de los sólidos orgánicos. Los filtros centrífugos se
pueden obtener en diferentes tamaños para diferentes descargas, y se ha encontrado que son
más adecuados para separar partículas antes de que el agua entre al sistema de riego por goteo.
Algunas veces se instalan en la toma de succión de la bomba como prefiltro para
disminuir el desgaste de la bomba. Al igual que en el filtro de arena, los filtros de malla deben
seguir a los separadores de arena o hidrociclones como medida de seguridad.
5.0 PRINCIPIOS TEORICOS EN LA OPERACION DE LOS FILTROS
5.1 Filtro de gravedad
Las reservas de agua o tazones de asentamiento acumulan un volumen dado de agua y
propician la sedimentación de la materia en suspensión. De este modo separan gran parte de los
sólidos con gravedad específica mayor que el agua, tales como la arena, el limo, la arcilla y
otros sedimentos.
5.2 Filtro de presión
5.2.1 Filtro de malla y filtro de anillas
Ambos filtros operan bajo el mismo principio teórico. El agua entra a una cámara
cerrada y es forzada a pasar a través de unos cedazos o anillas prensados (Figura 4). De esta
manera el agua fluye a través de los cedazos y los sedimentos quedan atrapados.
5.2.2 Filtro de arena
El filtro de arena es el método más eficaz para separar materia orgánica en suspensión y
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
Figura 4. Filtro de malla: Operación de lavado (arriba) y operación de filtración (abajo).
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
Figura 5. Filtro de Arena: El principio de filtración y lavado.
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
sólidos orgánicos. Funciona bajo el mismo principio básico del proceso de filtración natural
propio del agua del suelo. El agua contaminada (sin filtrar) entra al sistema en la parte superior
del filtro y fluye (bajo presión) a través de la arena en donde las partículas sólidas son atrapadas
(Figura 5). Este filtro es bien conocido por su capacidad de extraer y retener grandes
cantidades de partículas, mientras continua descargando el flujo de agua.
5.2.3 Filtro centrífugo
El agua sin tratar, incluyendo partículas sólidas en suspensión, pasa a la cámara de filtro
centrífugo a través de una entrada de agua (Di), colocada en forma tangencial, en una sección
cilíndrica (Dc, en la figura 6a). El flujo inicialmente lineal y turbulento se vuelve en un flujo
angular ejerciendo una fuerza centrifuga. Esto crea un movimiento rotacional en la sección
cilíndrica (Dc). Una sección cónica con un ángulo lleva a cabo la separación de los sólidos.
Las partículas sólidas, más pesadas que el agua, son lanzadas externamente hacia el
margen del cono, y, debido a la fuerza gravitacional bajan en el flujo en forma de vórtice hacia
la parte inferior del cono donde son expulsadas del sistema a través de la salida (Du). Este
movimiento también se conoce como vórtice principal. Cerca de la salida inferior de descarga,
parte del movimiento se separa del vórtice principal y forma un vórtice secundario que rota en
la misma dirección (Figura 6b).
El vórtice secundario produce un movimiento ascendente en el centro que descarga por
la salida superior (Di) como agua tratada. Este fenómeno único, (la formación de un vórtice
principal que transporta los sólidos al flujo descendente) es el principio básico bajo el cual
funciona el filtro centrífugo.
6.0 SELECCIÓN DEL FILTRO
La meta al seleccionar un filtro es alcanzar la filtración necesaria y maximizar la eficiencia
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
Figura 6a. Filtro centrífugo: Entrada de agua con el flujo superior y flujo inferior.
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
Figura 6b. Formación del vórtice con el flujo superior y el flujo inferior.
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
de funcionamiento, mientras se minimizan los costos. La selección final del tipo y tamaño del
filtro que se ha de utilizar debe estar basada en las siguientes directrices:
a. Calcule el tamaño del sistema de riego (aforo del flujo, presión y volumen de agua). La capacidad del filtro debe exceder las demandas del sistema.
b. Determine la calidad física, química y biológica del agua de riego que ha de
utilizar; el tamaño y la cantidad de sólidos suspendidos que habrá que separar; la probabilidad de obstrucciones químicas o biológicas, y, con el tiempo, la estabilidad de la calidad del agua.
c. Conteste las siguientes preguntas:
1. ¿Cuan complejo es el filtro? ¿Que problemas hay en la limpieza o reemplazo del mismo?
2. ¿Esta la mano de obra disponible para limpieza y mantenimiento? 3. ¿Puede ser un problema de la localización del filtro o la disposición del agua de
lavado? 4. ¿Es flexible el sistema de filtración? ¿Puede ser ampliado o modificado, si fuera
deseable?
Es importante recordar que los filtros están disponibles en diferentes tamaños
dependiendo del aforo del flujo. La selección de un sistema de filtración apropiado debe ser
una de las primeras consideraciones para diseñar un sistema de riego por goteo. El cuadro uno
puede servir de guía en la selección del filtro.
7.0 SERVICIO Y MANTENIMIENTO El sistema de filtración es una de las unidades más sensitivas del riego por goteo. Por tanto, debemos asegurarnos que el mismo lleve a cabo eficazmente su función. Para lograr este propósito, se instalan indicadores de presión a la entrada y en la salida del filtro. La presión varía poco entre ambos indicadores cuando el filtro esta limpio. Una vez comienza a obstruirse, aumenta la diferencia en presión entre ambos indicadores. Cuando se alcanza una diferencia en presión predeterminada (10 a 15 libras por pulgada cuadrada: Este valor puede variar dependiendo del tipo de filtro. Siga las especificaciones fabricante) se limpia el sistema de filtración.
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
Cuadro 1. Guía para la selección del filtro¹.
Razón de Flujo Concentración
Orgánicos de sólidos* Inorgánicos Recomendación
Menor de 11.4 m³/hr. L L A (50 U.S. gpm) L M A L H A M L A M M B+A M H B+A H L B+A H M B+A H H B+A 11.4 - 45.4 m³/hr. L L A (50-200 gpm) L M A L H A M L A+B M M A+B o A+C M H A+B o A+B+C H L A+C H M A+C o A+B+C H H A+B+C Mayor de 45.4 m³/hr. L L A (200 U.S. gpm) L M A+C
L H A+C M L A+C M M A+B+C M H A+B+C H L A+C H M A+C+C H H A+B+C
*Clave de la concentración de sólidos L = menor de 5 ppm M = 5-50 ppm H = mayor de 50 ppm
**Clave de Recomendación. A = Filtro de malla o anilla. B = Filtro de hidrociclonico o separador de sólidos. C = Filtro de arena.
¹ El uso de esta guía es solo con el propósito de ayudar en la selección apropiada del Filtro. Las necesidades específicas e individuales del área bajo diseño deben ser evaluadas.
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
7.1 Lavado de filtros
Los filtros deben lavarse antes de cada riego, o cuando los indicadores de presión lo
indiquen. Si hay muchos sedimentos o contaminantes en el agua de riego, el filtro debe
limpiarse con frecuencia. Debe evitar la entrada de polvo al sistema cuando el filtro este
abierto.
7.1.1 Filtro de anilla
En este tipo de filtro, la limpieza se hace moviendo las anillas del filtro en dirección a la
línea de extensión, y luego se lava con agua a presión (figura 3B). Cuando las anillas están
limpias, colóquelas en el filtro y ajústelas correctamente. Si las anillas no quedan bien
prensadas, la eficiencia de la filtración baja mucho y pueden ocurrir problemas de obstrucción.
7.1.2 Filtro de malla
Este tipo de filtro, por lo general, esta equipado con un cepillo de limpieza o una llave
de paso en la parte inferior del filtro. Si la diferencia de presión en los indicadores a la entrada
y a la salida del filtro es mucha, esto indica la necesidad de limpieza. Abra la llave de paso del
filtro y deje descargar el agua a presión fuera de este (Figura 4A). Mueva varias veces el cepillo
de limpieza hacia arriba y hacia abajo, dándole un movimiento de torsión.
Si los indicadores aun muestran la necesidad de limpieza, detenga el sistema y
desmonte el filtro. Examine que la malla no este tapada con sedimentos. Lave a presión el
cedazo y las partes internas para asegurarse que estén en buen estado. Las partes defectuosas,
rotas o dobladas deben repararse o sustituirse por piezas nuevas. Monte el filtro nuevamente,
asegurándose que las piezas estén en buen estado y bien instaladas.
7.1.3 Filtro centrifugo
La arena o partículas solidas acumuladas en este filtro pueden sacarse de dos maneras:
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
1. Cuando el sistema esta apagado, abra el tanque colector y deje salir los sedimentos.
2. Cuando el sistema este encendido, abra la válvula de descarga al final del filtro y deje salir los sedimentos a presión.
7.1.4 Filtro de arena
Este tipo de filtro se utiliza cuando el agua contiene grandes cantidades de materia
orgánica. Para poderse limpiar requiere un flujo de agua en dirección opuesta a lo usual. Es
indispensable tener dos filtros interconectados adyacentes uno del otro para llevar a cabo esta
operación.
De esta forma se invierte el flujo en uno de los filtros mediante el uso de una válvula o
dispositivo de tres salidas (Figuras 7A y 7B), manteniendo el otro filtro funcionando
normalmente. Esto ocasiona una expansión turbulenta de la arena en el filtro contiguo y la
descarga de las partículas y materia atrapada en la arena (Figura 5b). El flujo del agua de
lavado es segregado por la parte superior del filtro para una evacuación apropiada en una línea
separada de descarga. Mediante el uso de dos filtros en serie, el riego no se interrumpe durante
el lavado de los filtros.
Un flujo excesivo de lavado a la inversa expandirá la arena hasta el punto que ella
misma es expulsada fuera del tanque. Un flujo insuficiente de lavado no expandirá la arena lo
suficiente para purgar todos los contaminantes atrapados. Esto puede resultar en una perdida
residual de presión a través de la arena, aun después del lavado. Para alcanzar el máximo
funcionamiento del filtro, ajuste apropiadamente el flujo del lavado a la inversa.
8.0 SOLUCION A PROBLEMAS DE OBSTRUCCION
La mejor forma de evitar problemas de obstrucción en el sistema de riego por goteo, es
instalando un sistema de filtración adecuado y eficiente. Si esto no se cumple, hay que recurrir
luego a una serie de enmiendas para mantener funcionando el sistema de goteo.
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
7A. Válvula manual.
1. En proceso de Filtración
Entrada del agua
Hacia el filtro
Salida del flujo de lavado
7B.Válvula automática
2. En proceso de lavado
Figure 7. Válvula de tres salidas utilizada para el lavado de los filtros de arena.
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
Los tratamientos sencillos no son siempre del todo exitosos para resolver los problemas
de obstrucción debido a que muchos problemas son específicos de un grupo dado de
condiciones. Diferencias entre las condiciones frecuentemente imposibilitan generalizar en las
recomendaciones. Por ello, los procedimientos para corregir problemas de obstrucción están
enfocados según el problema envuelto.
8.1 Agentes físicos
Además de un sistema de filtración adecuado, una limpieza regular de las líneas y
goteros es deseable para prevenir obstrucciones con los agentes físicos. Para llevar a cabo la
limpieza, abra el extremo final de la línea principal y descargue los sedimentos acumulados.
Luego proceda con las líneas secundarias y las líneas laterales.
Si hay interrupciones en las líneas o goteros, puede corregirlas mediante presión de
aire. Antes de comenzar este proceso, ponga a funcionar el sistema por un periodo de
aproximadamente 15 minutos. Una vez el sistema esta lleno de agua, las sustancias en los
tubos vuelven a su estado normal. Ahora aplique aire a presión (aprox. 7 bares). La fuerza que
ejerce el aire comprimido ayudará a limpiar las líneas y goteros de la materia acumulada en
ellos.
8.2 Agentes químicos
Muchos de los casos de obstrucción química se pueden resolver por medio de la
inyección o tratamiento con ácido. Mediante este procedimiento, se disuelven los depósitos
químicos que han causado el agua o los fertilizantes.
En casos severos, remoje los goteros en una solución diluida de ácido (más o menos 1
por ciento), y en algunos casos límpielos individualmente. Para casos menos severos, lo
adecuado es la inyección de ácidos para llevar el pH de agua entre 1 y 2. La inyección debe
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
repetirse hasta obtener un aforo de flujo normal desde el gotero. La cantidad de ácido
requerida para bajar el pH se determine mediante una prueba con un volumen pequeño de agua.
Los ácidos son extremadamente corrosivos, por lo que usted debe observar extrema
precaución al usarlos. Los ácidos comúnmente utilizados son el sulfúrico, clorhídrico y
muriático. “No utilice o aplique ningún agente químico a través del sistema de goteo” sin
antes consultar un especialista. La alternativa entre uno y otro dependerá de la disponibilidad y
el costo. Los ácidos pueden corroer los accesorios de metal, tuberías y envases. Las
superficies en contacto con soluciones ácidas deben ser de acero inoxidable o plástico. Todas
estas partes deben enjuagarse bien después de venir en contacto con el ácido.
8.2.1 Cantidad de ácido requerido para bajar el pH del agua de riego
La cantidad de ácido requerido para bajar el pH del agua de riego a un valor dado
puede ser calculado con la ecuación /1/ para galones aplicados por hora de flujo de agua;
ecuación /2/ para galones por 100 galones de agua. Para ambas ecuaciones el factor de acidez
y la normalidad del ácido utilizado deben saberse, por ejemplo: ácido sulfúrico concentrado
(H2S04) = 36N; ácido clorhídrico concentrado (HCl) = 12N. Para la ecuación 1 el aforo de
flujo en galones por minuto (gpm) debe ser:
Factor de acidez = Miliequivalentes de acido por litre de agua requerida para bajar el pH a un nivel deseado, determinado por titulación en el laboratorio de una muestra tipo de agua con un ácido.
Galones de ácido por hora = [0.06 x factor acidez x gpm] / [Normalidad del ácido] -- /1/
Galones por 100 galones = [Factor de acidez] / [Normalidad del ácido] --------------- /2/
8.3 Agentes biológicos
Cuando el limo o las algas obstruyen el sistema de goteo el tratamiento común es la
inyección de un biocida seguido de una limpieza completa de las líneas para limpiar el sistema
de materia orgánica. Los biocidas comúnmente utilizados son: el gas, cloro (Cl2) y soluciones
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
de hipoclorito (HOCl-). Un control eficaz de algas y limo en un sistema de riego por goteo
puede efectuarse usualmente manteniendo una concentración continua de 1 ppm de cloro o
administrando 10 a 20 ppm durante los últimos 20 minutos del ciclo de riego (Ver capítulo
XI). 9.0 IDENTIFICACION DE FALLAS
Causa Remedio Filtración pobre
A. Filtro de malla o anilla:
1. Obstrucción del filtro causado por uno de los siguientes factores: a. Arena o limo. b. Algas os materia orgánica. c. Sales o compuestos químicos. d. Uso de un medio de filtración
inapropiada
a. Utilizar un filtro centrífugo. b. Utilizar filtro de arena y algún biocida. c. Lavar con ácidos. d. Corregir la falla o utilizar un medio de
filtración adecuado. B. Filtro de arena
2. Exceso de flujo a través de la arena causa que el material tome formas de cono.
3. Aire en el tanque ocasiona disturbios en la arena y forma de cono.
4. Uso de un medio de filtración (arena) incorrecto.
5. Una alta presión diferencial ocasiona que los contaminantes pase a través del filtro.
2. Reducir el aforo de flujo o añadir filtros al
sistema. 3. Instalar dispositivos manuales o automáticos
de eliminación del aire. 4. Añadir un medio adecuado. 5. Lavado mas frecuente.
C. Filtro hidrocilónico:
6. Materia orgánica en el agua de riego
6. Utilizar un filtro de arena
Diferencia en presión constante
A. Filtro de malla o anilla: 7. Obstrucción del medio de filtración.
B. Filtro de arena:
8. Poca arena en el filtro ocasiona un flujo de lavado inadecuado.
9. Filtro tapado: no hay suficiente agua disponible a través del filtro para su lavado.
10. Flujo de lavado insuficiente.
7. Lavar la malla o utilizar un medio de
filtración adecuada. 8. Añadir arena hasta un nivel adecuado.
9. Quitar la cubierta y raspar la corteza superior
de la arena. Coloque la cubierta y lave los tanques alternada-mente a intervalos cortos hasta quedar limpios.
10. Reajustar la válvula que controla el flujo de lavado.
Goteo de la válvula de lavado
A. Filtro de arena 11. Obstrucción en la válvula 12. Defectos en la válvula
11. Quite la obstrucción. 12. Reemplazar por una en buen estado.
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Manejo de Riego por Goteo Capitulo VII: Sistemas de Filtración
Golpes de aire
13. Aire en el tanque.
14. La línea de lavado ocasiona succión.
15. Lavado inapropiado.
16. Poca arena en el filtro.
17. Agua muy sucia.
13. Instalar dispositivos manuales o automáticos de sacar el aire.
14. Añadir una válvula vacuorreguladora a la línea de lavado.
15. Aumentar el flujo de lavado o el tiempo de duración.
16. Aumentar el nivel con más arena. 17. Se requieren más filtros.
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