Tubazioni agricole: come scegliere il materiale, le dimensioni e la pressione nominale dei tubi

Quando un blocco di 40 ettari perde pressione in corrispondenza dell’ultimo irrigatore, raramente il tubo è il primo sospettato e spesso la vera causa. Per la maggior parte dell’irrigazione in campo, la risposta pratica è una linea principale interrata in HDPE (PE100) accoppiata con tubazioni laterali in PVC o LDPE: HDPE dove il terreno si muove, il gelo solleva il terreno, o una linea deve essere tirata attraverso un foro, e PVC dove il layout è fisso, il terreno è stabile e il costo al metro decide la gara. Tre numeri determinano la scelta: la chimica dell'acqua, la pressione di esercizio più il pompaggio e il flusso richiesto all'estremità. Il diametro esterno, lo spessore della parete espresso in SDR e il grado di resina devono soddisfarli tutti e tre contemporaneamente, e una linea dimensionata in base al solo prezzo è la ragione più comune per cui un sistema presenta prestazioni inferiori nella sua seconda stagione.

Leggi l'acqua prima di leggere il catalogo

Un'analisi dell'acqua decide più di un secondo preventivo. L'acqua di trivellazione, l'acqua del canale e l'effluente trattato si comportano diversamente all'interno di un tubo e le differenze si manifestano prima nei giunti, nei vicoli ciechi e nei gocciolatori. Richiedi pH, cloruro, durezza, solidi sospesi e intervallo di temperatura. Se vengono miscelate due fonti, testare la miscela, perché la miscela può essere più aggressiva di ciascuna delle due fonti da sola.

• Cloruro superiore a circa 300 mg/L contro acciaio zincato o dolce: corrosione interna, solitamente concentrata su giunti filettati e sezioni a movimento lento.
• pH inferiore a 6,5 ​​con iniezione di acido per fertirrigazione: il PVC-U è generalmente confortevole, mentre il polietilene deve essere controllato rispetto alla tabella di resistenza chimica del produttore della resina prima di ordinare.
• Solidi sospesi superiori a circa 50 mg/L: la filtrazione avviene a valle della linea principale e il tubo deve ancora consentire una velocità di lavaggio prossima a 0,5 m/s alle estremità.
• Acqua a temperatura superiore a 40 °C da uno stagno poco profondo o da un lungo tratto di tubo nero in pieno sole: la pressione nominale diminuisce e una linea venduta come PN10 può essere sicura solo a PN6,3 o inferiore.

Le famiglie di pipe che verranno effettivamente citate

La maggior parte delle offerte per l'irrigazione si riducono a quattro materiali, più il tubo flessibile per l'estremità portatile del sistema. Ognuno vince in una parte diversa del campo.

PVC-U

L'impostazione predefinita per reti interrate e irrigatori laterali fissi. Rigido, economico per i diametri maggiori e rapido da unire con cemento solvente o prese con guarnizione ad anello. Il clima freddo lo rende fragile agli urti e ogni curva, raccordo a T o terminale di una linea pressurizzata necessita di un sistema di ritenuta della spinta o di un blocco di cemento.

HDPE (PE100)

Flessibile, fornito in bobine e unito tramite fusione, quindi tollera i movimenti del terreno e il gelo e può essere trainato sotto una strada o una siepe. La fusione di testa è standard da 63 mm in su, l'elettrofusione è adatta a trincee strette e i raccordi a compressione coprono le riparazioni. La qualità della fusione dipende da superfici pulite, tempi di riscaldamento corretti e apparecchiature calibrate.

LDPE e polietilene morbido

Un materiale laterale piuttosto che una linea principale. Economico, facile da spostare e felice di essere arrotolato alla fine della stagione. Valori di pressione inferiori e una tendenza a piegarsi o ammorbidirsi con il calore lo mantengono nel ruolo laterale.

Tubo flessibile in acciaio e piatto

L'acciaio zincato trova ancora il suo posto nei collettori delle pompe, nei montanti e nei gruppi valvole dove la rigidità è importante, ma il suo interno si irruvidisce con la corrosione e l'attrito aumenta nel corso degli anni. Il tubo flessibile piatto copre il set di irrigatori portatili e la linea della pompa stagionale e non deve mai essere lasciato interrato in modo permanente.

Diametro e perdita di attrito determinano se il sistema funziona

Gli obiettivi di velocità mantengono un sistema silenzioso ed efficiente: circa da 1,0 a 1,5 m/s in una linea principale, fino a circa 2,5 m/s in una laterale dove i costi obbligano a un tubo più piccolo. Le perdite diminuiscono rapidamente con l'aumentare del diametro. Utilizzando un calcolo Hazen-Williams con C = 140, adatto al polietilene pulito, 10 m³/h attraverso una linea PE100 da 63 mm di SDR17, con un foro vicino a 56 mm, perde quasi 2,7 m di prevalenza ogni 100 m, mentre lo stesso flusso attraverso una linea di 90 mm dello stesso SDR perde meno di 0,5 m ogni 100 m.

Questo divario è importante perché la prevalenza è ciò per cui paga la pompa. Cinquecento metri della linea minore costano circa 13,5 m di salto; la linea più grande costa circa 2,5 m. Nel corso di una stagione di pompaggio, il tubo più grande è spesso la decisione più economica anche quando la fattura suggerisce il contrario. Dimensioni per il blocco della domanda di picco anziché la media, quindi aggiungere la pressione operativa dell'emettitore, il guadagno di elevazione, le perdite del filtro e l'attrito dalla linea laterale, secondaria e principale. Su un terreno ondulato, il totale sale più velocemente di quanto la maggior parte dei budget si aspetta.

Abbina il tubo al metodo di irrigazione

I sistemi a goccia e microirrigatori funzionano a bassa pressione, utilizzano laterali stretti e richiedono una filtrazione rigorosa oltre a un lavaggio regolare, quindi le condutture interrate in PE100 con laterali in polietilene a parete sottile sono la combinazione abituale. I blocchi solidi e gli irrigatori funzionano a una pressione più elevata e spostano grandi volumi per ettaro, il che rende il diametro della linea principale il fattore decisivo. L'irrigazione a solco e per sommersione tollera un approccio più approssimativo, tipicamente tubi con saracinesca e semplici controlli a bassa pressione, anche se premia una classificazione accurata più di qualsiasi altro metodo. Un’azienda agricola spesso gestisce due di questi sistemi da un’unica fonte e la linea principale deve soddisfare la domanda più elevata senza affamare il resto.

Unione, raccordi e profondità di sepoltura

I raccordi decidono quanto dura una linea. Gomiti, raccordi a T, giunti, raccordi, cappucci, croci e valvole devono provenire dalla stessa famiglia di resine e classe di pressione del tubo. Una valvola PN16 su una linea principale PN10 va bene; un raccordo PN6 sulla stessa linea è un guasto programmato.

La profondità di sepoltura segue l'attrezzo che attraverserà il campo. Le linee principali vengono solitamente posate da 0,6 a 0,9 m più in basso, al di sotto della profondità dell'aratro e del ripuntatore, posizionate senza pietre taglienti contro il muro e contrassegnate con un nastro di avvertimento. Per le linee che restano lontane dai macchinari sono sufficienti circa 0,3 m di copertura. I blocchi di spinta si trovano dietro i raccordi a T, le curve e i cappucci terminali sul PVC pressurizzato e le camere delle valvole devono drenare in modo che i raccordi non rimangano mai nell'acqua.

Valutazione della pressione, picchi e realtà della temperatura

Una classificazione PN descrive un tubo a 20 °C che trasporta acqua per un lungo periodo di prova. Tre cose lo erodono sul campo.

1. Temperatura: sia il polietilene che il PVC diminuiscono man mano che l'acqua si riscalda, quindi seguire la curva del produttore della resina piuttosto che la figura stampata sul muro.
2. Picco: chiudere rapidamente una valvola o avviare una pompa in una linea vuota può aggiungere da due a tre volte la prevalenza di lavoro come onda di pressione. Valvole a chiusura lenta, punti di rilascio dell'aria nei punti più alti e una sequenza di avvio che riempie prima la linea principale sono più economici rispetto all'acquisto di un tubo più pesante.
3. Durata: una valutazione di cinquant'anni presuppone una pressione costante a una temperatura costante. Una linea che funziona a metà pressione per otto mesi all'anno durerà più di una che vede il picco di pressione ogni pomeriggio.

Ciò che separa una linea di trent'anni da una riparazione di cinque anni

• Origine resina: materiale vergine al 100% con grado dichiarato, come PE100 o PE100-RC per terreni rocciosi o abrasivi, si comporta diversamente dal composto fortemente miscelato con rimacinato.
• Spessore della parete e SDR: misurare in più punti lungo una bobina. Un muro che si sposta al di sotto della tolleranza SDR riduce silenziosamente la pressione nominale.
• Marcatura: materiale, standard, classe SDR o parete, livello di pressione, produttore e data di produzione devono apparire in modo leggibile e ripetuto lungo il tubo.
• Protezione UV: rilevante per qualsiasi tubo che trascorre la sua vita fuori terra, dove il polietilene nero è la solita risposta.
• Prova: i rapporti di test sui lotti di un laboratorio con accreditamento riconosciuto, ad esempio CNAS, dicono più di un certificato su un sito web. Chiedete anche se i rotoli possono essere forniti in lunghezze continue adatte al layout della trincea, poiché la velocità di consegna aiuta solo se il tubo arriva nelle lunghezze giuste con i raccordi corrispondenti.

Messa in servizio e manutenzione

La messa in servizio è breve e vale la pena eseguirla correttamente. Riempire lentamente, espellere l'aria nei punti più alti, quindi effettuare una prova di pressione a 1,5 volte la pressione di esercizio per circa un'ora senza gocciolatori collegati. Registrare la pressione statica e il flusso all'estremità; quei due numeri diventano la tua linea di base.

Dopodiché, la manutenzione è principalmente osservazione. Un indicatore che indica leggermente più in basso ogni mese indica una perdita, una valvola parzialmente chiusa o un caricamento del filtro. Lavare i laterali all'inizio e alla fine della stagione, drenare le linee fuori terra prima del primo gelo e mantenere visibili i marcatori delle trincee in modo che un dissodatore non trovi prima la linea principale.

Le tubazioni agricole non rappresentano una decisione relativa al prodotto. La chimica dell'acqua imposta il materiale, il flusso di picco imposta il diametro, le condizioni del terreno impostano la profondità e il metodo di giunzione e i raccordi tengono insieme l'intero assemblaggio. Se li metti bene, il tubo diventerà la parte del sistema di irrigazione a cui nessuno dovrà più pensare.