Automatització del càlcul i el disseny de subunitats de reg localitzat en cultius hortícoles i parcel·les rectangulars

Abstract

The present work describes the development and functioning of a software addressed to farmers and engineers that wish to implement a drip irrigation system in their agricultural exploitation. The main role of this software is to elaborate, automatically, drip irrigation subunits design, respecting agronomic restrictions imposed by the crop and the environment under consideration (soil, water, climate), as well as the hydraulic restrictions imposed by Spanish standards UNE (Una Norma Española). The designs achieved by this software intend to get adjusted to market's reality, using commercial pipes (provided by the different trading houses) as a part of the input. A huge number of possibilities are being contemplated which allows to obtain many models (designs) with a high variability concerning their characteristics. In all situations that were tested during software's development (different crops and environments), results were satisfying, giving a soil wet percentage higher than 95% of what is intended, a wet bulb depth within the recommended interval (to allow a correct water absorption by crop's roots), wet bulbs' overlapping higher than 10% and lower than 40%, total irrigation times not higher than the available irrigation daytime and working pressures together with water speeds that never exceed the limit values (set to ensure a secure and durable functioning) The main goal is to allow engineers to delegate drip irrigations subunits design and calculations to the software, in order to focus their task in selecting the best models (designs) for their situation but also in designing the water distribution network (from the pump to irrigation subunits). As a long-term goal, this software could elaborate the complete design of a drip irrigation system, allowing its use to farmers that do not possess the required knowledge in hydraulics and/or drip irrigation systems.

El present treball exposa el desenvolupament i el funcionament d'un software dirigit als agricultors i a enginyers agrícoles que hagin de posar en marxa el sistema de reg per goteig d'una explotació hortícola. La funció principal del software és elaborar, de forma automática, el disseny de subunitats de reg localitzat, respectant sempre les restriccions agronòmiques imposades per el cultiu i l'entorn (sòl, clima, aigua), així com els limitants hidràulics que imposen les normes UNE (Una Norma Española). Els dissenys elaborats per el software s'intenten adaptar a la realitat del mercat, utilitzant, com a part de les dades d'entrada, les tuberíes que comercialitzen els diferents fabricants. Es contemplen una inmensa quantitat de possibilitats i això permet obtenir molts models amb notable variabilitat en les seves característiques. Els resultats en tots els casos probats (diferents cultius i situacions) dónen un percentatje de sòl mullat superior al 95% del àrea que es pretén mullar, una profunditat del bulb humid dintre del interval recomanat (per l'absorbció d'aigua per les arrels), solapaments entre bulbs humids no inferiors al 10% i no superiors al 40%, temps de reg totals no superiors a la jornada de reg disponible i una pressió de treball junt a velocitats de l'aigua que no superen els valors límit (fixats per asegurar un funcionament segur i durable). El objectiu principal és que els enginyers puguin delegar al programa els càlculs i el disseny de les subunitats de reg, per centrar la seva tasca en l'elecció dels models més adhients (segons la situación de la parcel·la) i en el disseny de la xarxa de distribució (des de la bomba fins a les subunitats). Com a objectiu a llarg plaç, aquest software podría realitzar el disseny complet de una instal·lació de reg, permetén el seu ús als agricultors que no tinguin coneixements en hidráulica i/o en reg localitzat.

El presente trabajo expone el desarrollo y el funcionamiento de un software dirigido a los agricultores y a ingenieros agrícolas que tengan que poner en marcha el sistema de riego por goteo de una explotación hortícola. La función principal del software es elaborar, de forma automática, el diseño de las subunidades de riego localizado, respetando siempre las restricciones agronómicas impuestas por el cultivo y el entorno (suelo, agua, clima), así como los limitantes hidráulicos que imponen las normas UNE (Una Norma Española). Los diseños elaborados por el software se intentan adaptar a la realidad del mercado, utilizando, como parte de los datos de entrada, las tuberías que comercializan los distintos fabricantes. Se contemplan una inmensa cantidad de posibilidades y eso permite obtener muchos modelos con notable variabilidad en sus características. Los resultados en todos los casos probados (diferentes cultivos y situaciones) dan un porcentaje de suelo mojado superior al 95% del área que se pretende mojar, una profundidad del bulbo húmedo dentro del intervalo recomendado (para la absorción del agua por las raíces), solapamientos entre bulbos húmedos no inferiores al 10% y no superiores al 40%, tiempos de riego totales no superiores a la jornada de riego disponible y una presión de trabajo junto a velocidades del agua que no superan los valores límite (fijados para asegurar un funcionamiento durable y seguro.) El objetivo principal es que los ingenieros puedan delegar al programa los cálculos y el diseño de las subunidades de riego, para centrar su labor en la elección de los modelos más adecuados (según la situación de la parcela) y en el diseño de la red de distribución (desde la bomba hasta las subunidades). Como objetivo a largo plazo, este software podría realizar el diseño completo de una instalación de riego, permitiendo su uso a los agricultores que no tengan conocimientos en hidráulica y/o en riego localizado.