U.A.G.R.M-FAC. POLITÉCNICA-CARRERA DE ING. EN AGRIMENSURA
MATERIA: IHIDRÁULICA AGRÍCOLA II Sem. 1/2025
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DIMENSIONAMIENTO DE TANQUES PARA RIEGO
https://www.aulafacil.com/cursos/matematicas/calculo-de-volumenes/volumen-del-tronco-de-lapiramide-l10701
Adaptación y complementación aplicaciones a Tanques: Ing. MSc Juan Carlos López A.
1).- CÁLCULO DE CAUDALES Y VOLUMEN O CAPACIDAD DEL TANQUE PARA RIEGO
El Vol. o Capacidad de un Tanque de agua ya sea domiciliario o comunal es función del consumo o
caudal máximo diario ( 1 día en m3/día) para agua potable, o en el caso de riego el Vol. O capacidad
de agua para regar mínimamente un día y será el Q.max.d=Vr para un día de riego (m3/día)
Para riego:
Qmax.d=Qmax.r=V=T* Qmax.h (l/h)
Donde:
T= Tiempo de riego diario (h/d)
Qmax.d= Qmax.r; Caudal máximo diario del riego (l/h)
Qr=Caudal del riego en una jornada de T(h).
V= Volumen o capacidad(litros o m3) de un tanque de almacenamiento de agua,
El tanque debe almacenar agua para las necesidades del riego de por lo menos una jornada o día de
riego.
Normalmente en el riego para obtener los Qmax.h:
Qmax.h= (Q.asp) en el riego por aspersión (l/h)=N*Qasp. = Qr(l/h)
Qmax.h= (Q.gotero) en el riego por goteo (l/h) = N*Qgotero=Qr(l/h)
Donde:
N= Número de aspersores o gotero operando con riego.
Q.asp.= Caudal de un aspersor (l/h)
Q.gotero=Caudal de un gotero (l/h)
Qr= N*Qasp ( l/h)o N*Qgotero (l/h)
: Caudal de riego horario (l/h)
Qmax. r= Qmax.h(l/h)¨24*T(h/d))= Qr (l/h)¨*T (l/d) : Caudal máximo de riego diario(l/d)
Donde:
T= Tiempo(h) de riego diario (h/d).
Qmax.r= Qr=Caudal máximo de riego diario (l/d)
1.1).- CAUDAL POR UNIDAD DE RIEGO:
•
Se refiere a la cantidad de agua necesaria por unidad de riego o parcela.
Ql = Qe*N *n
Ql =Caudal requerido por unidad de riego o parcela (lps o l/s)
Qe =Caudal de cada emisor o aspersor o gotero (lps o l/s)
Cat. Ing. MSc Juan Carlos López Aparicio
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N =Número de laterales en operación (líneas de riego: filas donde se instalan los aspersores o
goteros)
n =Número de aspersores por lateral
1.2.- CAUDAL POR JORNADA DE RIEGO:
Qs = Qr=Ql *Tr *3.6
Donde:
Qs =Caudal necesario por jornada (diario) de riego (lps o l/s).
Ql =Caudal diario requerido por unidad de riego (lps o l/s).
Tr =Tiempo de riego diario (h/d) a calcular.
Siendo el Volumen o Capacidad del tanque:
V (litros)= Qs(l/s)*86400 (l/día).
Este V(litros), para dimensionar el tanque, se debe convertir en m3 dividiéndolo entre 1000.
Ejemplo:
Sea una unidad de riego de 2 Ha., donde los aspersores están distanciados en 20 m. entre fila y
columna ( esquema en cuadrado), cada aspersor riega un diámetro = 25 m. ( en círculo), cada
aspersor se ha calculado regar con Qa= 600 (l/h).
1).- Cuantos aspersores habrán que colocar en la parcela?
Ap= 2 Ha= 2x10000= 20000 m2 , Dimensiones parcela= 200 (L)*100 (A)
As=20x20= 400 m2. (distancias entre filas x columnas de aspersores = Área de ubicación))
No. Asp.= 20000/400= 50 aspersores
Suponiendo que hay que regar cada tres días 5 horas/día= Tr (Tiempo de riego)
¿Cual es el caudal horario?
¿Cual será el caudal máximo diario?
Qh=Qa* Nasp= 600(l/h)*50asp.= 30000(l/h) : Caudal horario
Qmax.r=Qh*Tr= 30000(l/h)*5(h/día)= 150000 (l/d): Caudal máximo diario o de riego (Qmax.d= Qr)
Volumen o capacidad del tanque para un día de riego a priori:
Vt= 150000 l = 150 m3
2).-DIMENSIONAMIENTO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO
Para el dimensionamiento se debe adaptar a las formas o figuras volumétricas de cuerpos sólidos
más acostumbrados a las formas de tanques en el mercado cuyo volumen se iguala al caudal o
consumo diario (m3/día) llamado caudal máximo de riego Qmax.r (m3/d) calculado para el riego.
Entre los Volúmenes más comunes, está :
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2.1.- TANQUE COMO PIRÁMIDE TRUNCADA O TRONCO CÓNICA DE BASES CUADRADAS:
Nmax
H-h
H- h
H
h
Vps= V- Vpv (m3)
V= Área Base x Altura /3 =(BxBxH) /3
Vpv= Área Base x Altura/3=(bxbxh) /3
𝑯
𝒉
Vps= Vr= (𝑩 ∗ 𝑩 ∗ 𝟑 ) − (𝒃 ∗ 𝒃 ∗ 𝟑)
Donde:
V=Volumen total de la pirámide de base de lados BxB cuadrados (m3).
Vps=Volumen de la pirámide sólida de bases cuadradas BxB y bxb (m3)
Vpv=Volumen de la pirámide vacía de una base cuadrada bxb (m3)
Si se tienen:
B= Lados del cuadrado de la Base Mayor (m)
b = Lados del cuadrado de la Base Menor (m)
H= Altura Total de toda la pirámide (m)
h =Altura de la Pirámide vacía (m)
H-h= Altura del tirante liquido desde la base menor
Ejemplo: Hallar las dimensiones de un Tanque domiciliario de agua potable
donde el Consumo o Caudal máximo Diario es de 500 l/d y que el tanque tenga
la forma de una pirámide truncada o tronco cónica de bases cuadradas.
Qmax-r= 500 l/d <<<<< Vr =500 l=0.500 m3
Vps=Vr=500 l =0.5 m3 =Vr(m3/día)
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Adoptamos : B= 1.0 m ; b=0.5 y hallamos las altura H y h=H/2
𝐻
𝐻
0.5=(1 ∗ 1 ∗ 3 ) − (0.5 ∗ 0.5 ∗ 6 ) ; despejando H:
0.5=0.33*H-0.04*H=H(0.33-0.04)
H= 0.5/(0.33-0.04)=1.72 m. Altura desde la base Mayor hasta la cúspide.
Se puede volver a redimensionar, aumentando la B y b para disminuir H.
h=H/2=1.72/2=0.86 m. Altura desde la base menor a la cúspide
H-h=Hmax. a=1.72-0.86=0.86 m. Altura de la Pirámide de base cuadrada
Ht= H-h+0.20 (Colchón de aire+ agua)=0.86+0.20= 1.06 m.
2.2 -TANQUE DE FORMA DE PIRÁMIDE TRUNCADA DE BASES CIRCULARES
https://es.wikipedia.org/wiki/Tronco_de_cono
h
r2
Donde : V=Vr = Q(m3/d) Consumo diario en m3 para el riego.
A la altura “h” se le debe sumar la altura de la revancha o de colchón de aire
Hca entre 0.10 a 0.50 m. para la altura total Ht (agua+ aire)
Ht = h+ Hca (m)
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Hn.max.a= h(m), altura del n. máx. de agua en el tanque(tirante líquido)
r1,r2 se los debe adoptar con criterio (m)
h (m)= Altura del N.max.a o tirante líquido , hallar despejando de la Fórmula.
h= 3*Vr/(r12+r22+r1*r2)
Ejemplo:
Qmax.d= Qmax.r=800 (l/d)=0.8 m3/día ; Consumo diario para riego
Vr=0.8 m3 ; Volumen de agua en el tanque a dimensionar (Qr(m3/día))
r1=0.8 m ; Adoptado
r2=0.5 m. ; Adoptado
Luego:
0.8=(h*3.1416/3)*(0.8+0.52+0.8*0.5) ; Despejamos h:
0.8 =h*1.05*(1.00+0.25+0.4)
h =0.8 /(1.65)=0.48 m. Altura total de la pirámide entre sus bases=Hn.max
Hca=0.15 m. Altura del colchón de aire
Ht=h+ Hca =0.48+0.15=0.63 m. Al tura total (agua + aire)
Con estas dimensiones : r1=0.8 m, r2=0.5 m , Ht=0.63 m, adoptamos un tanque
comercial domiciliario de volumen mayor más cercano.
2.3.-TANQUE DE FORMA CILÍNDRICA
Como en los casos anteriores, el caudal o consumo diarios en metros cúbicos
de agua se le iguala al volumen en este caso del cilindro, que no es más que
una pirámide recta de base circular, cuyo volumen es asimilado al Caudal
(m3/día) de riego para un día.
Vr= Ap*h=(Pi*D2)/4)*h) =0.785*D2*h
Despejando h y adoptando un valor lógico del diámetro D(m), tenemos.
h=Vr/(D2*0.785) ; (m) .
h= Altura del N.max.a = tirante líquido (m).
Ht= Altura total interna del tanque hasta la base de la tapa+ Hc.a
Hc.a =Altura el colchón de aire (0.10 a 0.20 recomendable y máximo hasta
0.50 en grandes tanques)
Ht=h+ Hc.a; Altura total (agua + aire)
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Hca
Ht
Hn.max=h+ hc.a
Ejemplo:
Qmax.d= Qmax.r=0.8 m3/día ; para regar un jardín
Vr=0.8 m3 ; Volumen de agua en el tanque a dimensionar (consumo en m3/dia)
Adoptamos:
D = 1.0 m. Diámetro interno del cilindro líquido
Hca= 0.10 m. Colchón de aire
Luego:
h=0.8/(1.02*0.785)=0.8/0.785 =1.02 m. =Hn.max. A =Altura del tirante líquido
Ht=1.02+0.10 = 1.12 m.
Se adoptan las medidas o dimensiones comerciales mayores más cercanas a las
halladas D=1 m y Ht=1.12 m buscando el Tanque comercial más cercano.
2.4.- TANQUE EN FORMA DE PARALELEPÍPEDO
Es otra de las alternativas más comunes de formas de tanque domiciliarios y
comunales; por efectos estéticos y de dimensionamiento se debe evitar que el
tanque sea desproporcionado, procurando asimilar a un cubro o haciendo que
la altura sea un poco mayor a las otras dos dimensiones.
Vr =AxLxH (m3) ; Vol. De un cubo o de un paralelepípedo. Vc(m3)=Caudal
(m3/día)
Vr=Qmax.r (m3/d)
Se suele adoptar dos dimensiones y hallar la tercera , A y L adoptados (m)
h=Vr/(AxL)
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Siendo:
h = Altura total del tanque con agua= Hn.max.
Hc.a=0.10 a 0.5 para tanques comunales (0.10 a 0.30 tanques domiciliarios).
Ht=h +Hc.a ; Altura total ( agua+ aire), (m).
H.n.max=H
Ejemplo:
Sea un tanque comunal , cuyo Vol. Debido al consumo diario de riego de una
pequeña parcela es de 20 m3. Se desea dimensionar dicho tanque como
paralelepípedo.
Vr=20 m3
Adoptamos: B=2.5 m. ; A=2.5 m. , Hallamos H(m).
V=BxA*H
20=2.5x2*H ; despejando H:
h= 20/(2.5x2.5)=3.20 m. = Hn.max Altura del nivel máximo en el tanque
Ht=3.20+0.20 = 3.40 m. Altura total del tanque (agua+ aire).
A estas dimensiones internas se las debe añadir por cálculo estructural los
espesores de paredes y losas de base , tapa etc. del Ho.Ao. o de la Estructura
metálica si el caso fuese.
Recordemos siempre que, para riego, el VOLUMEN O LA CAPACIDAD DE
ALMACENAMIENTO DEL TANQUE ES IGUAL AL CAUDAL DE RIEGO PARA UN
DIA.
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Ejemplo:.- Dimensionar un Tanque de almacenamiento Australiano de chapas
metálicas empernadas o soldables que se utilizara con fines de riego por
goteo o aspersión para parcelas en distintas épocas.
Ejemplo:
Vcil=h*Ac=h*Pi*D2/4
Vcil=Vr
Vr= 5.23(l/s)=5.23*24*60*60(l/dia)=451872.0 (l/dia)/1000= 451.87 (m3/dia)
Vr=451.87 m3
Aplicamos la forma cilíndrica del tanque ya vista líneas arriba:
452.87=h*Pi*D2/4 , despejamos h y nos damos un valor para el D(m)
h=Vr/(D2*0.785) ; (m) .
Ht= H+ Hc.a , altura total interna del tanque hasta la base de la tapa.
Hc.a =Altura el colchón de aire (0.10 a 0.50)
Hn.max=H; Altura del N. max del agua
D(m)
N.max
Ht
Entonces , como el tanque australiano se caracteriza por su gran tamaño de
Diámetro frente a su altura, adoptamos un D(m) adecuado).
D=15 m. Adoptado
h=451.87/152x0.785)=451.87/176.625=2.56 m. Altura del n.max de agua en del tanque.
Si: Hca=0.50 m.
Ht =H+ Hc.a=2.56+0.50 =3.06 m. (Agua + aire), altura total interna (sin estructura).
Con estas dimensiones se busca un TANQUE AUSTRALIANO COMERCIAL DE IGUAL O
APROXIMADA CAPACIDAD Y DIMENSIONES. (Detalles comerciales a continuación).
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f
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https://agroventas.com/wp-content/uploads/2018/03/Screen-shot-2018-03-02-at-10.17.27-AM.png
Tambien hay tanques en el mercado prefabricados para Viviendas o para Riego hasta 20 m 3 de Capacidad.
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3.- CÁLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE UN ATAJADO O EMBALSE
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Atte.
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