DISEÑO DE SISTEMAS DE RIEGO PARA INVERNADERO
Introducción
Los sistemas de microirrigación permiten la aplicación del agua y productos en el agua de forma directa y puntual.
• La aplicación se puede hacer directamente en la zona radicular, lo que es crítico sobre todo en sistemas hidropónicos.
• Junto con el agua se puede lograr de forma muy eficiente la aplicación de productos químicos usados en los procesos productivos de invernadero.
El invernadero
Definición.
• Estructura cerrada cubierta por materiales transparentes, dentro de la cual es posible obtener las condiciones microclimáticas óptimas para el desarrollo de un cultivo, además de proporcionarle protección de las condiciones del medio ambiente.
Para controlar las condiciones microclimáticas el invernadero consta de distintos sistemas.
• Estructura: Soporte, tutoreo, puertas y ventanas.
• Cerramiento.
• Fertirriego: Sistema de riego y cabezal de fertilización.
• Climatización de invernaderos: pantallas, calefacción, ventiladores, nebulización, etc.
• Sistema de control: riego, fertilización, clima, registro de información.
Estructura y Cerramiento
Invernaderos Tipo Almería
Vista General
Malla Sombra Plana
Malla Sombra de Raspa y Amagado
Invernadero de Raspa y Amagado (Plástico)
Estructura
Tutoreo
Tutoreo
Invernaderos Tipo Almería
Ventana Cenital y Tutoreo
Invernaderos Multitunel
Cerramiento: Plástico, Policarbonato y Chapa de metal.
Climatización: Pantallas térmicas, Ventiladores, Sistemas de nebulización y Calefacción.
Control climático.
DISEÑO DE SISTEMA DE RIEGO PARA INVERNADERO
Consideraciones:
• Diseño Agronómico y funcional.
• Capacidad de riego.
• Capacidad de inyección.
• Equipos de riego.
• Nebulización.
Diseño agronómico y funcional
Determinación de la necesidad de riego.
Al igual que todos los sistemas de riego es necesario hacer las consideraciones agronómicas y de manejo productivo.
Al considerar el cultivo, el medio de cultivo, las condiciones microclimáticas obtenidas con el invernadero y los procesos productivos se pueden contestar una pregunta fundamental en el diseño del sistema de riego: ¿Cual es la lámina de reposición que debe ser capaz el sistema de administrar y en cuento tiempo?
Esquema general de un sistema de riego
Un invernadero en general debe ser capaz de permitir el medio de cultivo de distintos tipos de cultivos con distintos requerimientos hídricos.
• Flores y hortalizas requieren condiciones diferentes, así como distintos especies requieren de distintos usos consuntivos.
• Algunos agrónomos someten a estrés climático para llevar el metabolismo de la planta al limite evapotranspirativo.
Esto requiere en general proporcional Intensidades de Riego Altas (4 a 6 mm/h).
Por el contrario otros agrónomos consideran que el agua se debe aplicar continuamente durante todo el día.
• Sistemas de ultra bajo flujo: son sistemas que están diseñados para la aplicación de agua continua durante todo el día.
• Estos sistemas tienen el inconveniente que en numerosas ocasiones son incapaces de proveer la máxima demanda del día por lo que no suelen ser muy aceptados.
Esto proporcionan Intensidades de Riego Bajas
(0.4 a 1.0 mm/h).
Las labores culturales que requiere el cultivo también implican consideraciones en el sistema de riego.
• Un sistema de riego donde el producto que se obtiene son frutos como pepinos, tomates, etc. generalmente buscan no mojarlos pues pueden mancharlos.
• Otros cultivos como rosas suelen tener sistemas duplicados de riego, uno por goteo y otro de microaspersión, el primero puede usarse para llevar productos químicos, el segundo normalmente solo agua limpia.
Un punto muy importante a considerar es si se trata de cultivos sobre suelo o hidropónicos.
• En sistemas sobre suelo el suelo juega un papel que le permite al sistema agua-suelo mantener humedad por lo que es más robusto a periodos relativamente largos de falta de riego.
• En cultivos en sustratos, dependiendo del sistema se tiene mayor o menor tolerancia al tiempo libre de riego.
• En cultivos hidropónicos en sistema laminar de flujo (donde hay ausencia de sustrato y la raíz se mantiene en una solución de nutrientes) se puede tener sistemas con o sin recirculación.
Estos factores son determinantes en el diseño final del sistema de riego.
SISTEMA DE RIEGO
Definición
Conjunto de elementos que permiten llevar el agua de un punto de abastecimiento a la planta o cultivo.
Los sistemas modernos permiten además la aplicación de químicos de la agricultura junto con el agua (Ferti-irrigación).
Elementos del sistema de riego:
• Fuente de abastecimiento.
• Sistema de bombeo.
• Sistema de filtración.
• Sistema de fertirriego.
• Sistemas de seguridad: retorno de pesticidas alivio de presión.
• Conducción.
• Tuberías secundarias y laterales.
• Emisores.
Abastecimiento
En sistemas de ferti-riego es deseable que se asegure el abastecimiento de agua, en sistemas hidropónicos se empiezan a presentar mermas a las seis horas de falta de agua.
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Área de almacén
Es necesario considerar en el proyecto la operación y almacenamiento de productos químicos, tanto líquidos como sólidos.
Almacén de químicos corrosivos
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Prefiltrado
En sistemas donde es abundante piedras gruesas y basura en suspensión
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Sistema de bombeo
Las bombas se pueden controlar individualmente, es deseable tener bombas de respaldo en almacén.
Los sistemas mas modernos mantienen constante la presión, pueden tener variadores de frecuencia.
Válvula general
Permite aislar el sistema del almacenamiento.
Válvula principal sostenedora de presión
Asegura el buen lavado de los filtros
Evita que las bombas trabajen fuera de su rango de trabajo cuando se esta llenando la tubería.
Válvula de alivio
Se recomienda la siguiente regla para válvulas de alivio de acuerdo con la tubería principal.
• hasta 4” usar de 2”,
• hasta 8” usar de 4”
• hasta 12” usar de 6”.
En sistemas con comando hidráulico se recomienda tener capacidad para desalojar hasta el 50% del gasto del sistema
Cabezal de filtración
Sistema de riego
Tubería secundaria
Ejemplo de cabezal de fertiriego
Venturi en la succión de la bomba
Venturi con bomba de refuerzo 
Necesidades de Equipo de Bombeo
Bomba para el sistema de riego:
Q= Q riego + Q motriz
Q=12.21 lps + 2.73 lps
P=2.45 kg/cm2
Bomba horizontal para el sistema de nebulización:
Q=6.11 lps
P=5.0 kg/cm2
Emisor de riego
Emisores no-compensados vs. Compensados.
• Los emisores no-compensados son aquellos en los que el gasto es una función de la carga hidráulica.
• Los compensados mantienen un rango más o menos estable del gasto a pesar de las variaciones de carga.
No compensados
Cintas de riego
Emisor de riego
Cinta De Espesor De Pared Delgada Con Un Continuo Laberinto Integrado
Diámetro Interno: 16mm
Calibres: 8, 10, 12 or 15 mil
Gastos disponibles: 0.63, 0.98 lph at 1 bar
Hydrogol
Gotero integrado que dura varios ciclos
• Gotero cilíndrico diseñado con laberinto ancho, configuración que proporciona un flujo turbulento minimizado de esta manera la presencia de residuos que pueden causar taponamiento.
• Filtro de entrada de superficie grande.
• Alta resistencia al taponamiento y gran precisión en la entrega de caudales.
Diámetro interior constante independientemente del espesor de pared o calibre.
Emisor de riego
Compensados
Emisores autocompensados
Compensados con prelavado
Supertif
Un emisor tipo botón de flujo regulado
Dispositivo anti-drenaje integrado para prevenir perdidas de agua a través de las líneas de goteo después de cortar el suministro.
Flujo constante a lo largo de las líneas de goteo.
Compatible con los adaptadores de multi-salidas.
Fabricado de plásticos muy durables,
Resistente a los productos químicos y fertilizantes comúnmente utilizados en la agricultura.
Protegido contra la degradación de rayos ultravioleta.
Cumple con las normas de uniformidad de emisión de categoría A (ISO 9260).
Emisores con sistema antidrenante
• El sistema antidrenante permite mantener las líneas regantes cargadas con agua cuando no están operando.
• Al mantenerse llenas permanentemente se logra hacer riegos intermitentes de alta frecuencia.
• Un sistema que requiere de dos horas diarias por sección se puede regar en 20 pulsos de riego de 5 minutos cada uno.
• Un sistema antidrenante permite mantener uniforme la humedad y la aplicación de químicos en toda la tabla.
Sistema de nebulización
Emisores para nebulización
FLF (Nebulizador bajo flujo)
• Dispositivo diseñado sin puente, de flujo turbulento, minimiza los riesgos de taponamiento.
• Versatilidad de opciones de instalación.
• Tamaño de gota promedio 70 micras (0.07 mm)
• Muy útil para aumentar la humedad, bajar la temperatura con el movimiento de aire a través de las ventanas o ventiladores principalmente para invernaderos.
SISTEMA DE FERTIRRIEGO
Un ejemplo típico de cabezal de fertirriego para invernadero es el siguiente.
Tanques de fertilización
Se recomienda colocar los tanques en sitios ventilados, con espacio para hacer la operación con los fertilizantes y preparar las soluciones.
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Toma, filtro y dren de tanque
Se debe considerar un filtro en los tanques de agroquímico, así como un dren para servicio y una válvula a la entrada del sistema de inyección.
En el tanque del acido considerar una válvula antes y después del filtro.
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Mezcladores o agitadores
Existen tres sistemas básicos de agitación.
• Mecánica
• Aire
• Recirculatorio
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Caudalimetro
Bajo este esquema de riego es preferible regar por volumen y no por tiempo
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Sistema de inyección principal
Tiene los dispositivos necesarios para hacer la inyección de los fertilizantes en los volúmenes requeridos
Es muy importante dimensionar los inyectores y bombas para lograr un buen control de pH y CE, se dice que una buena selección debe trabajar normalmente entre 35 y 80% de la capacidad instalada.
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Sistema auxiliar de inyección
Tiene los dispositivos necesarios para hacer la inyección de los fertilizantes en los volúmenes requeridos
Es muy importante dimensionar los inyectores y bombas para lograr un buen control de pH y CE, se dice que una buena selección debe trabajar normalmente entre 35 y 80% de la capacidad instalada.
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Sistema auxiliar de inyección
Este tipo de sistemas permite no solo la inyección de Fertilizantes, sino algunos otros agroquímicos, en muchas ocasiones es conveniente tener un sistema independiente del sistema de control de pH y CE
Permite darle redundancia al sistema por si el sistema principal queda fuera de servicio.
Homogeneizador
Sirve para generar una turbulencia en la entrada de fertilizante al sistema y lograr una lectura confiable de la CE y el pH.
Sensor de pH
Normalmente con un solo sensor es suficiente, sin embargo en sistemas donde la calidad del agua varía constantemente, suele ser necesario más de un sensor.
Sensor de CE
En casos como el anterior también se llegan a emplear dos sensores, y hasta tres en invernaderos hidropónicos con recirculación.
El controlador
La buena selección del controlador se logra cuando se tiene un balance entre el costo y las opciones de control que se desean, no es conveniente tener un controlador con funciones que no se usan.
Conexión a PC
La opción en PC es recomendable para facilitar la interface con el usuario
• Permite llevar un registro histórico más robusto de la operación de la maquina.
• Permite manejar varios sistemas a la vez
• Permite hacer conexión remota del sistema.
• No se recomienda como responsable del control.
Servicio
Un sistema automático es bueno en la medida que la compañía que lo provee tiene capacidad para atender no solo la instalación del sistema si no el servicio posventa.
