Nuestra percepción del mundo no siempre se ajusta a la realidad. No podemos ver a simple vista diminutos huecos que hay en la materia; tampoco observamos los virus que a veces respiramos y tampoco percibimos que La Tierra está girando sobre si misma a una enorme velocidad. Si notamos por el contrario el rozamiento que una piedra o una cierta cantidad de tierra experimenta al deslizarse por una pendiente.

En las minas de carbón bercianas eran muy utilizadas unas chapas metálicas que se colocaban a modo de canales para que sobre las mismas se deslizase el escombro o el carbón. Las areniscas se deslizaban mal, las pizarras algo mejor y el carbón creo que era el que mejor se movía, el que “mejor corría” se decía en la mina. Si este se frenaba no había mas remedio que empujarlo a mano, con los pies o como fuese: es lo que se llamaba “correr o espolear el carbón”. ¿Qué ocurriría si en vez de carbón fuese agua?. Pues que este líquido se movería con una facilidad asombrosa tanta que a simple vista se diría que el agua no experimenta ningún tipo de rozamiento o frenado en su deslizamiento sobre una chapa metálica. Esta percepción es sin embargo equivocada. Otro tema es que el rozamiento entre el agua y una chapa metálica bien lisa sea muchísimo menor que el existente en el caso de una roca.

Por razones que no vienen al caso he tenido que pensar bastante en una conducción para agua de riego existente en el pueblo de Viloria, al lado de Bembibre y en este artículo me referiré a esta conducción de agua, para hablar del asunto que me ocupa. Por extraño que parezca el agua al moverse por un cauce, sea este un río, un arroyo, un canal o una tubería tiene un cierto rozamiento contra los bordes de la conducción y también se produce un rozamiento entre las diversas partículas de agua. Esto hace que la velocidad del agua en los bordes de un canal o de una tubería sea menor que en el centro. Vamos que en este caso es como si sobre una chapa metálica de las de la mina queremos que se deslice el escombro. Las piedras rozan ente si y con la chapa metálica. Puede llegar un momento en que el movimiento se detenga.

Con el agua ocurre lo mismo aunque es más difícil de percibir. No obstante los que en algunas ocasiones hemos visto regar las huertas con agua muy, muy escasa hemos comprobado como una “moldera” que al inicio del “suco” parece algo, a medida que se va siguiendo agua abajo disminuye hasta desaparecer. Esto es debido-decimos- a que el agua se va sumiendo; lo que es cierto pero también al roce del agua con el terreno.

PÉRDIDAS DE CARGA

El caso es que desde hace siglos este problema se ha venido estudiando por investigadores diversos y del mismo modo que existen fórmulas matemáticas para calcular la superficie de un triángulo o de un círculo por ejemplo, existen otras que sirven para calcular exactamente este frenado que experimenta el agua. Este frenado es consecuencia de lo que técnicamente se conoce como pérdida de carga o energía hidráulica.

No hace falta discurrir mucho para entender que cuanto más larga sea la conducción de agua mayor será la pérdida de carga. Durante más espacio y más tiempo estará el agua siendo frenada en su avance. Asimismo es evidente que si el agua va formando remolinos en el trayecto (lo que ocurre en las arquetas por ejemplo);también se incrementan las pérdidas de carga. Por otra parte es evidente que cualquier obstáculo en las tuberías o en el conducto que lleva el agua (raíces, barro, trapos,..),lo que hará es frenar mas el movimiento del líquido y en definitiva aumentar las perdidas de carga, lo que supone que al final de la conducción llega menos agua. Esto es así porque esas pérdidas de carga implican que al final de la tubería el agua sale con menos velocidad y si sale con menos velocidad sale menos caudal.

En el caso concreto de Viloria la conducción es larga (1848 metros) y en la misma hay 19 arquetas en cada una de las cuales hay pérdidas de carga. De este modo y aunque la diferencia de cota entre el nivel del río son 5 metros el agua cuando llega al final de su recorrido tiene una velocidad muy inferior a la que tendría si no tuviese ese largo recorrido. Para tener una idea de lo que ocurre hay que considerar que en un depósito de 5 metros de profundidad; si en su parte inferior hacemos un agujero y el depósito está lleno de agua; esta saldría a una velocidad de unos 9 por segundo;(suponiendo que el orificio de salida tuviese un diseño adecuado). Si en este punto de salido de nuestro hipotético depósito acoplamos una tubería horizontal y muy, muy larga podría llegar un momento en que por la misma no saliese agua o saliese apenas un lento rezume; pues la presión del agua en la salida del depósito no sería suficiente para empujar toda el agua a lo largo de una tubería larguísima.

En el caso de Viloria la tubería se colocó siguiendo una pendiente (la máxima que fue posible); pero aún teniendo esta en cuenta en los 1848 metros la diferencia de nivel es la indicada; es decir los 5 metros. En estas condiciones el agua que llega en Viloria al final de la tubería lleva una velocidad de aproximadamente, (no he logrado medirla con precisión) un metro por segundo. Esta disminución de la velocidad se debe a las pérdidas de carga. Ni que decir tiene que si la conducción fuese más corta y con menos arquetas la velocidad del agua al final sería mayor y se dispondría de un caudal de agua para regar mayor.

Por otra parte si la diferencia de cota entre la captación en el río Tremor fuese mayor (8 metros por ejemplo) y aún con la misma conducción el caudal de agua al final sería superior al actual. Esto lógicamente lo saben muy bien en Viloria y por ello intentan “levantar” todo lo que pueden el río en el punto de captación. En definitiva que si aumentamos la diferencia de cota entre el inicio y el fin de la tubería podremos obtener un mayor caudal. Asimismo se puede incrementar el caudal si manteniendo la misma diferencia de cota la longitud de la conducción es menor.

Las pérdidas de carga (como el peso de una piedra por ejemplo);se expresan de modo numérico y se calculan con diversas fórmulas matemáticas y siempre y cuando, se disponga de datos suficientes. Estas pérdidas de carga dependen siempre de la velocidad del agua, multiplicada por otros factores. De este modo cuando el agua no se mueve no hay pérdidas de carga alguna. Así pues si tenemos dos depósitos muy alejados uno del otro y comunicados por su fondo por una tubería el agua podría fluir de uno al otro hasta que el nivel de los dos fuese el mismo. En este momento el agua dejaría de fluir de uno para el otro. Es el conocido como principio de los vasos comunicantes.

En la conducción de Viloria hay una serie de arquetas en las que el agua al moverse alcanza un cierto nivel por encima de la tubería general de conducción. El nivel del agua en las diferentes arquetas es una medida de la energía o carga hidráulica hidráulica en cada punto de la conducción. Si en un punto dado de la tubería se taponase interrumpiendo totalmente la circulación del agua la tubería aguas arriba se llenaría poco a poco y el nivel del agua en las diversas arquetas ente el punto de toma de agua y el de la interrupción se iría poco a poco igualando de tal modo que el nivel del agua en el río y en la arqueta de captación, se alcanzaría en las sucesivas arquetas; siempre y cuando claro está estén ubicadas a la altura suficiente para que el agua pueda subir al nivel de la del río en la captación, sin desbordarse.

En estas condiciones tendríamos pues una situación singular. Una tubería llena de agua en reposo absoluto y unas arquetas todas con el mismo nivel de agua que sería el del punto de toma en el río Tremor. Al estar el agua totalmente detenida la pérdida de carga hidráulica sería exactamente cero y por ello el nivel dela agua en la arqueta más alejada del río sería exactamente el mismo que en el río en el punto de capitación. En esta situación el nivel o cota del punto de toma de agua la habríamos acercado al final de la conducción.

Pero claro para regar necesitamos que el agua fluya y en este caso al quitar el tapón que interrumpe la circulación del agua esta empezaría a moverse y en consecuencia empezarían las pérdidas de carga por lo cual el nivel del agua en las diferentes arquetas comenzaría a disminuir hasta alcanzarse la situación digamos normal en todas.

No obstante hasta que esto sucediese y durante un cierto tiempo el caudal de agua que llegaría al final de la tubería sería sin duda alguna mucho mayor que el que llega en situaciones normales. Imaginemos que esta interrupción de la tubería se efectúa en el borde occidental de la zona conocida como El Sardonal es decir a unos 900 metros del punto de captación. En este caso conseguiríamos que el nivel de agua del punto de captación (cinco metros mas alto que el del fina de la conducción) se acercase hasta los 948 metros del final de la conducción. Por tanto a partir del oeste del Sardonal la carga hidráulica que tendríamos sería la misma que ahora tenemos en el origen de la tubería; pero el tramo de tubería al oeste del Sardonal son sólo 948 metros por lo cual al llegar al final de la tubería el agua saldría con mayor velocidad y sin duda alguna se conseguiría un mayor caudal.

Aunque no tengo ahora a mano mis apuntes, creo recordar que en esos primeros 900 metros; es decir hasta cruzar El Sardonal, las pérdidas de carga eran muy escasas y sólo al oeste del Sardonal empezaba el asunto a complicarse mucho.

¿DEPÓSITO EN EL SARDONAL?

A raíz de estas consideraciones se me ocurrió una idea que no se si será factible o no. Se trataría de hacer en el Sardonal un depósito de dimensiones adecuadas conectado a través de la tubería actual con la arqueta donde se capta el agua. Este depósito debería disponer de una llave para cortar en la salida el agua de modo que se pudiese lograr que el nivel del agua en este depósito fuese igual que el de río en el punto de captación. Una vez logrado esto se abriría la llave de este depósito del Sardonal y durante un tiempo el caudal de agua que llegaría al final de la conducción sería muy superior al que ahora es. Esto en la práctica supondría que en la época de riego el flujo de agua a partir de este depósito habría de ser interrumpido ciertas horas (por la noche por ejemplo) de modo que acumulase un cierto volumen de agua, cuanto mayor mejor.

No obstante esto es sólo el enunciado de una idea que hay que analizar muy a fondo. Hay que considerar por ejemplo el coste económico de este hipotético depósito del Sardonal y habría que hacer un estudio muy detallado de todo esto. Al final como siempre antes de tomar una decisión hay que disponer de una cierta cantidad de datos numéricos, concretos y fiables. Quizá no merezca al final la pena. Como suele decirse “puede costar más el collar que el perro”. Por otra parte y al margen de los problemas técnicos hay otros. En El Sardonal las fincas son de particulares y están en procesos de concentración parcelaria.

Creo que en alguna ocasión ya comenté con alguien de Viloria esto e insisto que sólo es una idea que, en su caso habría que estudiar mucho más. En cualquier caso lo que de momento yo pretendo es escribir artículos sobre divulgación científica elemental y se haga o no se haga ese depósito, este asunto de la conducción de agua de riego para Viloria me sirve de excusa para hacer este artículo y para que no se me olvide lo poco que se sobre hidráulica y mecánica de fluidos.

Adjunto una imagen ”Google” del final de la conducción citada señalando que la diferencia de cota con el punto de toma son 5 metros y una fórmula matemática alusiva a los cálculos que en su caso habría que hacer.

Rogelio Meléndez Tercero

 

 

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