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Sistemas Mecánicos usados en la Inyección de Fertilizante

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Equipo del Proyecto Fertilizar INTA Pergamino

 
CONSIDERACIONES EN LA ELECCION DEL EQUIPO 

Existen en el mercado gran variedad de equipos que se diferencian en las cualidades, posibilidades y limitaciones, y por supuesto en el precio. Por lo tanto, las condiciones y necesidades son diferentes en cada caso, y deben considerarse minuciosamente todos los factores para adoptar la decisión correcta. Pueden utilizarse equipos altamente sofisticados y automatizados o un simple tanque de derivación de flujo o de arrastre. Las consideraciones mas importantes son:

Volumen y capacidad del equipo: Tomar en cuenta la cantidad de solución que el tanque del equipo puede contener y el caudal proporcional y total que puede introducir en la red de riego. Estos valores se determinan de acuerdo con los turnos de riego y dosis de fertilización, condiciones de abastecimiento del agua (presión, caudal - tiempo), red de agua, etc.

Fidelidad de funcionamiento: Considerar la precisión del equipo y su resistencia en condiciones de campo es compatible con las necesidades de prestación y el tiempo de amortización de la inversión,.

Fuente de energía disponible: Para la introducción del fertilizante en la red de reigo: Electricidad rural, Red de agua con buena presión, motores diesel ó tractor.

Movilidad: En el campo, las unidades de riego pueden ser numerosas, alejadas y diversas, en esos casos es útil prestar atención a la posibilidad de contar con un equipo móvil.

Disponibilidad de tipos de fertilizantes: Algunos sistemas admiten el uso directo de fertilizantes sólidos, mientras que otros requieren disolverse previamente o el uso de fertilizantes líquidos.

Automatización: La posibilidad debe considerarse para el presente o un futuro. Actualmente hay gran diversidad de estos equipos automáticos en serie, hidráulicos o eléctricos.

Servicio y costo. Todo elemento mecánica o eléctrico se desgasta con el uso y el servicio que suministra el fabricante o el agente debe considerarse con suma atención. El costo anual debe incluir el precio de compra, la vida útil del equipo y su mantenimiento.

  

EL SISTEMA DE FERTIRRIGACION

El equipo tradicional de riego localizado y fertirrigación se compone además de la bomba y tuberías principales, de un cabezal a la entrada de la parcela, que posee como elementos principales: a) sistemas de filtración, b) sistemas de introducción de fertilizantes en la línea de riego; y finalmente c) los laterales y d) las líneas con los emisores. El diseño de un sistema de fertirriego completo, escapa a los objetivos de esta revisión. Cada fabricante provee de catálogos con suficiente detalle para adecuar, cambiar, o agregar componentes al sistema. Cualquier sistema puede automatizarse, o incluso con ingenio y buenos materiales pueden fabricarse muchos componentes como filtros, tanques o sistemas de inyección de fertilizantes.

Cualquiera de los sistemas requieren de un tanque, de construcción y capacidad adecuada para suministro del fertilizantes, sea previamente diluido o para colocar directamente el fertilizante sólido. Los tanques, deben resistir la presión y la corrosión, oscilan usualmente entre volúmenes de 50 a 1000 litros. Esta capacidad debería ser suficiente para fertilizar un área de un turno de riego completo sin necesidad de rellenado. Para elegir el volumen adecuado (V, m3) se necesita conocer la solubilidad de los fertilizantes en agua (sol, kg/m3), el área a fertilizar (A, ha) la cantidad de fertilizante a aplicar por vez (Q, kg/ha por vez) y el numero de aplicaciones entre recargas sucesivas (n):

[1] V = n Q x A/sol

Los filtros mas adecuados para separar partículas del tamaño comúnmente encontrados en los fertilizantes comerciales son del tipo de malla, de material resistente a la corrosión, y aberturas de malla entre 0.08 y 0.15 mm de diámetro. Si las impurezas presentes son de otro tipo, arena o materia orgánica, son necesarios otros tipos de filtros, específicamente del tipo de hidrociclones o de grava. Se ubican después del tanque con la solución fertilizadora, antes de la línea de riego.

    

LOS DIVERSOS EQUIPOS Y SISTEMAS

La inyección del fertilizante significa la introducción de la solución del fertilizante en las tuberías, al mismo tiempo que se aplica el riego. La presión en los cabezales de goteo es entre 20 y 30 metros y en las redes de aspersión puede ser 40 a 50 m, y aún mayor. Para sobreponerse a esta presión se aprovechan principios y fuerzas diversas.

Los sistemas de introducción de fertilizantes pueden ser:

Por arrastre de la solución fertilizante dentro de la línea de riego; ó
Succión por una válvula tipo Venturi (Presión negativa) ; ó
Inyección del fertilizante por medio de una bomba (Presión positiva).

Entre estos últimos, se distinguen aquellos del tipo proporcional, que inyectan cantidades de solución fertilizante proporcionalmente al flujo del agua en el sistema, y aquellos de tipo constante, cuya tasa de inyección es independiente del flujo de agua en el sistema. En la tabla siguiente se resumen las principales características de cada sistema en función de varios aspectos de la operación de fertirriego. 

Sistemas de fertilización
Arrastre Inyector Venturi Bomba dosificadora
Facilidad de manejo Alta Media Baja
Uso de Fertilizantes sólidos + - (*) - (*)
Uso de fertilizantes líquidos + + +
Velocidad de descarga  Alta Baja Alta
Control de la concentración  Ninguna Media Buena
Control del Volumen  Bueno Medio Bueno
Pérdida de presión Baja Muy Alta Ninguna
Automatización Baja Media Alta
Precio Bajo Medio Alto

(*) Requiere uso de fertilizantes líquidos o preparar una solución disolviendo fertilizantes sólidos.

   

A. Tanque con corriente de circunvalación. Arrastre de la solución fertilizante dentro de la línea de riego.

Es de los sistemas mas comunes, y denominado también equipo básico de fertirrigación por las ventajas de sencillez, precio y practicidad de uso. No requiere fuente de energía, es ransportable y no es demasiado sensible a las fluctuaciones de presión y caudales. La relación de dilución es muy amplia Posee como desventajas a) el tanque debe resistir la presión existente en la red de riego b) la perdida de presión que provoca en el sistema , c) Falta de precisión en las cantidades de aplicación, ya que diferencias de presión en la red provocan diferencias en las proporciones de dilución; d) en cada turno debe vaciarse el tanque y volver a llenarlo. Además, cuando los turnos de riego son cortos, hay dificultades en la operación

El equipo básico es un tanque conectado a la red a través de dos líneas de agua; entre los puntos de unión, sobre la línea, se coloca una válvula, que funciona como reguladora de presión. A través del cierre parcial, se produce un gradiente de presión, de 1 a 2 m que produce turbulencia y circulación de parte de esa agua por uno de los tubos, que debe llegar hasta el fondo, mezclando la solución. Por el otro tubo, sale el agua a la línea principal conteniendo una parte del fertilizante disuelto. Así va disminuyendo la concentración de la solución hasta el final.

Para este tipo de tanque y usando fertilizantes ya diluidos, un volumen de agua de riego equivalente a 4 veces el volumen del tanque de fertilización es suficiente para arrastrar por dilución prácticamente toda la solución fertilizadora, derivándola a la línea de riego. Así podemos calcular el tiempo de riego en función del caudal de descarga, o bien para un turno de riego determinado, especificar la caída de presión a regular en la línea.

En la Tabla Nº 1 se especifica la relación de descarga (Q) del tanque en función de la diferencia de presión de entrada y salida, y el diámetro de la tubería. La formula siguiente se utiliza para relacionar la descarga (Q), el volumen del tanque a utilizar y el tiempo necesario para introducir el fertilizante en la línea de riego.

T (Duración de la ) = 4 x V (Volumen del tanque, L)             [2]
fertilización, h) Q (Caudal de Descarga del tanque, L/h)

Por ejemplo, con un tanque de 100 litros y un tiempo programado es dos horas (120 minutos), son necesarios 4 volúmenes del tanque, es decir 400 litros; el flujo a regular es 400 L / 120 ' = 3.3 l/min. o 200 l/hora. Si el riego es de 30 minutos, el caudal deberá ser de 400 / 30 = 13,3 l/min. o 800 l/hora. En caso de utilizar fertilizante sólido directamente sin diluir, el numero de cambios de agua, necesaria para diluirlo será mayor que 4 volúmenes y dependerá de la solubilidad del producto y la temperatura.

 

Tabla Nº 1. Descarga del tanque de fertilización (Q) según la pérdida de carga y del diámetro de las tuberías de entrada y salida.

Pérdida de Presión DIAMETRO DE TUBERIA
  1/2" 3/8"
... m ...  ......L/h......

1.0

660 320
2.0 990 500
3.0 1.200 650
4.0 1.350 760
5.0 1.500 850
6.0 1.650 940

 

Para soportar la presión los mejores tanques son los tanques metálicos, de 30 hasta 1000 litros y volúmenes mayores. El metal se protege con cubiertas especiales, pintura epoxi o tratamientos de horneado, lo que permite una vida útil de hasta 3 años de duración.

   

TANQUES DE FERTILIZACION: MEDIDAS ESENCIALES

Diámetro del tanque en cm 

30

40

50

60

70

100

Volumen del tanque en litros 

30

60

120

300

500

 

45

80

150

400

600

1000

 

200

800

 

240

Aberturas para llenado con el material

4"

6"

8"

10"

   

Orden de operación

1. Conectar los caños de circunvalación a la línea de agua por medio de dos pequeñas válvulas de paso. En el caso que el sistema sea transportable, se agregan dos conexiones de enganche rápido.

2. Llenar el tanque con el fertilizante liquido. Para usar fertilizante sólido, preparar previamente la solución en un recipiente separado y llenar el tanque filtrando la solución. Puede ponerse el fertilizante directamente en el tanque que se irá disolviendo durante el riego, en este caso, el numero de cambios de agua en el tanque será mucho mayor que cuatro, de acuerdo con la solubilidad del fertilizante.

Cerrar el tanque hasta su llenado completo.

Abrir el agua de la línea de riego mientras las válvulas de paso al tanque están cerradas y la válvula de estrechamiento completamente abierta, asegurándose que el sistema funcione perfectamente.

Abrir las llaves de conexión y cerrar lentamente la válvula de estrechamiento, controlando el gradiente de presión en los manómetros instalados .

Concentración relativa del fertilizante en el tanque en función del caudal que pasa por el mismo en relación a su volumen

P: concentración relativa en %
X: caudal que pasa por el tanque en relación a su volumen

 
Tanque de corriente directa

Todo el caudal pasa por una boca fija en la parte superior. La solución del fertilizante se introduce en una bolsa de plástico que se encuentra dentro del tanque. El agua de la red de agua también entra al tanque, presiona sobre la superficie exterior de la bolsa de plástico que contiene la solución, la que se impulsa e introduce a través de una abertura en la corriente de riego. El ritmo de salida es determinado de acuerdo con la relación entre el diámetro de la bocas de entrada del agua y de la salida de la bolsa con la solución. Estas dos bocas se pueden reemplazar para obtener relaciones de dilución diferentes.

Las ventajas de este sistema es que no hay contacto entre la solución y el tanque y por l tanto no hay corrosión). La concentración de la solución es constante. Hay una pérdida de presión relativamente pequeña y es posible hacerlo móvil.

Como desventaja se menciona que pequeñas variaciones de presión afectan la perfomance del sistema. El cambio de caudales exige efectuar cambios de abertura de la bocas de entrada o salida. El tanque debe resistir la presión de agua de la línea por lo tanto debería ser metálico. Además el volumen posible de manejar por vez, está limitado por su propio tamaño.

   

B. Inyectores Venturi: Succión por una válvula estrangulada Venturi (Presión negativa)

Los inyectores del tipo Venturi son también muy populares y sencillos; son operados por la presión de agua del sistema, no necesitándose fuentes externas de energía. Sin embargo también provocan una perdida de carga necesaria para que la bomba pueda funcionar. La capacidad de succión varia entre 40 y 100 L/h, según la presión de entrada, necesitando un caudal mínimo de agua a través de la bomba entre 0,3 y 1,2 m3/h.

El principio de funcionamiento se basa en la transformación de la energía de la presión de agua en la tubería en energía cinética cuando el agua pasa por la sección estrangulada del Venturi que nuevamente se transforma en energía de presión cuando vuelve a la tubería principal. Debidamente dimensionado ocasiona la succión del fertilizante colocado en un tanque abierto y su distribución en la red de riego. Consiste en un estrechamiento en la corriente de agua, de modo tal de causar cambios en la velocidad de la corriente y la presión. Las medidas de estrechamiento y ensanchamiento de la pieza son tales que provocan un cierto vacío en determinada zona, donde se conecta un tubo que absorbe la solución fertilizante de un recipiente abierto. El equipo está instalado en la línea, y a través del mismo pasa todo el caudal; esto implica que el equipo sea construido con materiales resistentes a la corrosión y frotamiento.

Las ventajas de este equipamiento son la construcción es sencilla, sin piezas móviles. No se necesita una fuente de energía especial; es relativamente barato. El uso de un recipiente abierto permite elasticidad y comodidad. Cuando se opera en condiciones definidas de presión/caudal, se obtiene una proporción de dilución constante.

Como limitantes puede presentarse una sensible perdida de presión provocada por el equipo , comenzando por 20 m. El margen de operación es muy limitado, es decir una pequeña diferencia en la presión o el caudal complica la operación. Implica también una unión de circunvalación con el objeto de impedir pérdidas de presión en el caso en que no sea usado durante el riego. Por este motivo su uso es limitado.

   

C. Bombas dosificadoras. Inyección del fertilizante por medio de una bomba (presión positiva).

Estos sistemas que utilizan bombas dosificadoras o inyectoras es muy difundido en todo el mundo. El principio de operación es la inyección de la solución en un tanque abierto en la red de riego a una presión superior (positiva) a la del agua en la tubería utilizando una bomba apropiada. La bomba puede ser accionada por un sistema eléctrico, hidráulico o motor de combustión. El mando eléctrico brinda muchas posibilidades: precisión, tiempo óptimo, automatización. En general inyectan una cantidad de fertilizante no proporcional al volumen de agua de riego pero algunos modelos presentan variaciones que los hacen proporcionales lo que facilita la automatización. Generalmente la bomba es a diafragma o a pistón , cuyas partes están protegidas de los fertilizantes (cubiertas o hechas de plástico).

Son equipo mas caros, aunque es posible mencionar algunas ventajas, como permitir trabajar con cualquier tipo de tanque abierto y controlar el ritmo de inyección a diversas relaciones de dilución.

Los diversos tipos se diferencian de acuerdo con la fuente de energía que impulsa a la bomba. Existen en el comercio equipos completos, pero también es posible armarlos.

La dosificación del fertilizante puede hacerse regulando la bomba, o con ayuda de un regulador de caudal de tamaño adecuado a las necesidades. Una de las ventajas que se consideran en este sistema es poder controlar el ritmo de inyección, siempre y cuando la concentración sea constante. Es posible usar tanques de cualquier volumen, mientras se reponga su contenido periódicamente y éste sea de material adecuado, (fibra de vidrio, polietileno). Si tiene suficiente volumen es posible operar durante varios turnos sin necesidad de llenado o tratamiento. Se puede operar con un equipo central para toda el área y eventualmente moverlo, representando economía de tiempo, trabajo y equipo.

Entre las limitaciones en comparación con el tanque de circunvalación cerrado, el equipo es complicado y relativamente mas caro, requiriendo presencia de un operador y atención constante a posibles cortes de energía. Cuando el sistema está en funcionamiento, la inyección del fertilizante dentro de la red continuará, aún cuando se corte accidentalmente el flujo de agua.

 
Dosificador hidráulico.

Es una bomba hidráulica que posee una cámara que se llena y se vacía sucesivamente accionada por un motor hidráulico de movimiento alterno, utilizando la propia energía del agua de riego. El periodo de llenado de la cámara corresponde a la succión de la solución fertilizante desde un depósito, y cuando se vacía la inyecta en la red de riego.

El dosificador se conecta a la tubería de riego entre dos puntos. Algunos modelos necesitan una presión mínima de operación de 20 m, lo que puede constituirse en un inconveniente en particular en sistemas de riego de baja presión. El agua utilizada para accionar el dosificador se drena y corresponde a un volumen de aproximadamente el doble o al triple de la solución fertilizante inyectado; consumiendo entre 2 y 3 l de agua por l de solución fertilizante inyectada.

Cada movimiento de émbolo inyecta un volumen constante de solución, pero variando el ritmo de movimiento puede modificarse el caudal inyectado. Para ello se regula una válvula del circuito de accionamiento o el recorrido del pistón. Cuanto mas abierta está la válvula, o menor es el recorrido del pistón, mas rápido ser el movimiento del émbolo combinando estas dos regulaciones se obtienen diferentes caudales. Además puede colocarse una válvula volumétrica que interrumpe la inyección cuando el volumen necesario ya fue inyectado. Entre las ventajas se tiene que utilizan la propia presión de la red como fuente de energía , el caudal puede regularse normalmente entre 20 y 300 l/h pudiendo instalarse varios dosificadores para exigencias de volúmenes mayores, son portátiles y no provocan pérdida de carga en la tubería de riego. Entre los inconvenientes figuran la necesidad de una presión mínima de 20 m y son de alto costo.

  
Racionador de fertilizante o bomba proporcional

Esta es una bomba que introduce la solución del fertilizante en el agua de riego en una relación de dilución constante. Existen instrumentos de alta precisión (pero también muy caros), utilizados especialmente en los invernaderos. Generalmente se trata de una bomba a pistón destinada a la fertilización, accionada por agua o electricidad. Las relaciones de dilución corrientes son 1: 100 ó 1: 200. En el tipo hidráulico se produce una pérdida de carga muy elevada. En la mayoría de los instrumentos la relación es fija, pero existen equipos que regulan la cantidad del fertilizante de acuerdo con el contenido de sales del agua.

 

Bomba con motor de agua

Se aprovecha la presión del agua para accionar una bomba de tipo de diafragma o pistón. El ritmo de introducción depende de la presión del agua, pero con posibilidades de regulación. No hay pérdidas de presión en el sistema y no es necesaria la presencia del operador. La interrupción de la introducción del fertilizante queda asegurada cuando se corta el flujo de agua. Es móvil y las posibilidades de mando automático son variadas, inclusive automatización o fertilizador proporcional comandado por un medidor de agua de cierre automático. Para cada volumen de fertilizante introducido, se requiere una cantidad proporcional y constante de agua; es decir que midiendo la cantidad de agua que entra a la bomba se sabe exactamente la cantidad de solución introducida. Este tipo ha sido muy difundido; las bombas son económicas y fácilmente transportables.

La regulación del caudal a inyectar debe tomar en cuenta la concentración de la solución fertilizadora, el volumen a fertilizar y el caudal de agua de riego que pasa por la línea. P.ej. para una irrigación de 3.0 mm (equivalente a 30 m3/ha) y una recomendación de p. ej. 10 L/ha, el equipo de fertirrigación debe calibrarse para inyectar 300 cc/m3 de solución fertilizante en el agua de irrigación. La dosis recomendada, en litros por período, de solución debe adecuarse al volumen efectivo de irrigación y a los turnos de riego. Siguiendo el ejemplo, si se deben regar 3 ha por turno y el riego es de dos horas (h), el caudal necesario será: 3 ha x 10 L/2 h = 15 L/h

  

LOCALIZACION DEL EQUIPO

El equipo puede instalarse en:

- El cabezal de la parcela: Un equipo pequeño es el mas adecuado. El precio de la unidad es bajo, pero para todo el área serán necesarios varios y el precio sumado de todos los equipos probablemente resultará mayor que el de una unidad, grande central; habrían dificultades con la automatización; sería necesario transportar el fertilizante a los distintos cabezales y será necesario operar cada uno por separado. Frente a esto se impedirá la contaminación de la red distribuidora y será posible un mayor ajuste a las necesidades de cada parcela.

- Al comienzo de una de las líneas de distribución de agua: Es una situación intermedia, que se encuentra en frutales regados directamente desde la línea, sin cabezales.

- En el punto central de una gran extensión: Es de gran tamaño y precio elevado, pero al prestar servicios en una gran superficie puede resultar conveniente. Sus ventajas son ahorro de trabajo y la comodidad, además de las posibilidades de mando automático. Frente a ello, existe el peligro de la contaminación de la red de agua, lo que limita el abastecimiento de agua potable por su intermedio. Asimismo, una cierta falta de exactitud por los distintos grados de riego en las distintas parcelas. Es necesario tornar en cuenta las posibilidades de desarrollo y adelanto como es el caso de la automatización.

Para paliar esta limitación se puede instalar un tubo de pequeño diámetro para conducir el fertilizante del tanque central; es suficiente un tubo de polietileno resistente, que pase por las líneas principales y que conduzca el fertilizante a los ramales. El aumento de precio no es muy elevado y hace posible la competencia con el precio de una serie de unidades pequeñas.

  

INSTALACION DEL EQUIPO

El equipo fertilizador se instala después del racionador de la cuota de agua ("medida de paso") y antes del filtro. Es importante asegurar que no haya corriente en el sentido contrario. En caso de cortarse el flujo de agua durante el riego, es posible que el agua circule en el sentido contrario a la red de abastecimiento general que provee el agua potable, o a una parcela vecina donde hay un cultivo sensible. Los medios de prevención son dos: válvula unidireccional y válvula de vacío.

La válvula unidireccional se encuentra en todas las medidas, y tiene por objeto obstruir la línea cuando comienza la corriente en sentido inverso. Hay algunos instrumentos en los cuales se puede distinguir exteriormente la posición de cierre y aun se puede moverlo. La fidelidad y el cierre no son absolutos. Por lo tanto, ha sido desarrollado un tipo que contiene dos válvulas de cierre, y entre ellas un compartimento pequeño que contiene una válvula de drenaje.

La válvula de vacío tiene por objeto introducir aire a la tubería, y de este modo anular el vacío que aspira el agua de retorno. La conducción del agua por un codo ubicado a tres metros de altura, portador en la parte superior de una válvula de vacío ubicada mas alto que cualquier punto regado e impedirá la corriente inversa al introducir aire en la tubería.

Dado el peligro, deben adoptarse todas las precauciones, comenzando por la planificación, instalación y sobre todo durante su uso. Las precauciones incluyen carteles de prevención claros y visibles, que llamen la atención de los obreros o de la gente que pasa, para que no beban agua. 

  

COMANDO

El adelanto y perfeccionamiento de los sistemas de riego, la precisión y ajuste, en la aplicación de cuotas de agua y fertilizantes, demandan una simplificación y mejoramiento de los medios de comando a los equipos fertilizadores. Las exigencias se. hacen mas complejas y difíciles: desde la adaptación de instrumentos para el riego en serie, la duración exacta de los turnos, la seguridad en el llenado de las tuberías antes del comienzo de la fertilización y el periodo de tiempo necesario para su lavado, antes de la finalización hasta la fertilización proporcionada. La mayoría de las operaciones o todas deben realizarse sin la presencia del hombre, y de aquí la fidelidad exigida. Ha sido desarrollada una serie de instrumentos que responden a las diversas necesidades. Estos incluyen: válvulas hidráulicas y eléctricas, medidores al paso, válvulas de comando y también sistemas comandados por computadoras.

A continuación se describen algunas de las funciones exigidas y los métodos de comando existentes:

En el tanque de circunvalación: Existe un equipo que incluye un reloj de tiempo, en el cual se fija el tiempo de espera y que da la orden de apertura a una válvula eléctrica, que a su vez abre una válvula hidráulica. En el campo se necesita una batería para suministrar electricidad. Un medio sencillo, pero menos exacto, se basa en una serie hidráulica, en la que el primer elemento es un aspersor pequeño al que se le da una pequeña cuota de agua - a través de un medidor de paso - que es el que determina el tiempo de espera. El segundo elemento es el equipo fertilizante que entrara a funcionar al cerrarse el medidor.

Combinación de una serie hidráulica: en caso de que se trate de varios tanques con corriente de circunvalación serán necesarios tantos tanques como el numero de turnos. Antes de cada tanque se instalara otra válvula que abrirá un nuevo turno.

La apertura "conforme al tiempo" y cerrado hidráulico "conforme a cantidad" es destinada - generalmente - a las bombas de inyección. La apertura se efectúa como en el caso anterior; en el tubito de abastecimiento del agua a la bomba, se coloca un pequeño medidor de paso, en el que se fija una cierta cantidad de agua de acuerdo con la relación agua : fertilizante requerida según la bomba.

La apertura adaptada a la "serie hidráulica" y el cierre conforme a la cantidad - destinado a bomba de inyección.

En el tubito de abastecimiento de agua se instalaran tantos pares de válvulas y medidores de paso como el numero de turnos de riego. Cada vez se abrirá una nueva válvula al cerrarse la anterior de acuerdo con la cantidad aplicada. Apertura y cierre "conforme al tiempo" esta destinado a la bomba de inyección usada en el sistema, comandada conforme al tiempo, como en los invernaderos especialmente en turnos cortos. También es posible la combinación de comando, tiempo y cantidad.

El comando del grupo fertilizador como parte del sistema electrónico - operación del equipo por intermedio de válvula eléctrica, que a su vez hace funcionar una válvula hidráulica. Las posibilidades de operación son muy diversas, comenzando por comando conforme a tiempo, fertilización superpuesta con riego, comienzo de fertilización pasada una cierta cantidad de agua y conclusión antes que pase una cierta cantidad para agua de lavado. Instrumentos perfeccionados posibilitan fertilizar conforme a la concentración programada de sales en el agua. El comando, conforme a la cantidad, se basa sobre el medidor de agua provisto de un impulso eléctrico. Cuando el medidor de agua esta instalado a la entrada de la bomba de inyección, el agua de operación es la medida y hay una cierta inexactitud, pues no se mide directamente el fertilizante. Cuando se mide la solución fertilizante inyectada se consigue mayor precisión. En este caso el medidor de agua es de acero inoxidable y elementos inertes, que ha sido preparado para obtener impulsos eléctricos que llegan a la Central de Comando, donde se hacen los cálculos y se dan las órdenes correspondientes para la apertura y cierre del equipo fertilizador.

La aplicación de una cierta cantidad o una cuota única - el caso de un solo turno de riego, bomba de inyección y tanque de operación abierto. La bomba comienza su operación por uno de los caminos corrientes. Se llena el tanque con la cantidad exacta de la solución fijada y cuando se agota la solución, se interrumpe el trabajo de la bomba en forma automática. En la bomba con motor de agua, la bomba deja de funcionar por el vacío provocado, en cambio en el caso de motor de combustión o eléctrico, se silencia el motor por medio de una perita eléctrica sumergida en el tanque en posición vertical mientras haya solución y llega a la posición horizontal con el vaciado, lo que detiene el motor.

Conclusión: debe prestarse la debida atención al elemento de comando en la operación total del sistema. Cuando se utiliza solución preparada (fertilizante liquido), éste se almacena en grandes recipientes (2,5; 5 ó 10 m3) y se transvasa a recipientes pequeños para la operación diaria. Un equipo móvil remolcado por un tractor contiene: soporte, recipiente de operación, bomba y unidad de movimiento.

   

OPERACION DEL SISTEMA

La operación correcta conducirá a concretar la mayor/a de las ventajas esperadas e impedirá inconvenientes provenientes de las limitaciones del método. Deben hacerse todos los cálculos minuciosamente, de acuerdo con los ejemplos, y pruebas de campo. Periódicamente se debe volver a probar el sistema.

Los programas de operación, y sobre todo la medida y cantidades, las fechas, el momento de aplicación, la duración y otros deben apuntarse en forma clara (en las tablas de operación), aun en el caso que siempre trabaje el mismo operador.

Cada equipo tiene sus normas de funcionamiento (las del tanque con corriente de circunvalación fueron detalladas) y los fabricantes publican instrucciones para el uso y mantenimiento de los instrumentos. En la medida en el que el equipo sea mas complejo y el sistema de riego perfeccionado e ingenioso, serán mas diversas las posibilidades de operación y mayores las ventajas esperadas. Por lo tanto, la cuestión requiere mayor especialización y nivel de los operadores. Por supuesto, la dependencia de la instrumentación aumenta, pero esta es la tendencia general en la economía agrícola: cada operación que se pueda realizar con la instrumentación propia es preferible.

  

CONTROL Y AUTOMATIZACION

CONTROL

La importancia de controlar el proceso del fertirriego se ha ido incrementando con el aumento y sofisticación de la tecnología y experiencia de campo debido a:

  • La combinación de los equipos de fertilización en los sistemas de riego modernos es compleja, con la posibilidad de regar en varios turnos y con caudales distintos.

  • Los requisitos de la fertilización son más exigentes (fertilización proporcional).

  • Los equipos operan sin la presencia humana.

  • La gran variedad de tipos de inyectores y de los equipos de fertirriego.

  • El uso de diferentes fórmulas de fertilización en forma simultanea.

Existe una amplia variedad de sofisticados medios de mando, mucho del tipo electrónico. El control del fertirriego se da en dos niveles

1. Dosificación: Cuantitativa o relativa (proporcional al agua de riego).

2. Duración de la inyección: Continua, a lo largo de todo el riego, o parcial, en un periodo definido.

1.1. Dosificación cuantitativa

  • En un solo turno, se coloca en el tanque una cantidad medida de fertilizante que se inyecta al sistema por medio de un inyector o tanque fertilizante, o por medio de una bomba hidráulica o electrónica. Esta contiene una caja de mandos electrónicos independiente, que dosifica la cantidad de fertilizante programada para el turno de riego y registra también la cantidad de fertilizante acumulada.

  • Es posible aplicar el fertilizante en serie por medio de un equipo de mando electrónico dosificándose la cantidad programada para cada turno. La operación se lleva a cabo por medio de pulsos electrónicos, transferido del equipo de comando a la bomba de inyección, o por medio de un dosificador independiente, a través del cual fluye la solución fertilizante de la bomba. Existe también la posibilidad de dosificar el fertilizante por tiempo o por cantidad de agua.

1.2. Dosificación relativa (proporcional)

El motivo principal para fertilizar en forma proporcional es funcional, permitiendo la operación de los sistemas en varios turnos con caudales diferentes, o para facilitar el funcionamiento de sistemas complejos. Cuando se fertiliza en forma proporcional, se tiende a que la inyección continúe el mayor tiempo, de tal manera que el intervalo entre los pulsos sea lo mas corto posible. Con la tecnología actual disponible puede asumirse una alta exactitud y por lo tanto, que la dosis de fertilizante inyectada por turno de riego está en proporción directa a la lámina de agua aplicada.

  • Sistema fijo y estable, es decir, caudal y presión bajo control. Si la presión varia, el ritmo de emisión de pulsos varia en la misma proporción, de tal manera que la proporción se mantiene.

  • Sistemas variables o dinámicos, con condiciones de operación cambiantes.

Los equipos usados para llevar a cabo estos procesos son los siguientes:

a) Bombas independientes: funcionan sobre la base de un pulso proveniente de una válvula volumétrica o caja electrónica que recibe también pulsos de bombas fertilizantes, en las que se fija la relación requerida. Se adaptan a fertilización continua.

b) Bomba incorporada al equipo de mando electrónico de riego: el equipo recibe los pulsos de la válvula volumétrica operando según las instrucciones fijadas, registrando las cantidades de fertilizante acumuladas. Los mandos para la recepción de la relación de dilución requerida se emiten en unidades de cantidad de fertilizante por cantidad de agua a aplicar.

c) Dosificador. A los efectos de obtener una mayor exactitud en la dosificación, se acostumbra incluir un accesorio adicional, el dosificador, que va instalado antes del inyector o bomba fertilizante.

2. Duración de la inyección fertilizante

  • Fertilización en una porción del turno de riego, lo que se lleva a cabo en dosificación cuantitativa. Existe también la posibilidad de comando per medio de un cabezal trifásico: al inicio del turno, no se fertiliza, luego una etapa de fertilización y, finalmente, una etapa de riego sin aplicación de fertilizante. El comando puede ser per dosificación de agua, mas es posible llevarla a cabo per tiempo. El fertilizante puede ser inyectado en forma cuantitativa o proporcional.

  • Fertilización continua. Los motives para fertilizar en forma continua o proporcional son semejantes. La operación de un sistema central o uno más simple, la concentración de los fertilizantes en el agua es inferior a la obtenida con fertilización cuantitativa. De esta manera se evitan deformaciones producidas per el llenado del volumen de la tubería, cuando la fertilización se detiene periódicamente, fenómeno producido en plantaciones jóvenes.

   

AUTOMATIZACION

La automatización permite llevar a cabo los distintos tipos de fertigación en forma cómoda y eficiente. Este incremento en la eficiencia puede ser lograda por medio de un fertirriego verdadero, con una distribución del fertilizante durante el ciclo de riego, y reduciendo los daños por fuga a un mínimo. La correcta fertilización y su introducción en el momento requerido juegan un rol importante en la absorción óptima de los nutrientes reduciendo a un mínimo el lavado per debajo del sistema radicular. Para que se pueda efectuar el fertirriego con automatización, se requieren varios accesorios, algunos de los cuales se describen a continuación:

  • Solenoide: Válvula de comando trifásica que convierte los comandos electrónicos en hidráulicos. Estos pueden provenir de una computadora de riego, o de cualquier otro accesorio capaz de operar per medio de mandos electrónicos.

  • Unidad de control electrónica: Se trata de unidades de campo, existiendo una muy amplia gama. La fuente de energía puede ser a batería o a célula solar. Estas unidades permiten un control completo sobre la fertilización con diversos grados de sofisticación, desde control sobre la apertura y cierre de la bomba fertilizante, hasta la posibilidad de controlar varias bombas simultáneamente, con un registro de la cantidad de fertilizante acumulado en un periodo de tiempo determinado. Algunas pueden contar con un selector de tipo de fertilizante que permite elegir la cantidad de fertilizante para una porción del riego en forma proporcional, o para aplicar todo el fertilizante en forma cuantitativa. Estas unidades pueden estar conectadas a una computadora, comunicadas entre si y con una central de mando. La comunicación puede ser a control remoto.

  • Válvula NC (normalmente cerrada): válvula hidráulica resistente a los fertilizantes, con un sistema de comando separado del de transporte de la solución. La válvula es normalmente cerrada (NC) y se abre per medio de un mando hidráulico. Esta propiedad asegura el sistema en caso de desperfectos en la computadora, cortes del tubo de mando, etc. En estos cases, la válvula permanecerá completamente cerrada, evitando la salida de fertilizante en forma descontrolada.

  

  

 


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