DISEÑO DE DOS SISTEMAS DE RIEGO AUTOMATIZADOS ardaya

July 22, 2017 | Author: JuanMBalderrama | Category: Irrigation, Water, Hydroponics, Pressure, Energy And Resource
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"DISEÑO DE DOS SISTEMAS DE RIEGO AUTOMATIZADOS PARA INVERNADERO RURAL" CONTENIDO Lista de figuras Introducción Objetivo Justificación Hipótesis Resumen Abstract Capítulo 1. Antecedentes generales 1.1 Ubicación de la zona de estudio 1.2 Metodología para incorporar innovaciones tecnológicas 1.3 Planteamiento del problema 1.4 Cultivo hortícola sin suelo 1.5 Necesidad de la automatización Capítulo 2. Marco conceptual 2.1 Conceptos generales de hidráulica 2.1.1 Caudal, presión, velocidad de un fluido y número de Reynolds 2.2 Sistemas de tuberías 2.2.1 Ecuación de Bernoulli 2.2.2 Diagrama de Moody 2.2.3 Ecuación de Darcy-Weisbach 2.2.4 Pérdidas secundarias 2.2.5 Carga dinámica total 2.2.6 Potencia de la bomba

2.2.7 Tubo de Venturi 2.3 Sistema agua-planta 2.4 Control automático de riego Capítulo 3. Diseño de los dos sistemas de riego en invernadero 3.1 Restricciones y metodología de diseño 3.2 Diseño del sistema de riego por goteo 3.2.1 Componentes del sistema 3.2.2 Procedimiento de cálculo 3.3 Diseño del sistema NFT 3.3.1 Procedimiento de cálculo 3.3.2 Planos y especificaciones Capítulo 4. Un ejemplo de aplicación 4.1 Construcción e instalación de los sistemas de riego en la comunidad de Tamazulapam 4.2 Manual de operación 4.3 Comparación entre sistemas de riego por goteo y NFT 4.4 Estudio financiero 4.4.1 Elección del sistema más adecuado 4.5 Evaluación tecnológica Resultados Discusión Conclusiones Anexos Bibliografía LISTA DE FIGURAS Figura 1 Ubicación de la zona de estudio

Figura 2 Modelo de innovación tecnológica Figura 3 a), b). El caudal a través de la superficie de la figura (a) es nulo. En (b), las dos componentes de la velocidad paralelas v't y v”t no contribuyen al caudal Figura 4 Tubo de Venturi Figura 5 Venturi con extremos roscados Figura 6 Circulación del agua a través de la planta Figura 7. Proceso de diseño modificado de Hamrock Figura 8. Sistema de carga. Elaboración propia Figura 9. 1)Gotero, 2)Distribuidor, 3)espagueti y 4)estaca. Elaboración propia Figura 10. Esquema de una instalación de NFT. Elaboración propia Figura 11. Estructuración del análisis económico, según Baca-Urbina. LISTA DE FOTOGRAFÍAS Fotografía 1. Controlador electrónico. Fotografía 2. Control electrónico y elementos auxiliares. Fotografía 3. Instalación del invernadero. Fotografía 4. Interior del invernadero después de haber sido aplanado 81 Fotografía 5 .Soportes verticales Fotografía 6. Burros para el arreglo horizontal Fotografía 7. Corte de los tramos de tubo Fotografía 8. Realizando las perforaciones a los tubos Fotografía 9. Tubería principal de 1”. Fotografía 10. Taladrado de la tubería. Fotografía 11. Corte de la manguera de 16mm. Fotografía 12. Cementando el cople. Fotografía 13. Insertando el cople

Fotografía 14. Insertando la manguera al tapon de 4” Fotografía 15. Ensamble del arreglo de manguera con el canal de cultivo Fotografía 16. Inserción de la manguera al canal para el retorno Fotografía 17. Inserción de la manguera al canal de cultivo para el retorno Fotografía 18. Inserción de la manguera otro canal de cultivo para el retorno de agua Fotografía 19. Taladrado de la tubería de retorno Fotografía 20. Inserción de las mangueras al canal de cultivo de retorno Fotografía 21. Inserción de las mangueras al canal de cultivo de retorno auxiliándose del desarmador Fotografía 22. Vista del arreglo terminado Fotografía 23. Vista del arreglo de la bomba Fotografía 24. Taladrando la tubería para el sistema de riego por goteo Fotografía 25. Taladrando la tubería para el sistema de riego por goteo Fotografía 26. Conexión de las dos bombas al control electrónico Fotografía 27. Conexión de las dos alarmas Fotografía 28. Interruptores de las alarmas Fotografía 29. Conexión de los flotadores junto con las de las bombas y las alarmas Fotografía 30. Controlador electrónico listo para controlar nuestro sistema Fotografía 31. Ambos sistemas funcionando dentro del invernadero Fotografía 32. Mi padre Rubén con ambos sistemas funcionando dentro del invernadero Fotografía 33. Mi padre Rubén mostrando el sistema NFT con lechugas de diferentes tamaños. Fotografía 34. Su servidor mostrando el sistema NFT con lechugas producidas por el sistema LISTA DE CUADROS Cuadro 1. Información del sistema de riego por goteo. Elaboración propia Cuadro 2. Costos del sistema de riego por goteo. Elaboración propia Cuadro 3. Costos del sistema NFT

Cuadro 4. Características del sistema riego por goteo. Elaboración propia Cuadro 5. Características del sistema NFT. Elaboración propia LISTA DE TABLAS Tabla 1. Balance general caso A Tabla 2. Estado de resultados caso A Tabla 3. Balance general caso B Tabla 4. Estado de resultados caso B Introducción Esta tesis se desarrolla en el marco del convenio Fundación Produce Oaxaca, A.C. y el Instituto Politécnico Nacional a través de ESIME-UC dentro del proyecto "Innovación tecnológica en sistemas de producción hortícola en invernaderos familiares rurales" y del proyecto SIP 20090389 "Tecnología aplicada por mujeres emprendedoras a invernaderos rurales" en la región mixteca de Oaxaca. El trabajo de campo se concentra principalmente en el municipio de Villa de Tamazulapam del Progreso, Teposcolula, Oaxaca, donde existen problemas, debido a la marginación, bajo nivel académico y sobre todo dificultad para incorporar tecnología a los procesos productivos y asistencia técnica oportuna sobre todo en el caso de cultivos hortícolas dentro de invernadero; esto es, no es suficiente construir estructuras de metal o madera con plástico. En la región la principal actividad es la agricultura, pero aquí radica un problema, ya que sus medios de producción son muy rudimentarios y esto trae como consecuencia la baja producción anual de hortalizas, debido a varios factores como: clima extremoso, tipo de suelo pobres, cantidad y calidad del agua, técnicas de producción. En los últimos años se ha intensificado la construcción de invernaderos que por lo regular las extensiones son menores a 1000 m2, adecuando a estos sistemas de riego inadecuados y no tomando en cuenta diferentes variables como son pH, humedad relativa, etc. Sin embargo, la ingeniería mecánica juega un papel importante en la agricultura ya que aplicando los conocimientos de hidráulica se pueden diseñar sistemas hidráulicos eficientes, y realizando una adecuación tecnológica a los sistemas tradicionales, reemplazándolos por nuevos, como en este caso son los sistemas NFT[1] y de riego por goteo, coadyuvarán a incrementar la producción de hortalizas y se obtendrán diversos beneficios como son el impulsar la creación de microempresas rurales y generación de capital intelectual en la región. La implementación tanto del control automático como de sistemas hidráulicos eficientes permitirá, acrecentar y optimizar la producción de hortalizas, cambiando el antiguo esquema de producción, por uno más eficiente, claro que se tendrán que tomar en cuenta factores ecológicos, económicos y sociales. Con el diseño de estos sistemas se pretende que los productores de la

región, adecuen las nuevas técnicas tanto hidropónicas como tecnológicas en sus sistemas de producción y a la par teniendo como resultado un aumento en el ingreso económico familiar. La tesis se desarrolla de la siguiente manera: en el capítulo uno se tienen los antecedentes generales, como son diagnostico microregional, ubicación geográfica de la zona de estudio y planteamiento del problema; en el capítulo dos se explican conceptos generales de hidráulica, sistemas de riego, sistemas de tuberías como parte del marco conceptual. Después en el capítulo tres se procede a realizar los cálculos de los dos sistemas hidráulicos (riego por goteo y NFT) y posteriormente en el capitulo cuatro se muestra el diseño y construcción de ejemplo de aplicación de ambos sistemas en un invernadero de 4m x 6m en el municipio de Villa de Tamazulapam del Progreso, así como también, el estudio financiero de ambos sistemas para determinar el más factible y rentable y se evalúa de manera tecnológica el proyecto siguiendo los puntos de García Córdoba. Objetivo Diseñar dos sistemas de riego automatizados, para el ahorro de agua en la producción hortícola dentro de un invernadero hidropónico, evaluando dos propuestas como son el de riego por goteo y NFT para elegir el sistema más eficiente teniendo en cuenta la factibilidad y viabilidad del mismo. Justificación Debido a la falta de adecuación tecnológica a las técnicas de cultivo en comunidades rurales, el diseño de los dos sistemas de riego para invernadero, pretende reemplazar los tradicionales métodos de riego y cultivo, por sistemas más eficientes, como son el cultivo dentro de invernadero usando la técnica hidropónica y sistemas hidráulicos tales como riego por goteo y NFT, es decir hacer un uso más adecuado del agua. Esto beneficiará principalmente a las familias campesinas, grupos productivos y a las microempresas rurales que cultivan hortalizas. Se hará la comparación entre dos sistemas de riego para elegir el más eficiente en el ahorro de agua, esto podría encajar dentro de lo que se llama la innovación incremental, ya que se realiza una mejora en el proceso para contribuir en el aumento de la productividad y competitividad en el medio rural. Todo esto apunta hacia el ahorro de agua, ya que actualmente este último está convirtiéndose en un recurso de gran importancia, debido a la explosión demográfica que se da de forma geométrica en contraste con el aumento de los alimentos que es de forma aritmética. De esta manera se podrán aplicar parte de los conocimientos adquiridos e investigar otras técnicas, adquirir nuevos conocimientos, aplicar nuevos métodos. Además estos diseños adaptarán tecnología apropiada a los sistemas de riego para incrementar la productividad en microempresas rurales. Es importante mencionar que la adecuación tecnológica debe ser competitiva en comparación con las existentes en la región. Hipótesis

El diseño e instalación de un sistema de riego NFT conectado a un controlador electrónico todo esto justo a las medida de las necesidades, reducirá el consumo de agua, energía eléctrica, contaminación de suelo y tiempo del operario dentro de un invernadero hidropónico en comunidades rurales. Resumen En comunidades de la región mixteca de Oaxaca se construyen invernaderos familiares que presentan serios problemas durante todo el año, ya que hace falta tecnología para enfrentar el clima extremoso y lograr temperaturas para el crecimiento óptimo de las plantas; considerando que es necesario producir alimentos de calidad como las hortalizas y obtener ingresos adicionales con el cultivo de flores, es urgente apoyar con nuevos métodos y sistemas eficientes producto de la aplicación de la ingeniería y del trabajo multidisciplinario. Por la crisis actual se destaca la actividad de las mujeres en el manejo de invernaderos rurales. El objetivo de este trabajo es diseñar dos sistemas de riego automatizados, para el ahorro de agua en la producción hortícola dentro de un invernadero hidropónico, evaluando dos propuestas como son el de riego por goteo y NFT para elegir el sistema más eficiente en cuanto al ahorro de agua teniendo en cuenta la factibilidad y viabilidad del mismo. Para la elaboración de este proyecto se siguió la metodología de proceso de diseño modificada de Hamrock, para los sistemas hidráulicos se hicieron los cálculos correspondientes como fueron: diámetro de la tubería, potencia de la bomba, determinación del número de Reynolds, diagrama de Moody y se realizaron los planos correspondientes. Por último se evaluó el proyecto comparando ambos sistemas el determinando el VPN, TIR teniendo como resultado la elección del sistema óptimo y viable mediante el estudio financiero así como también se aplicaron los criterios de evaluación tecnológica según García Córdoba, dando como resultado el proyecto exitoso, con impacto educativo, tecnológico y ecológico y finalmente se llevo a la práctica instalándolo en la región de estudio. Abstract In communities of the Mixteca region of Oaxaca are built familiar greenhouses which present serious problems during all the year, due to is missing technology to face the extreme weather and get temperatures for the optimal growing of the plants, considering which is necessary to produce quality food like vegetables and get additional money with growing of flowers , is urgent to help with new methods and efficient systems, product of the application of the engineering and multidisciplinary work. Due to the current crisis is important the women activity in the rural greenhouses. The objective of this work is to design two systems of automated irrigation for saving water in vegetables production inside a hydroponic greenhouse , evaluating two systems like are dripping system and NFT to choice the most efficient system in saving water having in mind the feasibility and viability of the chosen.

For the elaboration of this project were followed the methodology of the design process modified of Hamrock, for the hydraulic systems were made the calculations like, pipe diameter, pump power, determination of Reynolds number, Moodys diagram and were made the drawings. To finish was evaluated the project comparing both systems determining VPN, TIR having like a result the choice of the optimal system and viable through financial study also were applied the Garcia Cordoba technological evaluation criteria giving like a result the succeed of the project with educative, technological and ecological impact finally was taken to the practice installing it in the study region. CAPÍTULO 1 ANTECEDENTES GENERALES En esta parte del trabajo se presentan diversos aspectos importantes antes de llevar a cabo el proyecto tales como: ubicación de la zona de estudio, una metodología para incorporar innovaciones tecnológicas en el lugar, se plantea el problema, se da un breve antecedente sobre el cultivo hortícola sin suelo y se termina mencionando la importancia de incorporar tecnología a las técnicas de producción mediante controladores electrónicos. 1.1 Ubicación de la zona de estudio. La Mixteca, asentamiento del grupo del mismo nombre, constituye una región geográfica de más de 40,000 km, que comprende la parte noroccidental del estado de Oaxaca y pequeñas porciones de los de Puebla y Guerrero. Generalmente se consideran, dentro de la Mixteca, tres sub-regiones: la Mixteca Alta, la Baja y la de la Costa. La Alta, llamada por sus pobladores ñuhu sabí (tierra de lluvias o país de las nubes), es la más extensa y con mayor población indígena y abarca 38 municipios. Se sitúa al sur y al este de la propia Mixteca. Por razones geográficas e históricas, algunas personas subdividen a la Mixteca Alta en un área norte y otra sur, quedando en la primera, entre otras, Achiutla, Yucunama, Teposcolula y Tilantongo y, en la segunda, Tamazulapam, Teozacoalco y Tlaxiaco. La Mixteca Alta, zona sumamente accidentada, está formada por la conjunción de la Sierra Madre del Sur y la Sierra Oriental o de Oaxaca a la que se denomina usualmente "Nudo Mixteco". Entre las escarpadas montañas se localizan angostos valles y profundas cañadas, siendo los más importantes de los primeros los de Nochixtlán, Coixtlahuaca, Teposcolula, Juxtlahuaca y Tlaxiaco. Está cruzada por el río Verde, el Mixteco y por algunos otros pequeños ríos entre los que cabe destacar los de Nochixtlán, Yanhuitlán, Sinaxtla, Etlatongo y Yocodono.

1.2 Metodología para incorporar innovaciones tecnológicas. La metodología para incorporar innovaciones tecnológicas incrementales en procesos productivos rurales incluye las siguientes etapas: Primera. Iniciar un ambiente de innovación tecnológica microregional. Para incorporar nuevos métodos o procesos a los tradicionales es necesario crear el ambiente adecuado para que la gente entienda que se pretende realizar. Segunda. Difundir la cultura emprendedora con responsabilidad social. Se debe impulsar a las personas de la comunidad para la creación de microempresas rurales tomando en cuenta su efecto en la sociedad. Tercera. Promover la cultura de calidad en el marco del desarrollo sustentable. La cultura de calidad debe ser adoptada por las personas, como una forma de vida para poder ser aplicada a sus tareas diarias, tomando en cuenta los efectos en los ámbitos económico, ecológico y social.

Figura 2. Modelo de innovación tecnológica. Ortiz, 2000 Cuarta. Aplicar el modelo de innovación tecnológica para la creación de nuevas microempresas rurales para incorporar tecnologías a procesos rurales. Quinta. Evaluación tecnológica. Después de la realización del proyecto, este debe ser evaluado en este caso tomaremos como base los criterios de Fernando García Córdoba[2] que son los siguientes: La calidad del planteamiento Las aportaciones al conocimiento Los beneficios prácticos La eficacia y la eficiencia Las repercusiones en el medio 1.3 Planteamiento del problema En la mixteca alta de Oaxaca se presentan varios problemas principalmente económicos, sociales y culturales todo estos tienen como consecuencia: la migración, desempleo, analfabetismo y la falta de sistemas de producción hortícola eficaces. La producción agrícola en la microrregión, se encuentra prácticamente estancada, pues casi no aumenta en calidad ni en cantidad. Todo esto se debe a que los suelos presentan limitaciones ya que en su mayoría son demasiados montañosos y muy delgados como producto de la erosión y escasez de agua en la región. Además la mayoría de la superficie de cultivo es de temporal, por

otra parte existen también graves problemas que limitan la productividad como son: salinidad, grandes pérdidas de agua por conducción, mal uso en el agua en canales. Otro fenómeno es que las tierras solo son propiedad de un pequeño grupo, ocasionando subocupación y desocupación, generando pobreza y otros conflictos sociales como: marginación, migración a las grandes ciudades, migración a las regiones agrícolas más desarrolladas y bracerismo, todo esto trae como consecuencia que los métodos de cultivo sean muy rudimentarios e ineficientes. Actualmente los agricultores han iniciado a incorporar nuevas métodos de cultivo, y uno de ellos es el cultivo dentro de invernadero, pero pareciera que en lugar de mejorar la situación de empeora debido a que no existe la debida capacitación y disponibilidad de la gente, ya que la construcción de los sistemas de riego se hace de manera empírica, se hace mal uso del agua y no se controlan las diferentes variables como temperatura, humedad, pH, etc. Debido a que todos estos procesos no están automatizados la gente se ve obligada a estar largos periodos en el invernadero. El nivel cultural de la gente es una de las barreras más fuertes que existen cuando se trata de introducir nuevos sistemas, métodos o técnicas a las que suelen utilizar debido a que la manera en que resuelven sus problemas los han convertido en gente práctica y el trabajo se hace de manera rutinaria, es decir no atienden el aspecto de análisis, discusión, por ejemplo ellos instalan una bomba de forma empírica tomando como base alguna otra persona que haya instalado una en sus invernaderos. La experiencia de la gente es muy importante en lo que respecta al manejo de la planta y las plagas debido a que día con día enfrentan problemas diferentes y ellos buscan soluciones hasta salir exitosos. Por otra parte en las escuelas de ingeniería se realizan trabajos que no parten de un problema real o una necesidad y se pierde un gran potencial ya que todos los trabajos deberían tener una orientación hacia la resolución de problemas existentes en comunidades marginadas o en la industria, todo esto traería grandes beneficios debido a que nuestra escuela tiene orientación social y ha ayudado al desarrollo tecnológico del país, ya que últimamente se ha perdido la confianza tanto del sector social como del industrial en las instituciones educativas ya que han comprobado que en la escuela se realizan trabajos sencillos en un tiempo prolongado. 1.4 Cultivo hortícola sin suelo La historia de los cultivos sin suelos ha estado, en la actualidad está y probablemente estará ligada inevitablemente a los grandes descubrimientos de los secretos fisiológicos de las plantas. (Urrestarazu, 2000) En Inglaterra Woodward en 1699 fue el primer autor que hizo crecer plantas en diversos recipientes en medio líquido al que había añadido diferentes cantidades de suelo. El siguiente paso fue evitar el adicionar una cierta cantidad de suelo, así como fue el químico alemán Sachs en 1860 empezó, junto a otros contemporáneos como Knop, a desarrollar el cultivo en solución

nutritiva, la llamada "nutriculture". Trascurrieron varias décadas hasta que W.F. Gericke[3], del departamento de nutrición vegetal de la Universidad de California, en los años 1929 y siguientes transfirió toda la tecnología desarrollada en laboratorio a fines comerciales. (Urrestarazu, 2000). Es con el trabajo de Gericke que surge el término hidroponia. (Sánchez y Escalante, 1988). Desde entonces los cultivos sin suelo han experimentado un gran avance en todo el mundo fundamentalmente ligado al desarrollo de los plásticos en la agricultura (Resh, 1992). Importancia de la hidroponia Cabe mencionar que actualmente nos encontramos en una etapa difícil en la cual se cumple reiteradamente la teoría de Malthus, la cual explica que el crecimiento de la población se daría en forma geométrica mientras que el de los alimentos sería de manera aritmética. Esto quiere decir que la demanda sobrepasa la oferta. Aquí en este punto la hidroponia es donde juega un papel trascendental ya que esta técnica permite aumentar la producción de alimentos en forma considerable, pero sería importante definir el término en cuestión, ya que existen controversias en cuanto el significado etimológico y práctico ya que etimológicamente el término hidroponia deriva de los vocablos griegos "hydro" que significan agua, y "ponos", equivalente a trabajo o actividad. Literalmente de traduce como "trabajo del agua" o "actividad del agua. Pero ya puesta en práctica la técnica hidropónica, podremos notar que siempre será una mezcla entre agua y nutrientes los cuales serán bombeados y llevados a la planta ya sea dentro de un sistema abierto o cerrado. Por eso Sánchez y Escalante (1988) lo definen como un sistema de producción en el que las raíces de las plantas se riegan con una mezcla de elementos nutrientes esenciales disueltos en agua y en el que, en vez de suelo, se utiliza como sustrato un material inerte, o simplemente la misma solución. Como todo sistema, la hidroponia va tener sus bondades dentro de las cuales Sánchez y Escalante (1988) mencionan a los siguientes como principales ventajas de este sistema: balance ideal de aire, agua y nutrientes; humedad uniforme; excelente drenaje; permite mayor densidad de población; se puede corregir fácil y rápidamente la deficiencia o exceso de algún elemento; se puede tener un perfecto control del pH; no se depende tanto de los fenómenos meteorológicos; se logra una mayor calidad del producto; se logra mayor precocidad en los cultivos; se pueden producir varias cosechas al año; se puede utilizar agua con alto contenido de sales; se tiene mayor limpieza e higiene de los productos; posibilidad de utilizar materiales nativos o de desecho. Por otra parte, Velasco y Nieto (2006) mencionan las siguientes desventajas: Inversión inicial alta: La construcción de invernaderos representa una inversión relativamente alta. Alto nivel de especialización y capacitación: El cultivo y manejo de las plantas dependen del hombre por ello es necesario una capacitación apropiada. Altos costos de producción: Los gastos

de operación y algunos costos de insumos, como semillas y fertilizantes, son más altos que los mismos productos utilizados a campo abierto en la misma superficie. Condiciones óptimas para el ataque de agentes patógenos: Los invernaderos también proporcionan las condiciones ideales para la proliferación de enfermedades y desarrollo de plagas. 1.5 Necesidad de la automatización Actualmente nos encontramos en una era la cual la automatización está jugando un papel trascendental en la competitividad de las empresas, ya que está permitiendo agilizar procesos haciéndolos más eficientes mediante sistemas automáticos. El rubro en los cuales ha entrado la automatización con más fuerza han sido la industria automotriz, metal-mecánica, manufacturera, pero en el sector agrícola no se ha hecho presente con la misma fuerza que en las anteriores, ya que todavía en países como México los métodos de cultivo en su mayoría continúan siendo muy rudimentarios, en lo particular en el estado de Oaxaca, el gobierno ha creado diversos programas para la construcción de invernaderos, por lo que respecta a la mixteca, se están instalando gran cantidad de invernaderos pero sin tomar en cuenta diversas factores como son clima, topografía que son factores importantes para la instalación de los mismos. Por lo que es necesario diseñar nuevos sistemas hidráulicos más seguros y eficientes orientados al ahorro de agua, actuando con responsabilidad social; cuidando el medio ambiente el agua, la energía, el trabajo, liberar tiempo al trabajador. La mayoría de los invernaderos no tienen un control automático para las diferentes variables a controlar en la producción hortícola protegida. CAPITULO 2 MARCO CONCEPTUAL En esta parte de la tesis se introducen conceptos fundamentales de hidráulica como son el principio del venturi y su aplicación en la inyección de agroquímicos así como también el sistema agua planta y se finaliza con la importancia del control electrónico para controlar los sistemas hidráulicos. 2.1 Conceptos generales de hidráulica Caudal Caudal Q es el volumen de fluido por unidad de tiempo que pasa a través de una sección transversal a la corriente. Así por ejemplo en una tubería de agua los litros por hora que circulan a través de un plano transversal a la tubería. Ecuación de dimensiones: [ Q ] = [ L ]3 [ T ]-1

1Q = 1 m3 / s SI Si la velocidad de la corriente v es paralela a la superficie A vertical como en la fig. a o también inclinada, pero paralela a la superficie, el caudal que la atraviesa es nulo. Si la velocidad v tiene cualquier otra dirección fig. b, descomponiendo v según tres ejes, dos paralelos a la superficie y el tercero normal a la misma, solo la componente normal vn produce caudal. ^

Si la superficie a través de la cual se calcula el caudal es finita es evidente que la dirección de la velocidad puede variar de un punto a otro de la misma, y, además la superficie puede no ser plana. Llamando dA al elemento infinitesimal de área, siendo cn la componente de la velocidad normal a ese elemento se tendrá:

Si v es la velocidad media normal a la sección A, de la ecuación anterior se deduce: Q = vA Presión de un fluido La presión de un fluido se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y actúan normalmente a cualquier superficie plana. En el mismo plano horizontal, el valor de la presión en un líquido es igual en cualquier punto. Las medidas de presión se realizan con los manómetros, que pueden ser de diversas formas. De no advertir lo contrario, a través de todo el libro las presiones serán las presiones relativas o manométricas. Las presiones manométricas representa el valor de la presión con relación a la presión atmosférica. Velocidad

Es la rapidez promedio de las partículas de un fluido al pasar por un punto determinado o la distancia promedio que viajan las partículas por unidad de tiempo. Se mide en pies sobre segundo (ft/s), metros sobre segundo (m/s). Número de Reynolds El número de Reynolds es el parámetro adimensional de semejanza en los problemas con predominio de la viscosidad. También el número de Reynolds cociente de una fuerza de inercia por una fuerza de viscosidad mide el influjo relativo de esta última: un número de Reynolds grande implica un influjo de la viscosidad pequeño y viceversa. Jugando en los fenómenos de resistencia un papel decisivo en que la corriente sea laminar o turbulenta, también jugara un papel decisivo el número de Reynolds, con números de Reynolds pequeños la corriente es laminar; con números de Reynolds grandes la corriente es turbulenta. Reynolds, físico ingles de finales del siglo pasado, llevo a cabo una serie de experimentos con el sencillo aparato, un tubo de cristal con su boca abocinada termina en una válvula. En el tubo entra agua desde un recipiente en reposo a una velocidad controlada por dicha válvula. El pequeño depósito contiene un colorante fuerte, por ejemplo anilina, que se inyecta a la entrada del tubo de vidrio por un tubito terminado en una boquilla. El número de Reynolds en la corriente del tubo de vidrio.

Donde: D --- Diámetro de la tubería, que en este caso permanece constante v --- Viscosidad cinemática del agua, también constante Aumenta de una manera continua al abrir la válvula; en efecto, al abrir entonces aumenta el caudal y con el aumenta u, y por lo tanto el numero de Reynolds. Se abre poco a poco la válvula y se observa la corriente: • Al principio de hilo de corriente visible por el colorante es prácticamente una línea recta: corriente laminar • Luego, con la válvula suficientemente abierta se empiezan a formar remolinos aguas abajo junto a la válvula, mezclándose allí el colorante con el agua: comienzo de turbulencia • Finalmente los remolinos se propagan por todo el tubo, intensificándose la mezcla del colorante y quedando todo el tubo coloreado: corriente Reynolds observó: • Cuando el número de Reynolds, Re> 12.000 la corriente era necesariamente turbulenta: 12.000 sería el número crítico de Reynolds superior; pero tomando precauciones delicadas de laboratorio

(eliminación de transmisibilidad de vibraciones al aparato) posteriormente se ha conseguido corriente laminar con número Re= 40.000. No es posible probar la imposibilidad de conseguir corriente laminar con números de Reynolds aún más elevados. El número crítico de Reynolds superior es, pues, indeterminado. • Cuando el número de Reynolds Re < 2.000 la corriente era necesariamente laminar. Es decir, si se producía alguna perturbación la turbulencia inicial quedaba en seguida amortiguada por la viscosidad y no se desarrollaba jamás un flujo turbulento: Re = 2.000 es el número crítico inferior de Reynolds. En la práctica siempre existen perturbaciones que hacen que por encima de este número la corriente difícilmente es ya totalmente laminar. El experimento se puede repetir con otros fluidos: aceite, alcohol, etc. (v variable) y con diversos diámetros de tubería (D variable): Reynolds experimentó con tuberías de diversos diámetros. Todo lo cual demuestra que no es un cierto valor de la viscosidad v o de la viscosidad u lo que condiciona el tránsito de régimen laminar a turbulento, sino un cierto valor de la relación u D/v=Re. Para un determinado diámetro de tubería la velocidad que hace crítico el número de Reynolds se llama velocidad crítica. En los conductos de agua industriales la velocidad media es superior a la velocidad crítica y el régimen de corriente suele ser siempre turbulento. Este régimen laminar. Este último se produce, por ejemplo, en las tuberías de engrase a presión. Es lógico que en la capa limite turbulenta se forme una subcapa laminar porque la velocidad del fluido en contacto con el contorno es 0, y por lo tanto el numero de Reynolds crece desde 0 formando dicha subcapa laminar, allí donde Re es todavía suficientemente pequeño. 2.2 Sistema de tuberías. 2.2.1 Ecuación de Bernoulli En un fluido real la viscosidad origina un rozamiento tanto del fluido con el contorno (tubería, canal, etc.) cuanto de las partículas de fluido entre si. Naturalmente se sigue cumpliendo el principio de la conservación de la energía o primer principio de la termodinámica. Es decir, además de las tres clases de energía aparece la energía de fricción, que según la termodinámica no es una energía distinta. La fricción provoca tan solo una variación del estado térmico del fluido. En el fluido real: du * 0 (Aunque si seguimos suponiendo que el fluido se comporta como incompresible p dv=0) y dQ í0, con aumento de la temperatura del fluido y/o del medio exterior. Esta fricción en la mecánica de fluidos incompresibles no es aprovechable y solo en este sentido llamaremos energía perdida, o bien expresada en forma de altura, altura perdida Hr1-2.

La energía en el punto 1 (o suma de la energía de posición, de presión y cinética en el punto1) - la energía perdida entre el punto 1 y 2 por razonamiento = energía en el punto 2 (o suma de energía de posición, de presión y cinética en el punto 2 ), o sea:

Ecuación de Bernoulli con pérdidas

Por tanto:

La energía del fluido en el punto 1 - la energía perdida entre el punto 1 y el punto 2 + la energía suministrada al fluido por las bombas que haya entre el punto 1 y el punto 2 - la energía cedida por el fluidos las turbinas o motores que haya entre el punto 1 y el punto 2, ha de ser igual a la energía en el punto 2. En hidráulica se prefiere, expresar todas estas energías en forma de alturas equivalentes (dividiendo todos los términos por g). Expresando el párrafo anterior mediante una ecuación se tiene la: Si no hay pérdidas (fluido ideal) no cesión (turbina) de energía, la altura (energía) total de la corriente permanece constante: H = C (constante de Bernoulli)

2.2.2Diagrama de Moody. El diagrama está construido en papel doblemente logarítmico; es la representación grafica de dos ecuaciones: La ecuación de Poiseuille. Esta ecuación en papel logarítmico en una recta. La prolongación dibujada a trazos es la zona crítica. En esa zona solo se utilizara la recta de Poiseuille si consta que la corriente sigue siendo puramente laminar. De lo contrario X puede caer en cualquier punto (según el valor de Re) de la zona sombreada. (La zona crítica es una zona de incertidumbre). La ecuación de Colebrook-White. En esta ecuación X = f (Re, k/D). O sea X es función de dos variables. Dicha función se representa en el diagrama de Moody por una familia de curvas, una para cada valore del parámetro k /D. estas curvas para números bajos de Reynolds coinciden con la ecuación de Blasius y la primera ecuación de Kárman- Prandtl, es decir, son asintóticas a una u otra ecuación y se van separando de ellas para números crecientes de Reynolds. Esto se representa en el esquema simplificado del diagrama mismo de Moody. 2.2.3Ecuación de Darcy-Weisbach. Muchos investigadores han tratado de determinar las leyes que rigen el flujo o circulación de los fluidos en las tuberías. Una de las primitivas expresiones de pérdida de energía en una tubería fue desarrollada por Chezy en i775. Se han desarrollado muchas otras fórmulas empíricas a partir de datos de ensayos y la mayoría de ellas parten de la hipótesis de que la pérdida de energía solo depende de la velocidad, las dimensiones del conducto y la rugosidad de la pared. Los trabajos de Hagen (1839), Poiseuille(1840) y Reynolds (1883) demostraron que la densidad y la viscosidad del fluido influyen en la pérdida de energía, y más tarde principalmente como deducción del trabajo de Nikuradse (1933), se reconoció generalmente que el efecto de la rugosidad no depende del valor absoluto de ésta sino de su relación al diámetro del tubo.

De todas las fórmulas usadas para determinar las pérdidas de energía en las tuberías, solamente la fórmula de Darcy-Weisbach, fórmula que permite la evaluación apropiada del efecto de cada uno de los factores que afectan la pérdida. Esto se logra transportando el coeficiente de rozamiento (f) en función del número de Reynolds. 2.2.4 Pérdidas secundarias. Para los accesorios, válvulas y ensanchamiento y/o estrechamientos, los podemos determinar mediante:

A) Aplicando las tablas de "longitud equivalente". Esto es el accesorio, es equivalente en su valor de hf a un tramo de tubería. Las tablas de longitud equivalente nos indican la pérdida en pies o en metros de columna de agua del accesorio. B) Uso del factor "k" y la carga de velocidad (V2/2g) Las pérdidas por fricción para accesorios en un sistema de tuberías, también pueden determinarse usando el factor "k" que multiplicando directamente con (V2/2g) nos da el valor de la perdida por fricción. Para encontrar "k" la obtendremos de nomogramas donde con solamente conocer el diámetro del accesorio e intersectar la línea de "k" obtendremos este valor buscado. 2.2.5Carga dinámica total. La carga dinámica total, es la suma de las energías contra los cuales trabaja la bomba para mover el fluido de un punto a otro. La CDT se determina de la siguiente forma: CDT=Hest +Hed+Hfi-2+v2/2g Hes= Carga estática de succión (+ ó -) Hed= Carga estática de descarga Hfi-2=Perdidas por fricción totales en el sistema. v2/2g= Carga de velocidad La CDT se expresa en: m.c.a. (metros de columna de agua) p.c.a. (pies de columna de agua) 2.2.6Potencia de la bomba. La potencia en HP, requerida para manejar una bomba puede ser figurada por la siguiente igualdad. BHP= Galones por minuto x H en pies x Sg 3960 x eficiencia de la bomba 2.2.7 Tubo de Venturi El principio del medidor Venturi, basado en el teorema de energía de Bernoulli, fue establecido en i797, por el italiano J.B. Venturi, pero su aplicación práctica se debe el estadounidense Clemens Herschel, quien lo utilizó por primera vez en i887 para la medición del gasto en tuberías.

Figura 4. Tubo de Venturi. Elaboración propia Como se puede apreciar en la figura 4, un medidor venturi se compone de tres partes: el cono de entrada, donde el diámetro de la tubería se reduce gradualmente, la sección contraída o garganta y el cono de salida o difusor, donde el diámetro aumenta gradualmente hasta igualar el diámetro de la tubería aforada. En el cono de entrada, el caudal, normalmente conducido a baja velocidad y alta presión, es acelerado gradualmente y parte de su energía de presión cambia a energía cinética, llegando a la garganta con una condición hidráulica de alta velocidad y baja presión. La caída de presión, o pérdida de carga piezométrica entre la tubería de entrada y la sección contraída de la garganta, es medida en un manómetro diferencial. La función del cono de salida es desacelerar suavemente al fluido y llevar la presión tan cerca como sea posible de su valor de entrada. Esta transformación de energía nunca se logra completamente, debido a la inevitable pérdida de carga por fricción que siempre ocurre cuando el fluido pasa a través de un Venturi. La recuperación de la carga piezométrica varía de 80 a 90% o sea que la pérdida por fricción es del orden de i0 a 20%, pero este porcentaje disminuye con el tamaño del medidor y con el incremento de velocidad. Ecuación de descarga para un Venturi El teorema de energía demuestra que un Venturi, la caída del gradiente hidráulico o del

Donde:

El principio de Venturi en la inyección de agroquímicos La reducción cónica de una unidad Venturi, ayuda en la inyección de fertilizantes y agroquímicos en tuberías a presión de sistemas de riego por aspersión y goteo. La succión de agroquímicos en solución, desde un tanque hacia el interior de la tubería, se debe a la caída de presión que sufre el agua, al pasar por la sección contraída por la garganta, donde se incrementa su velocidad. Los inyectores tipo Venturi, para sistemas de riego, se fabrican en polipropileno, resistente a la corrosión química; en tamaños de W a 2" de diámetro (12 a 50 mm), con capacidades de succión de 15 a 1500 l/h, respectivamente.

2.3 Sistema agua-planta. La circulación del agua en los vegetales cumple la función de transporte de nutrientes y otras sustancias y se realiza de un modo peculiar diferente al de los animales. El agua circula a través de las plantas, desde la raíz hacia las hojas por los vasos lenosos. Es absorbida por la raíz, a nivel de los pelos radiculares haciendo así que las plantas se nutran y su degradación fisiológica se demore más en el tiempo mientras que no la tenga. El agua se mueve en el interior de la planta siguiendo las diferencias de potencial hídrico. El potencial hídrico consta de varios componentes:

Potencial Hídrico = Potencial osmótico + Potencial de Presión + Potencial matricial + Potencial gravitacional Potencial Osmótico: está relacionado con la osmolaridad de la disolución acuosa. Depende de los osmolitos disueltos en el agua. Potencial de Presión: es el relacionado con la presión que ejercen las paredes celulares vegetales contra la célula. Es máximo cuando alcanza la máxima turgencia y mínimo cuando alcanza el valor de plasmolisis incipiente. Potencial matricial: está relacionado con la absorción por capilaridad del agua. Potencial gravitacional: es aquel relacionado con la fuerza de gravedad.

Así el agua viaja desde las zonas con mayor potencial hídrico hacia las zonas con menores potenciales. Una planta en un suelo óptimo (potencial hídrico cercano a 0 kPa) absorbería agua por las raíces, viajaría por el xilema, llegaría a las hojas donde se evaporaría y pasaría a la atmósfera, la cual tiene un potencial hídrico realmente bajo (del orden de decenas de kPa negativo). Este proceso descrito se llama transpiración. Así la mayoría del agua absorbida por la planta es evaporada en las hojas. Estas fuerzas de evaporación de la vida de todos crean una tensión negativa que es la que "tira" del agua hacia las ramas superiores ya que el proceso de capilaridad no es suficiente para llevar el agua a varios metros de altura. Por último existe otra fuerza que hace subir el agua por el xilema de la planta, es una presión positiva ejercida por la raíz que absorbe agua activamente (gracias a la absorción de osmolitos). Potencial hídrico. El agua en estado líquido es un fluido cuyas moléculas se hallan en constante movimiento. La capacidad de las moléculas de agua para moverse en un sistema particular depende de su energía libre. La magnitud más empleada para expresar y medir el estado de energía libre del agua es el potencial hídrico El potencial hídrico puede expresarse en unidades de energía por unidades de

masa o volumen, la unidad de uso más corriente el megapascal (MPa = 10 bares) aunque en el pasado reciente también se han utilizado la atmósfera y el bar (1 bar= 0.987 atm). El movimiento del agua en el suelo y en las plantas ocurre de manera espontánea a lo largo de gradientes de energía libre, desde regiones donde el agua es abundante, y por lo tanto tiene alta energía libre por unidad de volumen (mayor a zonas donde la energía libre del agua es baja (menor El agua pura tiene una energía libre muy alta debido a que todas las moléculas pueden moverse libremente. Este es el estado de referencia del potencial hídrico; a una masa de agua pura, libre, sin interacciones con otros cuerpos, y a presión normal, le corresponde un ^ igual a 0. El ^ está fundamentalmente determinado por el efecto osmótico, asociado con la presencia de solutos, por las fuerzas mátricas que adsorben o retienen agua en matrices sólidas o coloidales, por el efecto de la altura y por presiones positivas o negativas o tensiones presentes en los recipientes o conductos donde se encuentra. Estos factores tienen un efecto aditivo que típicamente disminuye el potencial hídrico del suelo o planta con respecto al potencial del agua pura. Así, en un sistema particular, el potencial hídrico total es la suma algebraica de cuatro componentes:

donde

significa potencial, y los subíndices h, o, m, g y p, significan hídrico, osmótico, mátrico,

gravitatorio, y de presión, respectivamente. El representa el componente determinado por la presencia de solutos disueltos, disminuye la energía libre del agua y puede ser cero o asumir valores negativos. A medida que la concentración de soluto (es decir, el número de partículas de soluto por unidad de volumen de la disolución) aumenta, el se hace más negativo. Sin la presencia de otros factores que alteren el potencial hídrico, las moléculas de agua de las disoluciones se moverán desde lugares con poca concentración de solutos a lugares con mayor concentración de soluto. El se considera 0 para el agua pura. El representa el grado de retención del agua, debido a las interacciones con matrices sólidas o coloidales. Tales matrices la constituyen el material coloidal del suelo y las paredes celulares. Puede tener valores nulos o negativos. Por último el

representa la influencia del campo gravitatorio y normalmente es

positivo, si bien esto depende de la posición elegida para el estado de referencia. El representa la presión hidrostática y puede asumir valores positivos o negativos según el agua esté sometida a presión o tensión. Así por ejemplo, el potencial de presión en las células es positivo y representa la presión ejercida por el protoplasto contra la pared celular, mientras que en el xilema es negativo debido a la tensión desarrollada por diferencias en el potencial hídrico originadas en la transpiración. En el sistema SUELO-PLANTA -ATMÓSFERA, el potencial hídrico puede ser medido en varios puntos de la vía del movimiento del agua desde el suelo a través de la planta hasta la atmósfera. A

lo largo de ese trayecto, varían las contribuciones de los diferentes componentes en la determinación del potencial hídrico. 2.4 Control automático de riego Para un óptimo funcionamiento del sistema hidráulico, este último debe de contar con sistema de control, preferentemente automático con la finalidad de reducir tiempos y evitar escasez de agua en los tinacos, alertar al usuario mediante alarmas sonoras y luminosas en caso de cualquier contingencia.

Fotografía 1. Controlador electrónico. Moreno,2009 Descripción General Este prototipo tiene una serie de componentes que permiten realizar riegos a horas a intervalos programados a solución perdida. Este dispositivo puede conectarse directamente en el terreno real de aplicación y puede funcionar en modo manual o automático. El sistema tiene los siguientes componentes: 1. Módulo de control: Permite programar los intervalos de riego y en él se conectan 1 o 2 bombas, sensor de nivel (flotador) alarma audible y luminosa. Cuenta con focos luminosos para indicar VAC listo, DC listo, bombas listas, bombas activadas, activación de bomba, falta de agua y palancas para desactivar partes del sistema. 2. Sensor de nivel: Consta de un flotador que desactiva las bombas cuando se acaba el agua de los contenedores. 3. Alarmas sonoras y luminosas: Es una bocina que da alerta cuando se acaba el agua y puede apagarse manualmente. También se cuenta con una luz estrobo para la alerta luminosa.

Fotografía 2. Control electrónico y elementos auxiliares. Moreno,2009 El sistema viene provisto de un manual de usuario para el manejo adecuado de este prototipo. Antes de realizar conexiones al controlador electrónico hay que tomar en cuenta diferentes características técnicas para constatar de que los elementos que tengamos puedan ser conectados al controlador, como por ejemplo: cada uno de los contactores puede soportar una corriente de hasta 16 amperes por lo que: Si para nuestro sistema de riego por goteo tenemos que del cálculo hidráulico del sistema de riego por goteo nos resulto una bomba de 2HP se tiene que: P=VI I=P/V I= (746W) (2)/127V 1=1492/127 I= 11.74 amp. De acuerdo al resultado podemos constatar que si podemos conectar esta bomba a una de las dos entradas del controlador para el sistema de riego por goteo. CAPITULO 3 DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE RIEGO EN INVERNADERO

En este capítulo se presenta la hoja de restricciones, se aplica el proceso de diseño según Hamrock, además se muestra las características de cada sistema de riego (ventajas y desventajas) así como también se realizan los cálculos correspondientes a los dos sistemas de riego, finalizando la recomendación del sistema optimizado. 3.1 Restricciones y metodología de diseño En esta parte se establecen las parámetros a tomar en cuenta para la realización de los diseños hidráulicos como son:_ Ahorro de agua Ahorro de energía (cálculo de la bomba, motores, etc.) Periodo de cultivo Aumento de productividad. Producción intensiva Metodología de diseño Se sigue la metodología de diseño de Hamrock que tiene las siguientes etapas:

3.2 Diseño del sistema de riego por goteo. Un sistema de riego por goteo es aquel donde se aplica agua mezclada con la solución que contiene nutrientes, dentro o sobre el suelo directamente a cada planta en forma individual, los emisores (goteros) que son anexados a la línea lateral suministran las necesidades de agua a cada planta. Con un sistema de riego por goteo, el agua puede ser suministrada al cultivo con base en una baja tensión y una alta frecuencia, con la cual se crea un ambiente optimo de humedad necesaria en el suelo. El riego por goteo puede darse mediante dos formas, uno con goteros y bolsas negras y el otro con cintilla. Debido a la alta frecuencia de los riegos, se pueden obtener eficiencias muy altas. La eficiencia en el uso del agua se define como el rendimiento del cultivo por unidad de agua aplicada. Las investigaciones hechas por Hiler y Howell (1972), indicaron que la eficiencia en el uso del agua podría ser aumentada en un 50% o más usando un riego por goteo en lugar de un riego por superficie. Debido a que solamente la zona radicular de la planta es suplida con agua, bajo un apropiado manejo solo una pequeña cantidad de agua se pierde por percolación profunda, consumo por plantas no beneficiosas, o evaporación desde la superficie del suelo.

1. Ahorro de agua: debido al alto control posible en este sistema de riego, el agua puede ser aplicada muy eficientemente. Solamente aquella porción del suelo con actividad radicular necesita ser irrigada y las perdidas por evaporación pueden ser reducidas a un mínimo. La baja tasa en la aplicación del agua, la cual es frecuentemente un poco mayor que la tasa de evapotranspiración, reduce las perdidas por percolación profunda. 2. Respuesta de cultivo: un alto promedio temporal de nivel de humedad junto con una adecuada aereación del suelo, puede mantenerse con este sistema. Esto resulta en una respuesta favorable de algunos cultivos aumentando su rendimiento y la calidad de sus frutos. 3. Ahorro de mano de obra: la mayoría de los sistemas de riego por goteo son permanentes o semipermanentes teniendo así muy bajos requerimientos de mano de obra. Estos sistemas pueden ser automatizados para lograr una reducción adicional en la mano de obra y el fertilizante 4. Uso óptimo y ahorro en el fertilizante: el fertilizante pude ser aplicado a través de un sistema de riego por goteo usando un equipo especial. Debido al alto control que se ejerce sobre el agua, esto puede resultar también en un buen control sobre la aplicación del fertilizante, resultando en notables ahorros. 5. Menos crecimiento de hierbas: debido a que solo una fracción de la superficie del suelo es mojada con este sistema, se reduce el área disponible para el crecimiento de hierbas y plantas no benéficas. Así, el control necesario para las hierbas es mucho menor que para otros sistemas. 6. Ahorro en pesticidas y control de ciertas enfermedades en las plantas: las partes de las plantas arriba de la superficie del suelo se encuentran completamente secas bajo un sistema de riego por goteo. Reduciendo la incidencia de hongos y otras pestes que dependen de un ambiente húmedo. 7. Posible uso de agua salina: debido al mantenimiento de una presión osmótica baja que reduce el esfuerzo de la planta para obtener agua que bajo condiciones salinas podría resultar en altas presiones osmóticas. 8. Una rápida maduración: experimentos en tomates, uvas, remolacha azucarera, para nombrar solo algunos cultivos han demostrado una temprana maduración a la obtenida con otros sistemas de riego. 9. Minimiza la formación de costras en la superficie del suelo: un problema significante en algunos suelos es la formación de una superficie costrosa dura. Esto puede evitar la emersión del cultivo, aun pensando que haya germinado apropiadamente. Al mantener una alta humedad constante, la formación de costras es eliminada. 10. Mejora la penetración de las raíces: el alto promedio de humedad que se mantiene con un riego por goteo puede aliviar el problema de algunos suelos cuya penetración es mínima o imposible con un bajo contenido de humedad.

11. Puede operar en suelos con muy baja tasa de infiltración: teóricamente, el agua puede ser aplicada con un sistema de riego por goteo a tasas tan pequeñas como 0.025 cm/ hr, con el correspondiente decrecimiento de las posibilidades de escurrimiento de agua en estos suelos. 3.2.1Componentes del sistema Un sistema de riego por goteo consiste de un sistema de carga y una red de tuberías de distribución. Al sistema de carga generalmente lo constituyen: la bomba, el filtro, manómetro de presión, inyector de fertilizante. Emis ores Son los elem ento s que se inser tan en las tube rías later ales que cont rolan la salida de agua de las mismas a una forma y velocidad adecuadas a las condiciones de diseño. Tipos de emisores. Los emisores se pueden dividir en: emisores de bajo caudal inferior a 161/n. donde estarían incluidos los goteros y emisores de alto caudal superior a los 161/h, que incluiría a micro aspersores y difusores. Goteros. Los goteros son emisores que suministran el agua en forma de gotas a esas velocidad (gota a gota), cuyo caudal no sobrepasa los 161/h. se pueden establecer distintas clasificaciones de los goteros: dependiendo del punto de inserción (goteros pinchados, interlinea o integrados), en

función de sensibilidad a las variaciones de presión, por la forma en que se produce la perdida de carga por la sensibilidad a las obturaciones los tipos de goteros más comunes son: • Microtubos. Consisten en un tubo de plástico, generalmente polietileno, muy fino y flexible, pinchando en el lateral y abierto al final por donde sale el agua. Donde que el diámetro interior es muy pequeño, se produce la perdida de carga por razonamiento, lo que hace que en su interior circula el agua y régimen laminar a bajas velocidades. Resultan baratos, pero presentan los inconvenientes típicos del régimen laminar (sensibilidad a la temperatura y presión). Junto a la baja durabilidad de vida a la frecuencia de las obturaciones. • Helicoidales. Básicamente consiste en una condición en espiral; lo que supone un gotero más compacto que los microtubos el recorrido helicoidal del agua de laminar propio del tipo de gotero anterior, con lo que tiene mejores características. • Netafin o de laberinto. Consiste en un torturo so recorrido, con continuos cambios de la dirección, donde se obliga pasar el agua, provocando la pérdida del agua. Son los más evolucionados dentro delo goteros llamados de largo recorrido entre los que se incluyen también los helicoidales y los micro tubos, ya que pueden trabajar en régimen turbulento, por lo que son menos sensibles a la temperatura, la presión y las obturaciones. Suelen ser este tipo la mayoría de los goteros interlinean. • De orificio. Son goteros muy sencillos, en los que la perdida de la carga se produce al atravesar el agua el paso estrecho por donde sale. Muy económicos, pero sensibles a las obturaciones lo que les da baja durabilidad. • Autocopensantes. Regula el caudal, manteniéndolo constantemente a las variaciones de presión, mediante un elastómero; de manera que este contrae el paso atreves de el conforme aumenta la presión y lo abre al disminuir la misma. • Auto limpiantes. Limpian las obturaciones que se les pueden producir, los que les da una larga vida pero son caros. La limpieza se produce por elementos flexibles o bien pueden ser una limpieza continua en una cámara con distintos orificios y condiciones. • Filtros de anillas. Tienen la misma aplicación que los filtros de malla, es decir, se pararlos pequeños sólidos en suspensión. Constan de un cilindro hueco que contiene en su interior un conjunto concéntrico de anillas que unidas forman canales de filtrado. Su limpieza es sencilla, pues consiste en abrir el cilindro y separarlas anillas para limpiarlas bajo un chorro de agua. En la figura de debajo de muestra una imagen con un arreglo típico de tubería, 1)gotero de inserción, 2)distribuidor de 4 salidas, 3)espagueti y 4)estaca que llegan a la bolsa negra con tierra. Con el numero 1) tenemos el gotero de inserción el cual entra al orificio de nuestra manguera hecho por un ponchador, 2)el distribuidor el cual está provisto de 4 salidas es decir con un distribuidor podemos conectar 4 espaguetis 3) Los espaguetis los cuales podemos utilizar un

distribuidor para cuatro bolsas y para orientar el flujo tenemos las estacas 4) estas permitirán guiar el flujo del agua hacia una dirección especifica. Espaguetis Son los elementos encargados de llevar el agua desde el emisor (gotero) hasta la planta. Estacas Son elementos de sujeción los cuales le permiten orientar el flujo del agua hacia la planta sujetando el espagueti. Inyect or Ventur i Consist e en un tubo unido un paralel o con la red, con un estrangulamiento conectado a su vez con una tubería que va a un dispositivo de abono líquido. De esa manera se produce una solución del abonado, debida al efecto del venturi que produce el estrechamiento del tubo. Si bien tiene la ventaja de que aporta un caudal constante, produce grandes pérdidas de carga y necesita un mínimo de presión en la red. Ventajas de inconveniente del riego localizado frente a otro sistema de riego. Al comparar el riego localizado con los sistemas del riego tradicionales sobrepasan ventajas e inconvenientes teniendo un mayor peso las primeras sobre los segundos. Por lo que paulatinamente se van imponiendo cada vez más los sistemas de riego a presión que incluyen tanto la aperción como el riego localizado a los tradicionales por gravedad. Las ventajas e inconvenientes de los sistemas de riego localizado frente a los sistemas de riego tradicional, son las mismas o similares a las que presenta la aspersión y los sistemas tradicionales Ventajas:

• Al igual que ocurría con el caso de la aspersión, el riego localizado: no necesita nivelación del terreno, es aplicable a todo tipo de suelos sin importar su permeabilidad, y pues no le afecta el factor viento • Ahorro de agua, pues solo se riega el bulbo húmedo y no toda la superficie del suelo. Además son menores las pérdidas de distribución y aplicación ya en la aperción eran menores las perdidas por escorrentía superficial e infiltración profunda, pero en el goteo también disminuyen las perdidas por evaporación que no eran desdeñables en aspersión • Ahorro de mano de obra, no solo las tareas pueden programarse mecánicamente sino además se pueden corporal el abonado al agua, incluso junto a pesticiditas y correctores • Mejor aprovechamiento del abonado y los fertilizantes • Permite utilizar aguas de peor calidad e indecisa salinidad altos • Mantiene el suelo en una humedad adecuada para las plantas de forma constante • Aumenta la productividad de las cosechas al ser mayor la transpiración de las plantas Inconvenientes. • Riesgo de obturaciones, debido a lo estrecho de los conductos de salida de los emisores. • Acumulación de sales en la periferia del bulbo húmedo. La forma de evitar esto es aportar periódicamente riegos de lavado por gravedad • Elevado coste inicial de instalación, al igual que ocurría en el riego por aspersión. • Sistema radicular condicionado por el perfil del bulbo húmedo que se forma circunstancia importante en cultivos leñosos 3.2.2 Procedimiento de cálculo. Para realizar cualquier cálculo hidráulico de un sistema de riego para invernadero se debe conocer cierta información como: Información para un sistema de riego por goteo Consumo de agua por día de la planta

2 litros

La cantidad de plantas a sembrar por línea

240

Dimensiones del invernadero (m)

50 x 20

Cantidad de riegos por día

3

Tiempo promedio de cada riego(minutos)

8

Condiciones del método de cultivo hidropónico

Goteo por cintilla

Líneas de riego

16

Distancia entre planta

20 cm

Planta

Jitomate

Material de la tubería

PVC

Costo por m2

$ 300

Clima

Frio

Suelo. Capa fértil

Delgada

Agua

Escasa

Temperatura

Extremoso

Cuadro 1. Información del sistema de riego por goteo. Elaboración propia A continuación se muestra un ejemplo de cálculo hidráulico: Se requiere regar un invernadero de 50 x 20 m el cual tendrá 16 líneas cada una con 240 plantas, cada planta requiere de 2 l / día se realizarán 3 riegos al día con una duración de 8 minutos cada uno. Antes que todo, se procede a recopilar datos necesarios para el cálculo como los siguientes: De acuerdo al arreglo hidráulico se tendrán 240 plantas / línea, con aproximadamente un consumo por planta de 2 litros, existiendo una distancia entre planta y planta de 20 cm, para este sistema se programaran 3 riegos al día, cada uno con una duración de 8 minutos. Como procedimiento inicial en nuestro cálculo hidráulico se comenzará con el cálculo del consumo necesario para el sistema en gpm (galones por minuto). De aquí que si cada planta consume 2 l. Tenemos que: 240 litros x 2 litros= 480 litros / línea 480 litros x 16 = 7680 litros para todo el sistema Ya obtenido el requerimiento diario de agua para todo el sistema, ahora se calcula el requerimiento hídrico por riego programado de 8 minutos. 7680 litros ................... = 2560 litros/riego 3

Después de haber obtenido el consumo requerido por cada riego se procede a determinar el consumo en litros por minuto para el sistema. 2560 litros ................. = 320 litros / min. 8 Ya que hemos determinado el consumo en litros/minuto ahora se realiza la conversión a gpm. Si 1 gal............... 3.785 litros X .............. 320 litros

Calculando la CDT CDT= H succión + H descarga +Hrp totales + Hrs totales + V2/ 2g + Pman Pman = la presión en la salida es cero debido a que el agua sale del conducto cerrado. Hsuccion = es cero debido a que la succión es horizontal CDT = (1.047 + 18.48 )+ 2.893 +(0.022+0.14436)m CDT= 22.586 m Calculando la potencia de la bomba Q = 5.33 LT/S = 85 GPM Sg para el agua = 1 Eficiencia = 0.8 BHP= (74.08 FT) (85GPM) (1) / 3960 (0.8 ) = 1.98 BHP=2 HP La bomba que se requiere para regar una superficie de1000m2 para un invernadero es de 2HP.

3.3 Diseño del sistema NFT Podemos distinguir dos tipos de sistemas de cultivo sin suelo que integran la recirculación como forma de trabajo.

El primero es el NFT (Nutrient Film Technique) que, dentro de estos sistemas recirculantes, es el más típico por ser el que en primer lugar se empezó a utilizar allá por los años 70. Consiste en mantener las raíces del cultivo inmersas en una corriente de solución nutritiva, continua o intermitente de muy alta frecuencia, sin que exista ningún sustrato de sostén. En cuanto al segundo, se trata del cultivo en un sustrato cualquiera (perlita, lana de roca, arena, etc.) con recogida del drenaje, para su posterior mezcla con agua de aporte exterior e inyección de fertilizantes hasta alcanzar un nivel nutricional concreto. En este último sistema, a diferencia del primero, el riego no es continuo y ni siquiera intermitente a intervalos periódicos, sino puntual, en función de las necesidades del cultivo a lo largo del día, aportando una determinada dosis de agua cada vez para conseguir la rehidratación del sustrato y la renovación de la solución en él contenida. En base a lo anterior expuesto, ambos sistemas, aunque mantienen la misma filosofía, presentan un manejo de la solución nutritiva diferente, como a continuación se pretende reflejar. El NFT se basa en la circulación continua o intermitente de una fina lámina de solución nutritiva a través de las raíces del cultivo, sin que éstas por tanto se encuentren inmersas en sustrato alguno, sino que simplemente quedan sostenidas por un canal de cultivo, en cuyo interior fluye la solución hacia cotas más bajas por gravedad. El agua se encuentra muy fácilmente disponible para el cultivo, lo que representa una de las mayores ventajas del sistema, al ser mínimo el gasto de energía que debe realizar la planta en la absorción, pudiendo aprovechar ésta en otros procesos metabólicos. La renovación continua de la solución nutritiva en el entorno de la raíz permite un suministro adecuado de nutrientes minerales y oxígeno, siempre, claro está, que se realice un correcto manejo del sistema. Componentes del sistema NFT Como puede observarse en la figura 11, que representa un esquema sencillo de una instalación de NFT, en ella pueden distinguirse los siguientes elementos principales: a) Tanque colector b) Bomba de impulsión c) Tuberías de distribución d) Canales de cultivo e) Tubería colectora

Figura 10. Esquema de una instalación de NFT. Elaboración propia El tanque colector Es el elemento encargado de almacenar el drenaje procedente de los canales de cultivo que escurre hasta aquél por gravedad, por lo que resulta conveniente que se encuentre en la parte más baja de la explotación. El material de fabricación puede ser polietileno, PVC o fibra de vidrio, aunque también puede ser de metal tratado interiormente con pintura epóxica. En lo que se refiere a su volumen, éste vendrá determinado fundamentalmente por la superficie de cultivo. En muchas instalaciones la capacidad del tanque sólo representa entre el 10 y el 15 % del volumen total de solución que circula en el sistema, ya que el resto se encuentra contenido en las tuberías y canales. Sin embargo, cuando se realiza riego intermitente, el volumen disponible tiene que ser bastante mayor para acumular toda el agua en el momento de parada. El tanque colector debe incorporar una boya que cierre la tubería de aporte de agua exterior al sistema, con el fin de mantener constante el nivel en el depósito y evitar su desbordamiento. De este modo, al producirse el consumo hídrico por parte del cultivo y bajar dicho nivel, a su vez descenderá la boya, permitiendo así que entre agua exterior a la instalación. En cuanto a la inyección de fertilizantes, ésta se realiza directamente al tanque a partir de unos depósitos de soluciones madre en base a las lecturas tomadas por unas sondas que controlan la conductividad eléctrica y el pH de la solución que se aporta al cultivo. De esta forma, unas electroválvulas permiten la caída por gravedad de los fertilizantes al tanque, hasta que las lecturas se igualan con las consignas introducidas en el equipo electrónico encargado de controlar la apertura y cierre de dichas electroválvulas. También se pueden utilizar bombas inyectoras para incorporar las soluciones madre. La bomba

Se encarga de impulsar la solución nutritiva, del tanque colector, en el extremo superior de los canales de cultivo. Dado que normalmente la diferencia de cotas a superar es pequeña, el requerimiento de potencia resulta mínimo, aunque hay que tener en cuenta que funcionará permanentemente durante un largo periodo de tiempo, por lo que debe integrar componentes sólidos y de calidad. Con el fin de hacer frente a posibles averías de la bomba o fallos en el suministro eléctrico, resulta conveniente instalar en paralelo un equipo de bombeo accionado por un motor diesel, que entre en funcionamiento en caso de ser necesario. Las tuberías de distribución Son las encargadas de conducir la solución nutritiva desde el tanque hasta la parte superior de los canales de cultivo. Serán de PVC y/o polietileno y su diámetro estará en función del caudal que deba circular por ellas, teniendo en cuenta que debe existir un caudal por cada canal de 2-3 litros por minuto para así establecer una oferta adecuada de oxígeno, agua y nutrientes. Los canales de cultivo Constituyen el medio de sostén de las plantas y además la base sobre la que fluye la solución nutritiva. Dado que es necesario que la altura de la lámina de agua en el interior del canal no supere los 4 ó 5 mm con el fin de conseguir una adecuada oxigenación de las raíces, resulta muy conveniente utilizar canales de sección plana y no cóncava. En lo que se refiere a su longitud, ésta no debe superar los 15 m para asegurar unas condiciones adecuadas y homogéneas en todo el canal y evitar la falta de oxígeno disuelto en la parte final del mismo. Por último, la pendiente longitudinal debe estar entre el 1 y el 2 % ya que, si resulta inferior, queda dificultado el retorno de la solución al tanque colector y la altura de la lámina de agua puede ser excesiva. Por otro lado, no es conveniente que sea mayor del 2 %, ya que entonces se dificultaría la absorción de agua y nutrientes, especialmente cuando las plantas son pequeñas, por una excesiva velocidad de circulación de la solución en el canal. La tubería colectora Es la que se encarga de recoger la solución nutritiva al final de los canales de cultivo y llevarla hasta el tanque colector por gravedad. Suele ser de PVC y debe tener una pendiente suficiente para asegurar la evacuación. 3.3.1 Procedimiento de cálculo. Problema: Se requiere regar un invernadero de 50 x 20 m el cual tendrá 50 líneas de tubería de 4 plg de diámetro en las líneas de distribución con un caudal promedio de 2.5 lts/ minuto en cada línea, con un flujo continuo de riego. Consideraciones

• Líneas de cultivo no mayores a 15 metros (para aprovechar al máximo el oxigeno y no deben ser tramos largos de tubería, careciendo de oxigenación en la parte final de la tubería). • Flujo constante o intermitente de solución nutritiva • cada línea de distribución debe contar de 2-3 litros por minuto para así establecer una oferta adecuada de oxígeno, agua y nutrientes. • la pendiente longitudinal debe estar entre el 1 y el 2 % • Distancia de 1 m entre cada eje de flujo en línea de distribución. • Recirculación de la solución nutritiva. • Sistema de filtración • Sistema de Sanidad (Desinfección por calor ) Datos: -Caudal 2.5 lts/min por línea de distribución -Distancia entre planta: 20 cm. -Duración de cada riego: 10 minutos cada hora Calculando el caudal total del sistema. Q total = (2.5 lts/min) (50 lineas) = 125 lts/ min Q total = 125 lts/ min (1m3 / 1000 lts) (1 min / 60 s)= 2. 08333 x 10-3 m3/s Hrp = 4.75 m Pérdidas primarias

• En cada tubería se introducen las plantas, estando en contacto la solución nutritiva con las raíces flotantes. • Establecer una oferta adecuada de oxígeno, agua y nutrientes. • Una adecuada área de crecimiento, en el interior de la tubería. • Recirculación de la solución nutritiva. • Una película de nutriente de 5 mm Pérdidas secundarias Accesorio hidráulico

Cantidad

Tes

7

Codos regulares

6

Filtro-colador

1

Valvular reguladoras

2

La bomba que se requiere para regar una superficie de1000m2 en sistema NFT para un invernadero es de 1 HP. La bomba es de baja potencia ya que necesitamos que el flujo del liquido sea constante y de baja velocidad, para que los nutrientes sean absorbidos por las plantas, además todas las

líneas de distribución cuentan con una pendiente de 2°, esto ayuda al sistema de riego para que no se utilice una bomba de mucha potencia.

CAPITULO 4

UN EJEMPLO DE APLICACIÓN 13 Para ejemplificar el funcionamiento de estos dos sistemas se realizó la instalación de estos, en una parte del Centro de Educación Ambiental[4] en el Municipio de Tamazulapam del Progreso; el cual cuenta con 2 palapas, un sistema de riego automatizado para arbolitos de pino, un estanque para peces, además limita con del ojo de agua grande[5], y a un lado de este vivero automatizado es donde se construyo un invernadero de 4m x 6m con dichos sistemas. 4.1 Construcción e instalación de sistemas de riego en la comunidad de Tamazulapam. Lista de material para el sistema de riego por goteo: Costo del sistema de riego por goteo en bolsas negras Cantidad Descripción

Costo unitario Costo Total

1

Bomba centrifuga de % HP

$600.00

$600.00

2

Tuerca unión de 1"

25.00

50.00

1

Filtro súper de mallas de 1" 120.00

120.00

1

Venturi de 1"

620.00

620.00

2

Adaptador hembra

3.00

6.00

2

Tapón macho

9.00

18.00

1

Válvula de adm/exp de aire 80.00

80.00

4

Tee de 1"

5.00

20.00

1

Aguja para manómetro

180.00

180.00

1

Adaptador macho

1.50

1.50

24

Estacas difusor

1.00

24.00

6

Goteros de inserción autocompensables

3.50

21.00

6

Distribuidor de 4 salidas

1.00

6.00

4

Codo 90°

6.00

18.00

1

Cople roscado

3.00

3.00

3

Válvula de bola compacta

30.00

90.00

1

Broca para PVC

150.00

150.00

2

Botes de pegamento para PVC

35.00

70.00

1

Ponchador para manguera

120.00

120.00

10m

PE tubing 3/5

1.00

10.00

4m

Manguera de 16mm

3.00

12.00

1

Tinaco de 1100 l

1480.00

1480.00

2

Tramos de PVC de 1"

64.00

128.00

30m

Manguera negra de 1"

3.00

90.00

1

Andamio

300.00

300.00

Total

$4217.50 Cuadro 2. Costos del sistema de riego por goteo. Elaboración propia

Lista de material utilizado para el sistema de riego NFT: 1 Taladro 1 Desarmador plano 1 Pinza de electricista Costo del sistema NFT Cantidad Descripción

Costo unitario Costo Total

1

Bomba de policarbonato de $1250.00 1/3 HP

$1250.00

1

Espiga de 1"

20.00

20.00

1

Niple 1X2 de 1"

25.00

25.00

1

Codo roscado de 1"

9.00

9.00

2

Tuerca unión de 1"

25.00

50.00

6

Tramos de PVC de 4" (cada tramo de 6m)

195.00

1170.00

1

Tramos de PVC de 1" (cada tramo de 6m)

64.00

64.00

30

Tapones para tubo de PVC de 16.00 4"

480.00

30

Coples para tubo de PVC de 11.00 4"

330.00

8

Mini válvulas

16.00

128.00

1

Tee de 1"

5.00

5.00

1

Broca para PVC

150.00

150.00

6m

Manguera de 16mm

3.00

18.00

3

Botes de pegamento para PVC

35.00

105.00

1

Tinaco de 1100 l

1480.00

1480.00

1

Paquete de sierra cortacirculos

90.00

90.00

1

Broca

14.00

14.00

1

Arco con cegueta

115.00

115.00

1

Tiralinea

90.00

90.00

1

Lija

8.00

8.00

7m

Manguera negra de 1"

3.00

21.00

3

Burros de solera de 1.5m

200.00

600.00

2

Soportes con anillos

270.00

540.00

Total

$6762.00 Cuadro 3. Costos del sistema NFT

1. Primeramente se instalo la estructura de PTR y el plástico del invernadero.

2. Se nivelo y compacto el piso del interior del invernadero con lama con un pisón, al igual que los alrededores, para de facilitar la instalación de los sistemas.

4. Se cortaron los tubos de PVC de 4" que vienen en tramos de 6m a tramos de 3m, teniendo un total de 6 tubos de 3m cada uno. 3. Se mandaron a construir tres burros de solera de 1.5m con soportes para los tubos de 3m de largo y unos soportes verticales con anillos para otro arreglo de tubos de 1.5m de longitud.

5. Después se procedió a realizar las perforaciones de 2" a los tramos de PVC de 3m, esto se realizó con una sierra corta círculos a una distancia entre centros de 20 cm.

6. Se enterró un tramo de tubería de PVC de 6m de 1" la cual va ser nuestra tubería de distribución.

7.Posteriormente se perforo la tubería de 1" con una broca de 16mm especial para PVC para insertar las mangueras para distribuirlos a los canales de cultivo (tubos de 4").

8. Después se corto manguera de 16mm para hacer la conexión entre la mini válvula, el tubo de 3m de 4" y la tubería de distribución de 1".

9. Se procedió a cementar los coples con las tapas para posteriormente ser cementadas para los dos arreglos el horizontal y vertical a los tramos de 3m y de 1,5m respectivamente.

10. Después se procedió a taladrar los tapones al inicio del tramo de tubería para insertar la conexión con la mini válvula y la tubería de distribución.

11. Ya insertado nuestro arreglo de mini válvula manguera se procede insertar el otro tramo de manguera de 16mm a la tubería de distribución de 1" la cual nos a suministrar el caudal necesario para cada uno de los canales.

12. Después se procedió a barrenar por la parte inferior el canal de cultivo para conectar la manguera al tubo de retorno al tinaco.

13. Se procedió a insertar la manguera de 16mm al orificio al fondo del tubo para establecer el retorno.

14. Ya insertada la manguera ahora se coloco un tubo de retorno con diámetro de 4" y se perforo con la broca de 16mm para insertar la manguera que viene del canal de cultivo para que este tubo sirva de retorno al tinaco.

15. Ya perforado nuestro tubo de retorno se insertaron las mangueras de 16mm.

16. En esta imagen podemos ver ya la interconexión a través de las mangueras de nuestro canal de cultivo con nuestra tubería de retorno.

17. En esta imagen podemos ver que se está haciendo el arreglo para la succión de nuestra bomba sumergible para nuestro sistema NFT.

18. Después se ensamblo este arreglo con un tramo de manguera negra de 1" con un tramo de tubería de PVC de 1" utilizando una tuerca unión. Y finalmente ha quedado nuestro arreglo vertical y horizontal de nuestro sistema NFT cabe destacar que este diseño en tubos de PVC es una versión modificada de la propuesta original del

doctor Cooper el creador de este sistema quien proponía que los canales de cultivo fueran triangulares, pero se tomo la propuesta que introdujo Gloria Samperio al hacer la modificación de canales triangulares a tubos de PVC redondos. Sistema de riego por goteo 1. Primeramente se procede a subir el tinaco de 1100 litros al techo de la cuarto de control. 2. Se procede a realizar el arreglo para la succión de la bomba de % HP con tubería de PVC de 1". 3. Se procede a ensamblar el arreglo de la bomba al de la succión. 4. Después se procede a ensamblar la descarga de la bomba al sistema de carga, esto es desde la succión, pasando por válvulas, inyector venturi, filtro, manómetro y finalmente llegando a la tubería de distribución. 5. Se procede a enterrar la tubería principal de PVC de 1".

6. Ya que se tiene fija la tubería se procede a realizar a dos perforaciones a la tubería principal que está dentro del invernadero, con la broca de especial para PVC de 16mm . 7. Ya que se hicieron las dos perforaciones se procede a insertar en cada orificio un tramo de manguera de 16mm.

8. Ya insertados los tramos de manguera en la tubería principal se procede a realizar 3 orificios en cada tramo de manguera de 16m, a una distancia de 60cm aproximadamente con un pinchador para manguera. 9. Después se insertaron los distribuidores en cada uno de los orificios realizados por el ponchador es decir 3 por tramo, 6 en total. 10. Ya instalados los distribuidores de 4 salidas se procede a cortar los tramos de espagueti de aproximadamente 25 cm para colocarlos en cada una de las salidas del distribuidor. Y finalmente así luce el arreglo de nuestro sistema de carga para nuestro sistema de riego por goteo.

Conexión de los dos sistemas al control electrónico Después de haber realizado la instalación de ambos sistemas dentro del invernadero se procedió a realizar la conexión de la bomba sumergible del sistema NFT y la de la centrifuga de 1/4 HP asi

como también de los elementos auxiliares como son los dos flotadores uno para cada tinaco y las alarmas como elementos de alerta para nuestro control En la figura de abajo se realiza la conexión tanto de la bomba del sistema NFT como la del sistema de riego por goteo al control electrónico .

Como sistemas auxiliares de emergencia se conectaron dos alarmas al control como lo muestran las dos fotos de abajo en la primera se ve la conexión a los cables y en la segunda sus interruptores de encendido y apagado a un costado del control.

En la siguiente foto podemos ver la conexión de los flotadores que son los dos de en medio que aparecen en la imagen conectados su fase y neutro respectivamente.

Y por último tenemos la foto de nuestro control con todos los elementos conectados

Sistema de riego por goteo en bolsas Consumo de agua por día de la planta

3 litros

La cantidad de plantas a sembrar por línea

12

Dimensiones del invernadero

4m x 6m

Cantidad de riegos por día

3

Tiempo promedio de cada riego

10 minutos

Condiciones del método de cultivo hidropónico

Riego por goteo en bolsas negras

Líneas de riego

2

Distancia entre gotero

60 cm

Planta

Jitomate

Material de la tubería

PVC, manguera negra

Cuadro 4. Características del sistema riego por goteo. Elaboración propia

Sistema NFT en tubos de PVC Tipo de riego

Continuo

La cantidad de plantas a sembrar en ambos arreglos

140

Dimensiones del invernadero

4m x 6m

Cantidad de riegos por día

24

Tiempo promedio de cada riego

10 minutos cada hora

Condiciones del método de cultivo hidropónico

Riego en tubos de PVC de 4"

Canales de cultivo

14

Distancia entre tubo

20 cm

Planta

Lechuga

Material de la tubería

PVC, manguera negra y manguera de 16mm

Cuadro 5. Características del sistema NFT. Elaboración propia 4.2 Manual de operación. El invernadero cuenta con dos sistemas hidráulicos uno hidropónico (NFT) y uno a solución pérdida, es decir en tierra (bolsas negras) ambos sistemas van a estar controlados por un controlador electrónico, el cual tendrá como tareas: La programación de riego mediante un programador el cual cuenta con 50 programas en memoria. Este controlador mandara el paro y arranque de la bomba sumergible y de la bomba centrifuga externa, a otras terminales estarán conectados los flotadores de ambos sistemas para apagar las bombas y como sistema auxiliar de alarma se conectaran dos zumbadores para alertar la ausencia de agua en los tinacos. El controlador tiene dos modos de operación el manual y el automático. Modo automático En esta modalidad el sistema puede activar y desactivar las bombas de acuerdo al programa y detener el riego si existe escasez de agua con sus respectivas alarmas. Para operar de esta forma debe subir las siguientes palancas: a) Sistema automático encendido: con ello se prenden dos focos verdes de la izquierda para realizar las operaciones de control señalización.

b) Alarma automática encendida: permite que la alarma sonora se escuche cuando falte agua en el depósito y puede silenciarse bajando el switch en cualquier momento. c) Bombas preparadas: se prende el foco verde de la derecha indicando que las bombas cuentan con voltaje de AC para encenderse cuando en control automático lo dicte. Modo manual Para operar en este modo sólo tiene que subir la palanca de "Bombas preparadas" y el foco verde de la derecha se encenderá. Ahora active manualmente e independientemente las bombas 1 ó 2 subiendo las palancas de encendido manual. Debe tener la precaución de supervisar todo el sistema en cuanto a nivel de agua ya que no se apagará automáticamente si llega a faltar agua. Todo es manual. Tiene la posibilidad de saber cuando el nivel del agua es insuficiente subiendo la palanca de "control automático encendido". Pero no se apagarán las bombas automáticamente ya que las está operando de manera manual. Simplemente la alarma le indicará cuando debe de apagar la bomba manualmente. Se tiene que considerar que el programador cuenta con memoria para 50 programas en este caso se realizó la programación de 48 programas para el sistema NFT es decir, 24 programas para encender la bomba sumergible con una duración de 10 minutos cada riego y 24 programas para apagarla y dentro de los 48 programas se empalmaron los horarios de trabajo para el sistema de riego por goteo que fueron 3 al día a las 10:00, 14:00 y 17:00. 4.3 Comparación entre sistemas de riego por goteo y NFT. Constantemente hay discusiones sobre los pros y los contras de los diversos sistemas de riego. Especialmente en este caso nos enfocaremos al sistema de riego por goteo y al NFT. Los términos muy generales en los que usualmente los artículos y trabajos describen los métodos de riego como de gravedad o superficiales, hacen el análisis de las diversas afirmaciones todavía más difícil. Estos artículos pueden incluir los métodos y aplicaciones de los tipos de riego más antiguos e ineficientes, algunos de ellos datan probablemente de miles de años atrás. Este hecho puede ofrecer una explicación de la extrema variedad de conclusiones que dependen sobre dónde y de quien se obtuvo la experiencia. Cada método de riego moderno tiene ventajas y desventajas y ciertamente ocupa un lugar definido en un sistema de riego. El ingeniero debe evaluar el proyecto y seleccionar el método que más se adapte a las condiciones locales. Los requisitos básicos para la adaptación de cualquier método de riego son las siguientes: 1. Lograr una distribución uniforme del agua. 2. Permitir el uso de grandes gastos concentrados de agua para reducción de pérdidas de conducción y costos por longitud de la red y de la mano de obra. 3. Ser convenientes para su uso con estructuras económicas de conducción.

4. Facilitar la agricultura mecanizada. En este ejemplo de aplicación se pudo notar que ambos sistemas tanto el de riego por goteo como el NFT tienen sus características propias ya que si se trata de un invernadero demostrativo que fue este caso, es más conveniente el NFT ya que es un sistema innovador ya que cumple que es nuevo en lugar y tiempo y aunque representa una inversión inicial mayor se recupera la inversión más pronto que el de riego por goteo ya que en el NFT la producción se intensifica en mayor manera que en el de riego por goteo. Por su parte el de riego por goteo es un sistema muy común en la región lo cual para el fin demostrativo o didáctico no despierta un gran interés en estudiantes y personas de la comunidad como el NFT 4.4 Estudio financiero. La parte del análisis económico pretende determinar cuál es el monto de los recursos económicos necesarios para la realización del proyecto, cuál será el costo total de la operación del proyecto, así como otra serie de indicadores que servirán como base para la parte final y definitiva del proyecto que será la evaluación financiera.

Estado de resultados La finalidad del análisis del estado de resultados o de pérdidas y ganancias es calcular la utilidad neta y los flujos netos de efectivo del proyecto, que son en forma general el beneficio real de la operación de la planta, en nuestro caso el invernadero y que se obtienen restando a los ingresos

todos los costos en que incurra la instalación del invernadero. Cabe aclarar que los ingresos pueden provenir de fuentes externas e internas y no sólo de la venta de productos. Balance general La igualdad fundamental del balance: Activo = Pasivo + Capital Donde el activo significa cualquier pertenencia material o inmaterial; el pasivo significa cualquier tipo de obligación o deuda que se tenga con terceros y el capital significa los activos, representados en dinero o en títulos, que son propiedad de los propietarios de la empresa, en este caso los propietarios del invernadero. Balance general del caso A (Sistema de riego por goteo) Activo

Pasivo

Activo circulante

Pasivo circulante

Inversión Caja Subtotal

$ 15,000 Impuestos 10,000 Proveedores $ 25,000 Subtotal

Activo fijo

6,000 $ 7,000

Pasivo diferido

Terreno y obra civil $ 10,000 Préstamo a 2 años Equipo de

$ 1,000

$ 10,000

5,000

producción

Capital social

Subtotal

$ 15,000

Total de Activos

$ 40,000 Pasivo+ Capital Tabla 1. Balance general caso A

Estado de resultados caso A Concepto

Año 1

Producción

1220 plantas

+ ingreso

12,200

- costo de producción

2,000

$ 23,000

$ 40,000

- costo de administración

1,000

- costo de ventas

1,000

= utilidad antes de impuestos

8,000

- impuestos

1,000

= utilidad después de impuestos

7,000

= Flujo neto de efectivo

7,000

Tabla 2. Estado de resultados caso A

El propósito del estudio financiero será escoger el sistema que resulte más viable y factible económicamente, esto se podrá determinar a través del cálculo del VPN y la TIR , este estudio es la última etapa de la evaluación del proyecto donde se toma la decisión de realizarlo físicamente si se demuestra que es rentable.

Activo

Pasivo

Activo circulante

Pasivo circulante

Inversión

$ 10,000 Impuestos

Caja Subtotal

7,000

$ 17,000 Subtotal

Activo fijo Terreno y obra

Proveedores

$ 1,000 5,000 $ 6,000

Pasivo diferido $ 8,000

civil

Préstamo a 2 años

$ 10,000

Capital social

$ 15,000

6,000

Equipo de producción $ 14,000 Subtotal Total de Activos

$ 31,000 Pasivo+ Capital

$ 31,000

Tabla 3. Balance general caso B Estado de resultados caso B Concepto

Año 1

Producción

100 kg

+ ingreso

1500

- costo de producción

500

- costo de administración

500

- costo de ventas

500

= utilidad antes de impuestos

0

- impuestos

1,000

= utilidad después de impuestos

1,000

= Flujo neto de efectivo

1,000

Tabla 4. Estado de resultados caso B

4.4.1 Elección del sistema

Para la elección de un sistema se deben analizar las ventajas y desventajas de los sistemas que se analizan en este caso es necesario tomar en cuenta, tipo de cultivo, capacidad económica para la inversión, factibilidad, rentabilidad, nivel cultural de la gente, impacto ecológico y social es decir un sinfín de factores particulares a cada situación pero se deben escoger los de mayor peso y trascendencia, todo lo anterior encaja dentro la evaluación de proyectos la cual es una metodología que engloba el análisis de los factores sociales, técnicos, económicos y culturales para la realización de un proyecto En este caso se analizó de manera técnica el sistema NFT es cual resulto más eficiente en cuanto el ahorro de agua debido a que es un sistema cerrado en el cual existe una recirculación del agua, brindando ahorro de agua y energía ya que en nuestro ejemplo pudimos notar que el agua del tinaco puede cambiarse cada 10 o 15 días dependiendo de las condiciones del cultivo, caso contrario en el de riego por goteo en el cual ala semana se tendría que llenar el tinaco nuevamente además en cuanto al tipo de bomba se tiene que en el NFT tiene un arranque y paro frecuente pero su consumo de energía es muy pequeño. En cuanto al aspecto financiero la inversión inicial es mayor en un sistema NFT pero al calcular el VPN resulta mayor a cero este valor nos asegura la rentabilidad del proyecto y añadiendo el resultado de la TIR 37% siendo mayor al del caso B o sistema de riego por goteo que dio 7% asegurándonos el retorno de la inversión, es por eso que el sistema NFT tiene grandes bondades como son el que representa una manera innovadora y fácil de cultivar sin tierra, ahorro de espacio pudiéndose adaptar cualquier tipo de arreglo ya sea vertical u horizontal además de reducción de tiempo de operario. Además que cuando la planta recibe condiciones optimas de temperatura y humedad el producto es de mejor calidad en el fruto más frutos por racimo, as racimos por planta, mas plantas por metro cuadrado y por lo tanto más producción por metro cuadrado y riegos adecuados 4.5 Evaluación tecnológica Los criterios en lo tecnológico no son tan habituales y en general no proceden de lo científico, por tal razón se decidió someter a evaluación el proyecto bajo los siguientes criterios de lo tecnológico los cuales están agrupados en cinco categorías: calidad del planteamiento, aportaciones al conocimiento, beneficios prácticos, eficiencia y eficacia y repercusiones en el medio. La calidad del planteamiento 1. ¿El problema es producto de un buen diagnóstico? Si Ya que se observaron las problemáticas en las salidas de reconocimiento a las zonas de estudio donde se detectaron varios problemas como fueron: mal diseño del sistema hidráulico, ausencia de sistema de calefacción, falta de control en los riegos y variables como pH, temperatura y humedad relativa . Se entrevistaron a dueños de invernaderos familiares rurales menores a un área de 1000m2 con las siguientes preguntas:

¿En base a que realizaban la distribución de tuberías? ¿Cómo elegían la bomba? ¿Cómo realizarían la inyección de la solución nutritiva? 2. ¿La investigación que se requiere es viable? Se comprobó al final de las evaluaciones técnica, económica y tecnológica que la investigación es viable de acuerdo a los valores de la TIR y el VPN que se compararon. 3. ¿Los objetivos son claros? Si 4. ¿Presenta fundamentos sólidos? Si 5. ¿Refleja un conocimiento del estado de la cuestión? Si 6. ¿Incorpora en su planificación: El plano de la investigación? Si Datos para su implementación? Si Las repercusiones? Si 7. Incluye en una visión global: ¿Recursos? Tanto materiales como financieros ¿Infraestructura? Si ¿Repercusiones? Si ¿Involucrados en el desarrollo? Si ¿Costos? Si ¿Estado del conocimiento? Si ¿Tecnología existente y disponible? Si 8. ¿Qué tipo de conocimientos fundamentan el trabajo? Científicos Tecnológicos

Técnicos 9. ¿Qué tipo de recursos emplea la investigación? Reciclados Materiales existentes Requiere de recursos no disponibles Requiere de la generación de nuevos recursos 10. ¿Cuál es la experiencia del investigador o equipo de investigación? Consolidado En formación Con instrucción en el área Inicia en la investigación Sin instrucción 11. ¿A qué tipo de necesidades responde? Particulares Locales Regionales Sector industrial Nacionales Internacionales 12. ¿Se desarrolla con participación? Internacional Nacional Regional Institucional Las aportaciones al conocimiento 1. ¿Genera conocimiento original? Se genera aplicación original en el proceso. 2. ¿Es transferible a otras aplicaciones o campos? Totalmente 3. ¿Qué tipo de conocimiento genera? Científico Tecnológico Técnico 4. ¿En qué ámbito?: Procesos Maquinaria Herramientas

Artefactos Condiciones de trabajo Organización del trabajo Son posibles otras opciones que habrá que especificar Los beneficios prácticos 1. ¿Los beneficios son? Cuantitativos Cualitativos 2. ¿Qué perspectivas económicas ofrece?: Provechosas Rentables No rentables Imprecisas No las ofrece 3. ¿Cuál es el impacto social? Individual Pequeño grupo Colectividad Gremio Sector empresarial Sociedad Género humano 4. ¿Qué dimensiones empresariales?: Micro Pequeña Mediana Grande Nacional Trasnacional 5. ¿Cuál es la modalidad que mejora?: Invención Diseño Innovación 6. ¿Cuál es la trascendencia? Empresa particular LocalRegional

Sector industrial Nacional Internacional 7. ¿Cuál es el tipo de recursos que se emplean en su implementación?: Reciclados Materiales existentes Requiere de recursos no disponibles Requiere de la generación de nuevos recursos 8. ¿Cuáles son los ámbitos que afecta?: Económico Industrial Laboral Social Ecológico Conocimiento Cultural Otro 9. ¿Cuál es la posibilidad de demanda? Consumidores cautivos Nuevos consumidores Nivel empresarial Local Regional Sector industrial Nacional Internacional 10. ¿Permite la preservación de: El medio Recursos naturales Fuentes de empleo Infraestructura La eficacia y la eficiencia 1. ¿A qué tipo de necesidad responde? Urgente Básica Próxima Creada De confort 2. Responde de manera: Oportuna Con retraso Extemporánea 3. Ofrece una respuesta: Real

Parcial Inviable 4. ¿Cuál es la vigencia de la solución? Definitiva Temporal Efímera 5. ¿Compatibilidad con el medio en que se desarrolla?: Pertinente a la tecnología disponible Acorde con la normatividad vigente Corresponde a la cultura Apropiado al medio social Corresponde al nivel económico 6. Las posibilidades de implementación son: Reales La solución requiere ajustes El medio requiere adecuaciones Presenta serias complicaciones Improbables Las repercusiones en el medio 1. Las posibilidades de contaminación son: Altamente significativas Negativas No contaminante Ofrece beneficios al medio Ofrece altos beneficios al medio 2. Las dimensiones de la contaminación son: Empresa particular Local Regional Sector industrial Nacional Internacional 3. El ámbito de contaminación es: El agua La atmósfera La estratósfera 4. La repercusión a nivel persona es: Individual Pequeño grupo Colectividad Gremio Sector empresarial Sociedad Género humano 5. ¿Qué tipo de energía requiere?: Renovable No renovable RESULTADOS

A lo largo del desarrollo del proyecto se obtuvieron varios resultados como fueron: La construcción del invernadero de 4m x 6m en el Centro de Educación Ambiental, planteado en la ceremonia del primer día demostrativo con la finalidad de mostrar más ampliamente el sistema NFT que había sido mostrado en el mini invernadero sobre el remolque. El diseño e instalación del sistema de hidráulico de riego por goteo El diseño e instalación del sistema de hidráulico del sistema NFT Se llevo a cabo la instalación del controlador electrónico para manejar ambos sistemas desde un pequeño cuarto de control. Sistema total para la operación automática del sistema hidropónico automatizado Evaluación tecnológica de Fernando García Córdoba Evaluación financiera para mostrar la rentabilidad del sistema Se cumplió con el trabajo de campo en la comunidad asistiendo a diferentes escuelas como primarias, secundarias y bachilleratos con la finalidad de familiarizarlos con estos nuevos procesos y tecnologías para el lugar. También se realizo el segundo día demostrativo con la finalidad de mostrar las tareas realizadas en el Centro de Educación Ambiental.

DISCUSIÓN Cabe destacar que dentro el diseño e instalación de ambos sistemas se tuvieron que hacer varias adaptaciones debido a que se presentan muchos imprevistos, se tuvieron que discutir varios puntos como fueron los arreglos vertical y horizontal para el sistema NFT así como la elección de la bomba par este sistema ya que se tuvo que tomar en cuenta que en el tinaco va estar el agua mezclada con nutrientes los cuales van a cambiar el pH de la solución es por eso que se eligió una bomba de policarbonato ya que era la más adecuada para nuestro sistema debido el material de sus componentes y la tolerancia que tenia a ciertos valores de pH de la solución. De acuerdo a los resultados obtenidos podemos notar que la implementación de sistema NFT resulta eficiente cuando se trata de aumentar la producción, ahorro de agua, energía, tiempo de operario de invernadero, ya que es un sistema cerrado y además automatizado, en cambio el de riego por goteo se tiene un sistema abierto en el cual la pérdida de agua es en mayor cantidad, debido a que parte del agua se evapora y otra se va directo al suelo contaminándolo ya que no es agua solamente sino que está mezclada con nutrientes, pero cabe recalcar que a pesar de las ventajas y desventajas de uno u otro existen aspectos como la automatización que puede aplicarse para ambos sistemas con el fin de ahorrar mano de obra y regar en las horas programadas y la cantidad programada . La adecuación de nuevas tecnologías como en este caso los sistemas hidráulicos tuvo sus repercusiones y uno de ellos fue el económico en el cual el costo en la inversión inicial, el cual

pudo haber sido alto en comparación con los tradicionales pero al final nos daremos cuenta que la producción se eficientará teniendo como resultado la recuperación de la inversión. Para introducir una nueva manera de producir en este caso hortalizas, es común encontrar una gran dificultad al principio ya que las personas están muy arraigadas a sus métodos de producción y es normal encontrarse con diferentes actitudes como negatividad, falta de interés y muchos más factores que imposibilitan la capacitación de la gente. CONCLUSIONES Se concluye que la hipótesis es verdadera ya que con el diseño e instalación de un sistema de riego NFT automatizado justo a la medida de las necesidades de un invernadero hidropónico rural, se reduce el consumo de agua por planta ; también se reduce el consumo de energía eléctrica ya que aunque sea continuo el paro y arranque de la bomba, el consumo de esta es muy pequeño, la contaminación del suelo, tiempo del operario y el ahorro de agua ya que actualmente este recurso es de vital importancia y que no en un futuro lejano será el principal para la subsistencia de nuestro planeta. Otro punto que cabe recalcar es que una de las tareas más complicadas dentro del proyecto fue trabajar en equipo ya que cada uno tiene una formación diferente la cual influye directamente en la manera de realizar las cosas pero conjuntándose se logran buenos resultados como fue el caso de este proyecto. La reducción de costos se logra con la aplicación de la tecnología apropiada y la incorporación de conocimiento útil para la solución de un problema real. La implementación de nuevas tecnologías así como la capacitación en la comunidad dan como resultados dos puntos importantes que son intangibles pero de gran impacto que son el capital intelectual y conocimiento ya que estos aspectos permitirán la formación de recursos humanos. ANEXOS

BIBLIOGRAFÍA Baca Urbina, Gabriel. (2006). Evaluación de proyectos. Mc Grawhill. México Barrero Ripoll, Antonio. (2005).Fundamentos y aplicaciones de la mecánica de fluidos. McGraw Hill. Cadahía, Carlos. (2005). Fertirrigación, cultivos hortícolas frutales. 3a edición. Ediciones MundiPrensa. Madrid, España. Duratec - Vinilit, Criterios de diseño para tuberías de PVC. Fuentes -Yagüe, José Luis. (1996). Técnicas de riego. 2a edición. Editorial Aedos. García Casillas Ignacio, Briones Sánchez Gregorio. (1997). Sistemas de riego por aspersión y goteo. Editorial Trillas. García Córdoba, Fernando. (2005). La tesis y el trabajo de tesis: recomendaciones metodológicas para la elaboración de los trabajos de tesis. Editorial Limusa.

García Córdoba, Fernando. (2005). La investigación tecnológica: Investigar, idear e innovar en ingenierías y ciencias sociales. Editorial Limusa. México H. Hogg, W. (1974). Sistemas de riego. 2a edición. Editorial Acribia. Zaragoza, España. Hamrock, Bernard J., Schmid, Steven R., Jacobson, Bo O.,( 2005). Fundamentals of Machine Elements, 2nd Edition, McGraw-Hill Companies, U. S. A., Jensen Cecil, Helsel D. Jay, Short R. Dennis. (2004). Dibujo y diseño en ingeniería. 6a edición. Mc Graw Hill . México. M. Resh, Howard. (1993). Hydroponic food production, a definitive guide book of soilless food growing methods. 4th edition. Woodbridge Press Publishing company. Vancouver, Canada. Martínez Cortijo, Francisco Javier. (1999). Introducción al riego. 1a edición. Editorial UPV (Universidad Politécnica de Valencia). España. Moya Talens, Jesús Antonio. (1998). Riego localizado y fertirrigación. 2a edición. Ediciones MundiPrensa, Madrid, España. Naudascher, Eduard. (2007). Hidráulica de canales. Limusa. Oeiudrus(15 de enero de 2009) Estadísticas de invernaderos. Recuperado 20 de enero de 2009 de http://www.oeidrus-portal.gob.mx/oeidrus_oax/ Ramírez, Alejandro. (2001). Riego por goteo simplificado. SEP-IPN Shigley, Joseph E. & Mischke, Charles R. (2002). Diseño en ingeniería mecánica. Mc Graw Hill. Saldarriaga, Juan. (2007). Hidráulica de tuberías. Alfaomega Samperio Ruiz, Gloria. (2005). Un paso más en la hidroponia. Diana. México Sánchez Del Castillo Felipe, Escalante Rebolledo Edgardo R. (1988). Hidroponia. Universidad Autónoma de Chapingo. 3a edición. México. Saphores, Juan. Diseño de tuberías. Apunte realizado para la asignatura de Obras Sanitarias de la Escuela de Ingeniería en Construcción. Universidad Autónoma de Chapingo. (2004). X curso internacional de sistemas de riego. Departamento de irrigación. Volumen III. Chapingo, México. Urrestarazu Gavilán, Miguel. (2000). Manual de cultivo sin suelo. 2a edición. Universidad de Almería. Mundi-Prensa. Williams King, Horace. (1992). Manual de hidráulica. 1a edición. UTEHA-Noriega editores. México Zimmerman, Josef. (1970). El riego. Compañía Editorial Continental. México.

[1]

NFT(nutrient film technique)Flujo laminar de nutrientes

[2]

Fernando García Córdoba. La investigación tecnológica: investigar, idear e innovar en ingenierías y ciencias sociales. UNAM, México, 2007. [3]

Gericke fue el primero en desarrollar exitosamente un sistema práctico comercial de cultivo hidropónico (cultivo en agua). [4]

Es un centro creado con la finalidad de fomentar la educación ambiental en la comunidad donde

se proyectan videos, imparten conferencias, etc., en un cuarto de proyección enfocado a este fin. [5]

Es un lugar en el cual hay nacimientos de agua, los cuales son utilizados para regar terrenos de los alrededores.



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Inico Soporte técnico Notas técnicas Riego automatizado Riego tecnificado Riego tecnificado FICHA TÉCNICA RIEGO TECNIFICADO 1. Conceptos del Riego Para comenzar con un plan de riego primero se tienen que plantear ciertos puntos como: ¿Cuál va a ser el beneficio?, ¿Cuál va a ser la frecuencia del riego?, ¿Qué cantidad de agua es la que se necesita?, etc. Si se plantean correctamente este tipo de preguntas se asegurará el incremento de la producción de las tierras de cultivo. Un riego efectivo es aquel que humedece el suelo hasta la profundidad donde estén la mayor parte de las raíces de las plantas. Para un buen riego se necesita ser: - Oportuno: Reconocer cuando las plantas necesitarán agua para regar. - Uniforme: Que no falte ni sobre agua en ninguna parte de la parcela. - Eficiente: Aplicar la cantidad adecuada de agua.

2. Riego por Aspersión

El agua en este caso va a ser aplicada en forma de lluvia, la ventaja es que no causa problemas de erosión, teniendo la facilidad de poder regar en suelos desnivelados. El agua se traslada por medio de tubos de aluminio y se impulsa con presión, para eso se va a necesitar un equipo de bombeo o carga hidráulica natural que va a llegar hasta el campo que va a ser regado. La desventaja es que es muy costoso, sin embargo usa menos cantidad de agua en comparación con otros métodos.

3. Riego localizado Riego por goteo Entrega el agua gota a gota, humedeciendo sólo una parte del suelo especialmente donde se concentran las raíces. Es un sistema de alta frecuencia ya que se aplica casi a diario y en algunos casos más de una vez al día. Ventajas - Se pueden aplicar los fertilizantes de forma localizada haciendo un proceso más eficiente. - Disminución significativa del volumen de agua que se va a usar. Partes del Sistema a) Fuentes de Agua (superficial o subterránea) b) Cabezal de Riego.-

- Equipo de Bombeo, es centrífuga y la dimensión dependerá del caudal y de la presión requerida para el funcionamiento del sistema. - Equipo de Filtrado, sirve para retener impurezas, partículas y sólidos del agua. c) Equipos para Fertirrigación.- Este proceso tiene que darse al menos 15 minutos antes de que el agua deje de salir por el último gotero para que pueda lavar los productos químicos. d) La red de Distribución.- El agua que ha pasado por las partes anteriores tiene que llegar finalmente a la plantas para eso se necesita una red de distribución que incluirá: tubería de conducción, líneas emisoras o porta goteros y emisores.

Riego por Microjet En este método se van a usar las tuberías hechas del mismo material que las del riego por goteo para que circule el agua, la diferencia es que si bien la forma de riego va a ser de lluvia se hará por medio de pequeños aspersores, facilitando la tarea sobre todo si se poseen frutales. Riego por Exudación Se aplica por medio de un tubo poroso haciendo que el agua se aplique en forma continua, la ventaja de este sistema es el hecho que el agua cubrirá todo el territorio que se trabaje. Consiste

en que el agua exuda a través de los poros del tubo produciendo una banda de humedad continua, ancha y uniforme. Las líneas de riego se podrán poner tanto sobre la superficie de los suelos como enterrados, a mayor profundidad será mejor. 4. Costo de las Tecnologías de Riego por goteo En este caso comparado con otros sistemas se va a tener un ahorro de 50% del volumen total aplicado respecto al método de riego por gravedad. El costo estimado por hectárea es de S/. 1, 057 por año incluyendo acondicionamiento de terreno y equipo de riego. Riego por aspersión Con esta técnica se tiene ahorros de agua de hasta un 25% del volumen total aplicado respecto al método de riego por gravedad. El costo estimado por hectárea es de S/. 362 por año incluyendo acondicionamiento de terreno y equipo de riego. Recursos electrónicos relacionados: Riego y Organización Autor: Oré, María Teresa Soluciones Prácticas-ITDG http://www.itdg.org.pe/publicaciones/pdf/riegoyorganiza cion001.pdf Manejo del Agua y adecuación de la tecnología en la región andina Autor: Hamman, Soledad Soluciones Prácticas-ITDG http://www.itdg.org.pe/publicaciones/pdf/manejodeagua yadecuaciondetecnologiaenlaregionandino.pdf Bibliografía: • Oré, María Teresa. Agua: Bien común y usos privados. Lima, Perú. • Churata, Tonicer; Pinedo, Donaldo/CARE Perú. Sostenibilidad Social de los Sistemas de Riego por Aspersión “Caso Comunidad Campesina de Sispacancha Alta. Puno, Perú. Mayores informes: Servicio de consultas técnicas

Persona de contacto: Giannina Solari Email: [email protected] Web: www.solucionespracticas.org.pe Soluciones Prácticas-ITDG /Av. Jorge Chávez 275 Miraflores, Lima, Perú Teléfono: (511) 447-5127/446-7324/444-7055 Fax: (511) 446-6621 Web: www.solucionespracticas.org.pe E-mail: [email protected] Menú principal 

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Inico Soporte técnico Notas técnicas Riego automatizado Programa de riego tecnificado

Programa de riego tecnificado

MICRO IRRIGACION EN CITRICOS

MICROIRRIGACION EN CITRICOS Ing. Sergio Ruiz Dondiego1 INTRODUCCION: Los cambios experimentados en la agricultura y en el clima, han obligado a los agricultores a adoptar nuevas tecnologías que permitan enfrentar un mercado cada vez más agresivo que está exigiendo bajos precios con mejor calidad en los productos y que reduzcan los riesgos ocasionados a los cultivos por la falta de agua o cualquier cambio climático. En estos momentos, los productores de cítricos han comprendido que sólo tecnificando sus huertas podrán ser competitivos y permanecer en el mercado; ya no pueden dejar a la naturaleza y al azar sus cultivos, por lo que deberán invertir en nuevas tecnologías, como son riegos presurizados, máquinas podadoras, fertiirrigación, manejo de plagas, empaques, etc. que permitan reducir costos de producción y hacer un uso más eficiente de los recursos naturales disponibles. Una tecnología que ha demostrado sus grandes bondades en la reducción de costos y aumento de producción en cantidad y calidad es la implementación de sistemas de riego por microirrigación, sea goteo o bien microaspersión. El cítrico, es un árbol perenne que requiere como mínimo 50 pulgadas de agua distribuidas de acuerdo a las necesidades de la planta durante todo el año por lo que, sí la precipitación a través del año es irregular e insuficiente para cubrir el requerimiento de agua diario del cultivo (uso consuntivo), el riego suplementario es necesario para tener una producción cítrica económicamente sustentada. La cantidad de agua aplicada en cada riego depende de la edad del árbol, tipo de suelo, administración de la maleza, clima y sistema de riego. Los árboles adultos requieren más agua que los arboles jóvenes, pero los árboles jóvenes necesitan riegos más frecuentes debido a su limitado sistema radicular. Los suelos arenosos tienen más baja capacidad de retener el agua que los suelos arcillosos, por tanto, requieren de riegos más frecuentes, preferentemente con menos agua por riego. Las huertas cultivadas para maleza controlada requieren más agua que aquellas que tienen control químico de maleza, debido al uso de agua por la maleza. El agua aplicada por precipitación o irrigación, es usada primero para saturar el suelo, asumiendo que no existe problema en la velocidad de infiltración con respecto a la escorrentia, por tanto, el agua en exceso se infiltra a través del perfil del suelo, arrastrando las sales que se han acumulado en el suelo llevándolas fuera del área de influencia de la zona radicular del árbol. La humedad disponible en un terreno es perdida por dos formas: una por el uso de las plantas en su crecimiento y transpiración y otra por la pérdida por evaporación de la superficie del suelo. El clima influencia directa e indirectamente tanto la evaporación como la transpiración a través de la temperatura, viento y

humedad relativa. A este proceso de pérdida de agua se le llama evapotranspiración, mismo que define los requerimientos de agua de la huerta de cítricos en cualquier tiempo dado del año. La concentración de sales totales en el agua de riego deberá ser menor de 1200 ppm, ya que la producción se reducirá alrededor del 10% cuando se utilicen aguas por un tiempo prolongado con concentraciones de 1500 ppm y tal vez un 25% de reducción para niveles de salinidad del 2000 ppm. SISTEMAS DE IRRIGACION EN CITRICOS: El objetivo de los sistemas de irrigación es mantener la humedad de suelo lo más cercano posible a lo óptimo, para evitar cualquier estrés debido a la falta de agua en las plantas. Fundamentalmente, los árboles de cítricos no exhiben síntomas visibles de estrés de agua hasta que la mayoría del suelo húmedo ha sido agotada. De cualquier modo, la fruta puede ser adversamente afectada por el agotamiento de la humedad del suelo a niveles de 40 o 50%, particularmente en el pre-florecimiento a lo largo de junio, por lo que se recomienda reponer el agua disponible del suelo cuando se ha consumido cuando mucho la tercera parte, sobre todo desde el mes de Enero hasta Junio y dos terceras partes durante el resto del año. Los tensiometros y los bloques de yeso son instrumentos relativamente baratos que los agricultores pueden usar para medir directamente la humedad del suelo disponible y por tanto, a partir de estas mediciones hacer la programación de riegos. Ambos requieren atención y lectura a intervalos periódicos para ser efectiva. Sin embargo, si no se cuenta con instrumentos para medir la humedad, podrán combinarse algunas reglas con la experiencia del agricultor para determinar la necesidad de regar. 1.Riego por gravedad:

Es el primer sistema de riego usado en la producción de cítricos y su eficiencia depende de que sea instalado antes del establecimiento de la huerta, ya que un diseño apropiado incluye la nivelación de tierras y un sistema de distribución adecuado. La permeabilidad del suelo afecta la longitud y ancho a la que se desplaza el agua, así como la distribución uniforme en toda la huerta. La operación de este sistema requiere mayor atención para asegurar una buena distribución del agua en todas las líneas de árboles, por lo que la operación y los costos de mantenimiento son muy elevados, aunado a la baja eficiencia en el uso de agua con respecto a otros sistemas de riego. En este sistema de riego se recomienda comenzar a regar a finales de enero o principios de febrero con intervalos de riego de 15 a 35 días hasta al final del riego a mitad o finales de Noviembre, realizando ajustes en dicho intervalo por lluvia y época del año. 2.Sistema de riego a presión:

El sistema de riego a presión utiliza bombas para proporcionar energía al agua o bien utilizan un desnivel topográfico (energía potencial) a favor para inyectar el agua a través de una serie de tuberías principales, subprincipales y laterales hacia árboles individuales donde el agua es distribuida a través de uno o más emisores en cada árbol. El sistema de tuberías generalmente es subterráneo, aunque también pueden ser sobre la tierra. Tales sistemas requieren líneas de distribución llenas permanentemente, una fuente de poder para la bomba, una buena filtración, una buen equipo de fertigación, un medidor de agua, distribuidores, válvulas de seccionamiento manual o automáticas, emisores que distribuyan el agua a cada árbol y accesorios diversos (Fig. No.1). Mediante este tipo de sistema de riego se inicia más temprano la producción, se logran plantaciones más uniformes, se logran ahorros de agua de 15,000 m/ha en riego por gravedad a 7,800 m3/ha en riego presurizado en una temporada, ahorros en energía, mejor aprovechamiento de fertilizantes, mejor control de heladas, mejor control de malezas y enfermedades. Algunos factores que se deben considerar en la decisión de elegir el tipo de sistema de microirrigación son los mostrados en la tabla No.1. Tabla No.1 Factores que afectan la selección de los sistemas de riego (Fedro S. Zazueta, 1999)

Sistema

Topografía

Infiltración

Tolerancia

Viento

Gravedad

Los terrenos tienen

No es

Adaptable a la

Vientos fuertes

que estar nivelados recomendable para

mayoría de los

pueden afectar la

cultivos. Puede

eficiencia en suelos

de infiltración altas

causar daños a

sin vegetación

o muy bajas

tuberosas y con

o con pendientes

suelos con tasas

pequeñas (del orden del 1%)

baja tolerancia al anegamiento

Aspersión

Terrenos nivelados

Adaptables a

Adaptable a la

Vientos fuertes

o con pendientes

cualquier tasa de

mayoría de los

pueden afectar

infiltración

cultivos. Puede

seriamente la

favorecer el

eficiencia del

desarrollo de

sistema

hongos y enfermedades del follaje y la fruta

Goteo

Adaptable a

Adaptable a suelos

cualquier

con texturas

Adaptable a

El viento no tiene

topografía

medias y finas que

cualquier cultivo

efecto alguno

Ningún problema

El viento puede

presenten buena condición capilar

Microaspersión

Adaptable a

Adaptable a

cualquier

cualquier tipo de

afectar seriamente

topografía

suelo.

la eficiencia

especialmente útil con suelos de conducción capilar pobre

Subirrigación por El área del cultivo difusión capilar

Adaptable solo a

debe ser nivelada suelos con textura para limitar pendientes

Ningún problema

El viento no tiene efecto alguno

media a finas que presentan buena conducción capilar

Figura No.1 (Fuente Irridelco, 1998)

Los sistemas de riego a presión más usados en los cítricos son el riego por goteo y el riego por microaspersión. Estos sistemas deben ser capaces de proporcionar la cantidad de agua requerida

bajo condiciones de demanda máxima. Algunos investigadores sugieren que valores de la fracción húmeda de la zona radicular normal van del 20% al 66%. Riego por goteo: En estos sistemas se utilizan uno o más emisores en cada árbol, con gastos por emisor de 2.0 a 16.0 lph. El número y la distancia entre los emisores en cada árbol determina el área total humedecida y el tiempo de riego. El riego por goteo requiere una buena filtración (mayor a 120 mesh) y un alto mantenimiento para reducir los problemas de obstrucción, por lo que la limpieza periódica de los filtros y las líneas a través de agua a presión y tratamiento químico del sistema es recomendable para evitar la obstrucción gradual y la reducción del flujo en los emisores. Estos sistemas son mejor instalados antes de establecer la planta, aunque pueden ser instalados en huertas adultas con un mínimo de interrupción. Cuando se establecen en huertas adultas puede haber disminución de producción durante el primer año, ya que el sistema radicular debe adaptarse a las nuevas condiciones de riego, por lo que es recomendable establecer los sistemas en estas plantaciones inmediatamente después de la cosecha y así evitar lo más que se pueda el efecto colateral del cambio del sistema de riego. Se ha estimado que el árbol adapta su sistema radicular a un nuevo sistema de riego en un máximo de 6 meses, por lo que resulta importante tomar este parámetro para establecer un nuevo sistema de riego en una huerta adulta. Experiencias en campo han mostrado que la ubicación del gotero dependerá de la separación entre arboles y el tipo de suelo a irrigar; por ejemplo para separaciones menores a 5 metros entre árboles y suelos de textura media a pesada se recomienda utilizar goteros en línea con gastos de 4 lph insertados a cada 1.0 metros a lo largo de la lateral o línea regante, sin embargo, si la textura del suelo es arenosa la separación del gotero se recomienda a 0.5 metros con un gasto por gotero de 2 lph, aunque existen especialistas en riego que recomiendan poner uno o dos goteros cerca del árbol con gastos que van de 8 a 16 lph. Además existe otro método de riego por gotero llamado goteo en círculo o “cola de cochino”, que consiste en colocar en cada árbol una serie de goteros en círculo, cuyo número y gasto de cada gotero dependerá de la separación entre árboles y el tipo de suelo a regar; sin embargo, se ha observado en campo que si se garantiza una lámina horaria mayor o igual a 0.6 mm/hr se tendrá un sistema sin problemas de operación o riego. Por ejemplo, si se tiene una separación entre árboles de 5x6 metros en marco real y suelo de textura media a pesada, entonces se utilizará un gotero de 4 lph separado a 1.0 m, si se aplica la fórmula siguiente: Lr = (G x #) .................................................................. Fórmula No. 1 AxB

Donde: Lr = Lámina de riego, mm/hr G = Gasto del emisor, lph # = Número de goteros por árbol, adimensional A = Separación entre árboles, m B = Separación entre líneas o hileras, m Considerando que se deberá garantizar una lámina horaria de 0.6 mm/hr, entonces: Lr = 0.6 mm/hr A=5m B=6m G = 4 lph Sustituyendo los valores anteriores en la fórmula No. 1: 0.60 = (4 x #) 5x6 Despejando: # = 4.5 goteros por árbol Haciendo una aproximación al número inmediato superior, se tendrán 5 goteros por árbol, por lo que la lámina de riego resultante será de 0.67 mm/hr, resultando que la cola de cochino será de 5 metros de manguera de polietileno con goteros de 4 lph insertados a cada metro, sin embargo, si el suelo es arenoso se recomienda poner los mismos 5 metros de manguera de polietileno con goteros de 2 lph insertados a cada 0.5 m, con lo que se garantiza un círculo de goteros alrededor del árbol con las características siguientes: P = ¶ x d ................................................................. Fórmula No.2 Donde: P = Perímetro, m

¶ = 3.1416 d = Diámetro, m Sustituyendo los valores fórmula No.2: 5 = 3.1416 x d Despejando: d = 1.5465 m Resultando la formación de un círculo de goteros con un radio a partir del tronco del árbol de 0.7932 m, lo cual da una distribución de los goteros en la etapa adulta del árbol que garantiza la formación de un bulbo húmedo en el sistema radicular de la planta. Este sistema de goteo en círculo ofrece la ventaja con respecto a la microaspersión que cuando el árbol está joven no es necesario poner todos los goteros, por lo que se puede comenzar con dos goteros en la etapa joven e incrementar el número conforme el árbol se va desarrollando hasta completar el número total de goteros en la etapa adulta del árbol, reduciendo con esto la inversión inicial de los usuarios. La desventaja de este sistema de riego es que su correcto funcionamiento depende de la capilaridad del suelo, por lo que es importante tener muy presente el tipo de textura en la que se establecerá el proyecto (Tabla No.2). Tabla No.2 Diámetro de mojado máximo esperado de un gotero (Fedro S. Zazueta, 1999)

Textura

Suelo homogéneo Suelo no

Suelo no

Baja densidad

homogéneo

homogéneo Alta densidad

(cm)

(cm) (cm)

Gruesa

45

75

110

Media

90

120

150

Fina

107

150

180

En estos sistemas de riego se recomienda un intervalo máximo entre riegos de 3 a 5 días, tratando de hacerlos lo más frecuente que sea posible, ya que estos sistemas dan los mejores resultados cuando el intervalo de riego es muy corto. Riego por microaspersión: Estos sistemas utilizan generalmente un emisor por árbol, usualmente colocado en un tubin rígido vertical o en una estaca que permite sujetar al emisor en el lugar. Existen emisores disponibles con un gasto de 20 a 300 lph y con diferentes patrones de humedad. La mayoría de los microaspersores humedecerán un diámetro mayor de 2.5 m tomando como centro el tallo del árbol, resultando un área de humedecimiento por lo general mayor al área del cajete. Estos sistemas requieren de una regular filtración (menor a 120 mesh) y de un regular mantenimiento, mismos que dependen del gasto del emisor. El mantenimiento consistirá de una limpieza a presión periódica y un tratamiento químico que reducirá considerablemente los problemas de obstrucción en el emisor. Otro uso adicional del microaspersor es la reducir los efectos de las bajas y altas temperaturas en los cítricos, reduciendo los efectos nocivos de las heladas y de los calores. La distribución uniforme del agua y la eliminación del estrés de la planta a través de la frecuente aplicación de agua permite tener una alta ejecución de la planta en su desarrollo y producción. Los sistemas de microaspersión pueden ser instalados en huertas jóvenes y maduras sin mayores problemas, ya que su optimo funcionamiento no depende de la capilaridad del suelo, debido a que el diámetro de humedecimiento va de 2.5 m a 9.0 m dependiendo del gasto del emisor, la presión de operación y el tipo del dispersor que se elija, por lo que el bulbo húmedo que se forma cubre con facilidad la zona radicular de la planta. La mayoría de los microaspersores que existen en el mercado recomiendan para el gasto especificado en sus tablas una presión de operación de 2.0 kg/cm2 en la boquilla. En la práctica se ha observado, que para garantizar un buen riego se debe elegir un microaspersor que no tenga un gasto tan pequeño que el distribuir el agua en el suelo, el viento y las altas temperaturas la evaporen tanto que no alcance a mojar el suelo, ni un gasto tan grande que resulte muy costoso el sistema de riego y puedan causar escurrimientos. Con respecto a lo anterior, se ha observado que un microaspersor que proporcione una lámina de riego igual o mayor de 1.0 mm/hr garantiza que se tenga buen mojado, buen precio y sin problemas de escorrentia; por lo que partiendo del ejemplo expuesto en el apartado del riego por goteo que antecede y considerando que un microaspersor es suficiente para proporciona el agua

necesaria para el árbol, entonces se aplicará la fórmula No.1 para determinar el gasto de microaspersor. Lr = Lámina de riego, mm/hr G = Gasto de microaspersor, lph # = Número de microaspersores, adimensional A = Distancia entre árboles, m B = Distancia entre hileras de árboles, m Por lo que los valores de las variables serán los siguientes: Lr = 1.0 mm/hr G = ¿? # = 1.0 A = 5.0 m B = 6.0 m Sustituyendo los valores anteriores y despejando el valor de G en la fórmula No.1: G = 1.0 x 5.0 x 6.0 = 30 lph 1.0 Esto significa que el gasto mínimo del microaspersor deberá ser 30 lph para garantizar una buena distribución del agua y un diseño seguro. Para el riego por microaspersión se recomienda intervalos máximos de riego de 5 a 7 días, tratando de hacerlos lo más frecuentemente posible, para que la planta no sufra ningún estrés y tenga el mejor desarrollo. EFICIENCIA DE LOS SISTEMAS DE RIEGO: Las eficiencias de los sistemas de riego por goteo son del orden del 90-95%, siendo de las más altas de los sistemas que se conocen en la actualidad, comparadas con los sistemas de microaspersión (85-90%), riego por aspersión (65-75%) y riego por gravedad (50-60%). Gracias a

la alta eficiencia, es que podemos aprovechar una mayor superficie con la misma cantidad de agua. Por ejemplo, para aplicar un uso consuntivo diario de 5 mm/día, corresponde una dotación de agua de 0.6 lps/ha en riego por goteo, 0.64 lph/ha en riego por microaspersión, 0.8 lps/ha en aspersión y 1.0 lps/ha en gravedad. FILTRACIONES: La elección del tipo filtración para riegos por microirrigación, estará en función de la calidad del agua, misma que dependerá del tipo o fuente de abastecimiento, cantidad y distribución de tamaño de partículas. Como guía general pueden usarse la tabla No.3, para determinar el filtro recomendado. Tabla No.3 Guía aproximada para la selección del tipo de filtro (Fedro S. Zazueta R., 1999)

Material

Concentraciones

Orgánicos

Inorgánicos

Q < 10

10 < Q < 50

Q > 50

Baja

Baja

M

M

M

Baja

Media

M

M

M-A

Baja

Alta

M

M

M-A

Media

Baja

M

H-M

M-A

Media

Media

H-M

H-M o M-A

H-M-A

Media

Alta

H-M

H-M o H-M-A

H-MAH-MA

Alta

Baja

H-M

M-A

H-M-A

Alta

Media

H-M

M-A o H-M-A

H-M-A

Donde: M = F. de mallas; H = Hidrociclón y A = F. de Arena Aunque como regla general, se puede recomendar el tipo de filtración según el origen del agua que se usará en el riego, si el agua proviene de un pozo sin problemas de arenas la filtración que se podrá usar será la de mallas únicamente; sin embargo, si el agua tiene problemas de arenas se deberá usar el hidrociclon más la malla (Ciclomallas), en cambio si el agua proviene de una fuente superficial (arroyo, río, estanque, canal, etc.) se recomienda usar la filtración conjunta de arena y mallas. TAPONAMIENTO POR MATERIAL ORGANICO: El taponamiento puede ser causado por bacterias y algas, pero la forma más económica de resolver este problema es a partir de la aplicación de cloro (Cl), ya que este producto actúa como biocida y oxidante. Las fuentes principales de cloro son el cloro gaseoso, Hipoclorito de sodio y el Hipoclorito de calcio. La tabla No.4 proporciona una idea de las concentraciones que se deben usar para algunos problemas de taponamiento. Tabla No.4 Tratamiento inicial para algunos problemas de taponamiento (Fedro S. Zazueta, 1999)

Problema

Tratamiento inicial

1-2 ppm en forma continua Algas 10-20 ppm por 30 a 60 segundos

Baterías

1+ppm (varia con la cantidad de bacteria a controlar)

Limos

0.5 ppm

Precipitación de fierro (Fe)

0.64 el contenido de Fe

Precipitación de Manganeso (Mn)

1.3 el contenido de Mn

Sulfuro de hidrógeno

4 a 6 veces el contenido de sulfuro de hidrógeno

Si el tratamiento inicial no funciona, se debe aumentar la dosis vigilando cuidadosamente los efectos sobre el cultivo, ya que los hipocloritos tienden a subir el pH. Por ejemplo si el pH=8 o el Ca=20 ppm, se deberán inyectar ácidos simultáneamente para estabilizar o establecer el sistema; También el Ca se precipita al reaccionar con el CO2 disuelto, aumentando este riesgo cuando la temperatura es baja, por lo que a bajas temperaturas no deberá usarse el Hipoclorito de calcio. A continuación se proporciona como referencia una fórmula para determinar las tasas de inyección de Hipoclorito de sodio: R = 0.006 Q Cd ................................................ Fórmula No.3 Ci Donde: R = Flujo de la solución que se inyecta, lps Q = Flujo del agua a tratar, lps Cd = Concentración deseada, ppm Ci = Concentración del producto, % Para Hipoclorito de calcio se debe cambiar la constante por 0.05. Siempre debe medirse el cloro libre al final del sistema de riego para verificar el tratamiento y vigilar los efectos sobre las plantas. Por otro lado, si se usan ácidos para controlar el pH o limpiar el sistema del problema más común que es la precipitación del bicarbonato de calcio, deberá aplicarse el ácido directamente al sistema de riego tomando todas las medidas de seguridad. Por lo anterior, si se aplica fertigación a través del sistema de riego, se deben seleccionar las fuentes de fertilizante que no reaccionen con el agua o entre sí produciendo problemas de taponamiento físico o químico. Por ejemplo, si no se conoce la reacción que existe entre un fertilizante o mezcla de fertilizantes y el agua de riego, se recomienda hacer una mezcla en un envase limpio y esperar al menos 72 horas para saber si forma precipitados o nata, si la respuesta

es positiva deberán tomarse todas las precauciones adicionales en su aplicación para hacer que los problemas sean manejables. NUTRICION Y FERTILIZACIÓN: Existen 16 elementos nutrientes esenciales para que crezca la planta y se desarrolle, por lo que una deficiencia de un elemento esencial limitará el crecimiento. La mayoría de los suelos son sumamente fértiles y contienen amplios niveles de la mayoría de los elementos para sustentar un óptimo desarrollo y crecimiento de cítricos. El nitrógeno es el único nutriente que rutinariamente debe ser aplicado a las huertas de cítricos para completar los niveles de nutrición del suelo existente. Estudios de fertilidad en Texas no han mostrado una respuesta significativa para aplicaciones complementarias de fósforo ni potasio. Algunas veces ocurre una deficiencia de hierro a inicios de la primavera, pero generalmente es transitoria, desapareciendo a medida que la temperatura del suelo se eleva en la primavera. En casos severos, las aplicaciones al suelo de quelatos de hierro corregirán la deficiencia. Las aspersiones foliares no son recomendables por su limitada efectividad y las manchas en la fruta. Existe un número de formulaciones secas y líquidas de nitrógeno disponibles a los agricultores, cada uno contiene un diferente porcentaje de nitrógeno. La elección de los agricultores comúnmente está basada en el costo por unidad de nitrógeno, de su método y fácil aplicación, no importando la fuente del nitrógeno. Algunos fertilizantes de urea pueden contener impurezas internas que pueden causar síntomas de toxicidad en los cítricos. La tasa de aplicación de nitrógeno depende de la edad del árbol, su tamaño o producción. Como referencia se proporciona la tabla No.5, misma que debe verificarse para cada terreno o huerta en particular. Tabla No.5 Cantidad de nitrógeno por aplicar en cítricos según su edad (Fuente Julian W. Sauls)

Edad (años)

Kilogramos por hectárea

4

56

5

84

6

112

7

112

8

140

9

140

10

168

La fertilización de nitrógeno por año a través de un sistema de riego de bajo volumen es aplicado en tasas iguales a intervalos mensuales desde Febrero hasta Noviembre. La inyección dentro de la corriente del riego deberá ser hecha al final del ciclo de riego para evitar la filtración del nitrógeno a través de la zona de la raíz. La cantidad de nitrógeno total por año no excedería 112 kg por hectárea debido a la creciente eficiencia en este tipo de sistemas de riego. Los análisis de hojas indican los niveles de varios nutrientes en el suelo; este análisis es útil para determinar el estatus de los nutrientes basado en lo que la planta puede extraer del suelo. Existen rangos de concentraciones de cada elemento nutriente que se relaciona con una producción óptima, independientemente del tipo de suelo, condición climática y tamaño de la planta. Estos rangos fueron desarrollados en Florida y son presentados en la tabla No.6. Tabla No.6 Rangos satisfactorios en concentración de elementos nutritivos en la hoja de cítricos de Florida (Fuente Julian W. Sauls)

Nutrientes

Símbolo

Rango

Nitrógeno

N

2.30-2.90 %

Fósforo

P

0.09-0.15 %

Potasio

K

1.20-1.70 %

Calcio

Ca

2.50-5.00 %

Magnesio

Mg

0.30-0.50 %

Manganeso

Mn

20-50 ppm

Cobre

Cu

4-10 ppm

Zinc

Zn

20-50 ppm

Boro

B

40-100 ppm

Hierro

Fe

40-60 ppm

Las hojas deberán ser de una edad de 4 a 5 meses, tomadas de los vástagos que no tengan frutos y salidos en la primavera, por lo que estas muestras de hojas deberán ser colectadas a finales de Junio o Agosto. Cada muestra representará solamente a un tipo de suelo, una variedad y una huerta. Las hojas deberán secarse antes de entregarse al laboratorio para su análisis. RESULTADOS: En las huertas de cítricos de temporal tenemos rendimientos promedio de hasta de 8 ton/ha, en riego por gravedad se obtienen hasta 12 ton/ha y en riego por microaspersión hasta 30 ton/ha. Sin embargo, se cree que con una serie de acciones que incluyen la producción de material genético de buena calidad, un mayor control fitosanitario, un registro riguroso en los viveros y una mayor capacitación de los agricultores, se podrán obtener rendimientos de 40-45 ton/ha, con una calidad del producto cercana al 85% y una época de cosecha controlada. En Martínez de la Torre se realizó un experimento sobre la factibilidad económica del proyecto de riego por microaspersión en limón persa, concluyendo que en máximo dos años se amortizaba con facilidad la inversión del sistema de riego. CONCLUSION: Los sistemas de riego por microirrigación son los más eficientes en uso de agua y energía que se conocen en la actualidad, por lo que su selección se reduce a goteo o microaspersión,

dependiendo de las características del suelo y del cultivo. Además son los sistemas que mayor incremento en calidad y cantidad de productos proporcionan. BIBLIOGRAFIA: Leiva L-C Eduardo & Barrantes P. Arturo; Riego por Goteo en Caña de Azúcar; Irridelco International Corporation; New Jersey, USA, 1998. Murrillo C. Eduardo & Ruiz Dondiego S.; Programa de Microcomputadora CASIMIR: “Cálculo Agronómico de Sistemas de Microirrigación” Metodología de Jack Keller & Ron D. Bliesner; Tesis Profesional; Chapingo, Méx., 1996. W. H. Mitchell & H. D. Tilmon; Underground Tickle Irrigation; University of Delaware-MerylandVirginia Pensilvania, 1981. Julian W. Sauls; Pruning Citrus; Extension Horticulturist; The Texas A&M University Systems. Julian W. Sauls; Water Management; Extension Horticulturist; The Texas A&M University Systems. Julian W. Sauls & Dale Pennington; Nutrition and Fertilization; Extension Horticulturist; The Texas A&M University Systems. A. G. Smajstrla, B. J. Boman, G. A. Clack, D. Z. Haman, D. S. Harrison, F. T. Izuno, D. J. Pitts and F. S. Zazueta; Efficiencies of Florida Agricultural Irrigation Systems; Institute of Food and Agricultural Sciences of University of Florida. F. Enrique García, I. A. Rojas Pérez y U. García Primo; Factibilidad Económica del Proyecto de Riego por Microaspersión en Limón Persa (Citrus latifolia), en Martínez de la Torre, Ver.; X Congreso Nacional de Irrigación – Memorias; Chihuahua, Chih.; Agosto del 2000. Fedro S. Zazueta R.; Diseño y Manejo de Sistemas de Microirrigación; V Curso Internacional de Sistemas de Riego Volumen VI; Universidad Autónoma Chapingo; Chapingo, Méx.; Mayo de 1999. Clude J. Phene; Irrigación con Goteo Subsuperficial; V Curso Internacional de Sistemas de Riego Volumen VI; Universidad Autónoma Chapingo; Chapingo, Méx.; Mayo de 1999. Vicent F. Bralts; Riego por Goteo; V Curso Internacional de Sistemas de Riego Volumen VI; Universidad Autónoma Chapingo; Chapingo, Méx.; Mayo de 1999.

Victor H. Fernández C.; Los Problemas Actuales de la Citricultura en el Estado de Tamaulipas; Cd. Victoria; Tamps., Abril de 1999.

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Inico Soporte técnico Notas técnicas Riego automatizado Automatización Automatización AUTOMATIZACIÓN Definición En un sistema dinámico existen variables que interactúan para cambiar el estado mismo. Los elementos sujetos a automatizar son precisamente los que manipulan las variables para finalmente modificar el estado del sistema como se desean. Generalidades En un sistema de riego se busca fundamentalmente conservar la humedad del suelo en condiciones tales que permitan satisfacer las necesidades hídricas del agua las que se modifican debido a las interacciones suelo, planta y atmósfera. Para poder modificar el estado de humedad se deben controlar una serie de elementos como son motores de las bombas, filtros y válvulas los que se hacen funcionar en condiciones que son capaces de mantener la humedad en el suelo deseada. La automatización de sistemas de riego permite programar la operación y racionalizar el uso del agua y químicos agrícolas, es comúnmente usado en sistemas de riego localizado (aspersión fija, microaspersión, goteo y cinta). Ventajas de Automatización en fertirrigación e Hidroponia üReducción de costos de producción en forma considerable. üNo se depende de los fenómenos meteorológicos. üPermite producir cosechas fuera de estación

üAhorro de agua, fertilizantes e insecticidas üMayor limpieza e higiene en el manejo del cultivo, desde la siembra hasta la cosecha. üRápida recuperación de la inversión üMayor precocidad de los cultivos. üSoluciona el problema de producción en zonas áridas o frías. üSe puede cultivar en ciudades üSe obtiene uniformidad en los cultivos üPermite ofrecer mejores precios en el mercado. Elementos controlables en un sistema de riego Válvulas de campo

Equipos de bombeo (De riego y fertilización)

Sistema de lavado de filtros

Siste mas de inye cció n de quí mic os o Máq uina s de qui mig ació n

Actuadores de Control Los actuadores de control se refiere a los dispositivos con los que se da el comando de operación de las válvulas, por la forma en que se envía el comando pueden ser: qComando eléctrico. qComando hidráulico. qTransmisor - receptor de radio. qSistemas mixtos a)Comando eléctrico Se realiza mediante un solenoide en AC o DC que controla una válvula que permite la apertura o cierre de la válvula hidráulica. Ventajas: Son sistemas rápidos que no se afectan por desnivel topográfico. Son recomendables en sistemas que por sus características requieren riegos frecuentes y cortos como en invernaderos. Desventaja: En general resultan más costosos que los sistemas de comando hidráulico. Solenoides.

b)Comando hidráulico Se realiza mediante un relevador hidráulico que permite la apertura o cierre de la válvula hidráulica. Ventajas: por su economía pueden son buena opción en sistemas de campo abierto en radios menores a 1000 m desde el centro ce control. Desventaja: Son altamente afectados por el desnivel topográfico, sin embargo se pueden trabajar con algunos dispositivos para reducir estos efectos, tienen una inercia alta, por lo que los comandos tienen una respuesta lenta. Galit.

Ecualizador topográfico. El dispositivo permite trabajar con pendiente en contra hasta por7 mca.

c)Comando transmisor-receptor de radio Un transmisor - receptor de radio que permite la apertura o cierre de la válvula hidráulica. Ventajas: Facilidad de instalación por no requerir cables ni tubines, gran velocidad de respuesta a la señal de control. Desventaja: Requiere de un muy buen sistema de mantenimiento y soporte técnico (basado en un ingeniero en comunicaciones), el costo es muy alto, se pueden tener problemas con las frecuencias en zonas donde las comunicaciones electrónicas están saturadas.

Máquinas de quimigación . Son controladores electrónicos con programas especializados, interfaces de entradas y salidas analógicas y digitales, con mayor o menor instrumentación.

Cuentan con dispositivos dosificadores los que en su conjunto permiten el control de todas o alguna de las siguientes operaciones. üControl del sistema de riego üControl del sistema de filtración. üControl de un sistema de alarmas. üControl del sistema de dosificación de recetas de fertilización y otros químicos especiales. üControl de pH y CE del agua de riego. üControl de riego por volumen.

üControl de riego por radiación solar. üFunciones especiales (hidroponía, control climático). Comunicación Se cuenta con la posibilidad de comunicar al programador a una PC o módem.

Avisador telefónico: permite llamar al usuario a través de un teléfono celular avisando deaverías. Sistemas de inyección Existen distintos tipos de sistemas de inyección de los fertilizantes a la red hidráulica: ØTanque de mezcla con bombas magnéticas. ØTanque de mezcla con venturis y bomba reforzadora. ØInyección directa con venturis y bomba reforzadora (con aportación de la succión; el más usado). ØInyección directa con venturis y bombareforzadora (con aportación de la descarga).

Con tanque y bombas magnéticas Útil en sistemas donde los tiempos de riego son mayores a 30 min, o si el gasto del sistema de riego es menor a 8 lps se puede pasar todo el agua por el tanque de mezclado.

Con tanque, venturis y bomba reforzadora

Inyección con venturis y “booster” Son útiles en sistemas que requieren gran velocidad de respuesta o tienen cambios constantes, también lo son con altos volúmenes de inyección y agua de riego.

Debido a que los fertilizantes se aportan en la succión de la bomba, ésta debe ser de acero inoxidable.

Cabezal de fertirrigación

Fuente de abastecimiento

Filtros

Tanques de fertilizante Generalmente en tanque de ácido es de menor capacidad con respecto a los tanques de abono.

Agitadores Los agitadores son de 1.5 a 2.0 H.P., con capacidad de agitar 4,000 litros aprox.

Motores y bombas

Medidor de agua

Sensores de pH y CE

Bandeja y sensor de drenaje para hidroponia Válvulas de campo

Válvulas de campo

Máquina de fertiriego

pH Es la medida de la cantidad de iones de Hidrógeno que existe en una sustancia.

La disponibilidad de nutrientes en el suelo depende en parte del pH. La fertilización debe considerarse a partir de los requerimentos del cultivo en relación con el pH. Los valores van de 0 a 14, donde un pH de 7 es neutro. Influencia del pH en la disponibilidad de nutrientes.

Rangos de pH favorables de algunos cultivos.

CE

Es la cantidad de sales minerales disueltas en un medio. Esta medida refiere la capacidad de nutrición de una fórmula de fertilización. La C.E. tomada en campo (suelo y agua) determinará el tratamiento de fertilización adecuado. La conductividad es una medida donde: 1 ppm = 2mS/cm, donde 1 ppm = mg/lt 1 ppt = 2mS/cm, donde 1 ppt = g/lt Efecto negativo de las sales. OSMÓTICO Daños por sequía fisiológica NUTRICIONALES Antagonismos Sodio dificulta absorción de Ca, K y Mg Cloruro compite con la absorción de nitratos y fosfatos Bicarbonatos inducen clorosis férrica TÓXICOS Cloruro, Sodio, Boro Nutrición vegetal

Nutrición Vegetal La solución nutritiva se compone de los elementos en disolución con el H2O (hidroponia o suelo) necesarios para el desarrollo de la planta. Las soluciones utilizadas para riego tienen generalmente conductividades entre 1.5 y 3 mS/cm. Expresión del Rendimiento Potencial de un Cultivo.

Ley del mínimo Elrendimiento del cultivo está limitado por la duela más corta (nutriente deficitario directamente relacionado con pH y C.E.),

Priva Nutricontrol Priva Nutricontrol se enfoca al diseño y fabricación de equipos para la automatización de sistemas de producción agrícola. Cuenta con una basta gama de equipos para control de clima, como son: ventilación, calefacción, pantallas térmicas y/o de sombreo, humidificación y destratificadores; además de control de fertirriego, como son: pH, CE, Radiación Solar, control de riego y fertilización. www.privanutricontrol.com E-mail: [email protected]



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Inico Soporte técnico Notas técnicas Riego automatizado Elementos de riego tecnificado Elementos de riego tecnificado ELEMENTOS DE RIEGO TECNIFICADO COMISION NACIONAL DE RIEGO Departamento de Proyectos INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS

El Centro Regional de Investigación Intihuasi del Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA, presenta esta Cartilla Divulgativa, elaborada con financíamiento de la Comisión Nacional de Riego, CNR. Editores : Alfonso Osorio, lng. Agr. M.Sc. Francisco Tapia, Ing. Agr Depto. Recursos Naturales y Medio Ambiente

Roberto Salinas, Ing. Agr. Unidad de Comunicaciones y Marketing. 1.000 ejemplares. Enero de 1999. Impresión. Cromograf Ltda. RIEGO TECNIFICADO, RIEGO LOCALIZADO, RIEGO PRESURIZADO Existen diferentes alternativas para la tecnificación de un determinado método de riego, entendiéndose por ello el uso de la "técnica", para obtener el máximo beneficio del agua de riego, es decir, que gran parte de lo suministrado vaya en directo beneficio de las plantas y no se traduzca en pérdidas. Dentro de la tecnificación pueden plantearse los siguientes objetivos respecto al manejo del agua: uso de caudal adecuado; pendiente apropiada; tiempo y frecuencia de riego según demandas del cultivo; mínima pérdida de agua por escurrimiento superficial y percolación profunda; entre otros. El logro de objetivos como los planteados no siempre resulta fácil, siendo uno de los mayores problemas de manejo del agua las bajas eficiencias obtenidas con los métodos tradicionales. Al respecto, desde hace bastante tiempo (aproximadamente 30 años), la agricultura mundial ha ido incorporando tecnologías que tienden a entregar el agua a las plantas en aquellos puntos del terreno donde se desarrolla la mayor cantidad de raíces, concibiéndose de este modo la idea del Riego Localizado. Bajo este concepto de riego localizado tienen cabida todos aquellos métodos como goteo, cintas, microaspersión, microjet, etc., los cuales requieren para su funcionamiento una determinada presión, lo que obliga al uso de conductos cerrados o tuberías para la conducción, distribución y aplicación del agua; surgiendo el concepto de Riego Presurizado.. Luego entonces, cuando se habla de riego por goteo, se está haciendo referencia a una forma de tecnificación del riego a través de la localización del agua aplicada, la cual es conducida por tuberías que tienen una determinada presión interna. Cualesquiera sea la forma de aplicar el agua (goteros, cintas, microaspersores, microjets), los componentes utilizados para la operación de estos métodos son similares. A continuación se entrega un detalle de las características de los diferentes elementos que lo componen.

Riego por cintas en hortalizas COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO PRESURIZADO Un equipo de riego presurizado consta de tres unidades fundamentales: 1. Cabezal de riego. 2. Red de conducción y distribución. 3. Emisores. En la figura 1 se muestra esquemáticamente la disposición dentro de un predio o granja de los diferentes componentes de un riego presurizado. 1. CABEZAL DE RIEGO El cabezal de un equipo de riego presurizado está compuesto principalmente por 4 unidades o elementos: a) Fuente impulsara del agua. b) Unidad de filtraje. c) Unidad de fertilización. d) Elementos de programación y control de flujo. a) Fuente impulsara del agua Sin lugar a dudas que el principal componente de un sistema de riego presurizado es la fuente impulsora, la que debe otorgar presión y caudal de agua suficiente al sistema; situación que debe estar en función de las necesidades que demanda una instalación en particular.

En la Figura 2 podemos observar que esta unidad o componente corresponde al grupo motobomba, ubicado a la izquierda de la figura. En relación a los caudales y presiones proporcionadas por las bombas, éstas vienen especificadas en catálogos editados por los fabricantes, donde se relaciona el caudal con la presión y la potencia requerida para diferentes diámetros de rodete o impulsor y distintos niveles de eficiencia de funcionamiento del grupo motobomba. Las curvas que representan estas relaciones se denominan "curvas de descarga de la bomba". Por ejemplo, en la Figura 3 se tienen las curvas de descarga de la Bomba Modelo N610N, para 5 diámetros de rodetes. Supongamos el caso que se tengan los siguientes requerimientos de Caudal (Q) y Presión (H): Q = 260 l/m (4,33 l/s) H = 21 m.c.a. (metros columna de agua)

Figura 1. Esquema de la disposición de los diferentes componentes de un sistema de riego presurizado.

Figura 2. Cabezal de riego tiopo

Figura 3. Curva característica de una bomba tipo.

Para la selección de la bomba, habría que interceptar los valores de caudal y presión requerida, en la zona de las curvas que presenten un mayor valor de eficiencia (h%). En el caso de la Figura 3, se escogería una bomba de las siguientes características: Rodete seleccionado: Diámetro (f) = 140 mm. Potencia motor: 2 hp. Consumo de energía: 1,5 kw/hora. En otras situaciones la presión puede ser otorgada por un estanque elevado sobre el nivel del suelo, un canal trazado en altura (Figura 4) o una red comunitaria de agua presurizada. En el caso de un canal trazado en altura se utiliza la gravedad como fuente de presión. En tal situación se deben considerar 2 aspectos principales: - El desnivel entre el espejo de agua de la fuente y la superficie a regar. - El caudal requerido para dimensionar la salida del estanque auxiliar y la tubería de conducción hasta la unidad de filtros. La situación presentada en la Figura 4 considera también la construcción de un pequeño estanque auxiliar ubicado al lado del canal, el que funciona como desarenador y facilita la extracción de agua. b) Unidad de filtraje Corresponde a una unidad de singular importancia en el cabezal, dado que su acción impide el taponamiento u obturación de los emisores. Esto nos indica que el agua que se va a aplicar al terreno debe ir filtrada; utilizándose para tal función dos elementos complementarios Filtro de arena. Filtro de malla. Ambos tipos de filtros deben instalarse si se utilizan aguas superficiales (canal, vertiente). Cuando se utiliza agua de pozo se puede obviar el filtro de arena.

Figura 4. Diseño de cabezal de bombeo utilizando la fuerza de gravedad. Filtros de arena o también denominados filtro de grava, corresponden a recipientes o tanque de metal, normalmente circulares, que llevan e su interior arena o grava de un determinado tamaño. Cuando el agua atraviesa el tanque, la arena realiza el filtrado de limos, arenas finas y materia orgánica,( Figuran 5). El diámetro del tanque está en relación directa con el caudal de agua que se desea filtrar, utilizándose como referencia tasas de filtraje entre 10 y 15 l/s/m2 de superficie filtrante (debe considerarse que 1 m2 de superficie filtrante equivale a tener un filtro cilíndrico de 1,13 m. de diámetro). De esta manera, para filtrar caudales menores, se requerirá una superficie menor, y por lo tanto, un filtro de diámetro más pequeño. La limpieza de estos filtros se hace produciendo la inversión del flujo, lo que se logra con la apertura y cierre de la válvula correspondiente. La operación de lavado se facilita cuando se instalan 2 filtros; de esta forma un filtro puede estar funcionando normalmente y el otro estar en proceso de retrolavado, como se muestra en la Figura S. Cuanto menor sea el caudal por superficie de lecho filtrante más eficaz será el filtrado. La operación de retrolavado debe efectuarse frecuentemente para que no se produzca disminución en la presión de operación del sistema, permitiéndose pérdidas de carga no superiores a los 4 a 6 metros columna de agua (m.c.a.)

Figura 5. Retrolavado en filtros de arena y programador de riego. Filtros de malla. Normalmente se sitúan en el cabezal inmediatamente después del filtro dearena y del tanque fertilizante. A diferencia de los filtros de arena que trabajan por superficie yprofundidad, los filtros de mallas sólo lo hacen por superficie, reteniendo menos cantidad departículas sólidas. El caudal que pase por un filtro de malla dependerá de la calidad de agua, la superficie de filtrado, el porcentaje de orificios de la malla y la pérdida de carga permitida. Para un filtro de malla fina de acero inoxidable se admite normalmente un caudal máximo de 250 m3/h/m2 de superficie filtrante y de 1 00 m3/h/m2 para una malla de nylon, considerando un mismo diámetro de orificio que en la malla de acero. En un filtro de malla limpio (Figura 6) las pérdidas de cargas varían de 1 a 3 m.c.a., debiéndose limpiar el filtro cuando ésta aumente sobre dichos valores. Ambos tipos de filtros son comercializados por empresas especializadas, pero también pueden ser construidos artesanalmente, como se ha hecho en instalaciones efectuadas por este proyecto en el Valle del Huasco. c) Unidad de fertilización

Tanto los abonos principales como los microelementos que el parronal, frutal o cultivo necesita, cuando se utilizan estos sistemas, pueden ser incorporados en el agua de riego, siempre y cuando estos abonos sean solubles en agua. También pueden aplicarse ácidos (ácido sulfúrico, clorhídrico, fosfórico, nítrico), fungicidas y desinfectantes, como hipoclorito de sodio, por ejemplo. Existen dos clases de aparatos para la incorporación de abonos al agua: los tanques de fertilización y los inyectores de abono. c-1) Tanque de fertilización Los tanques de fertilización, en general son depósitos de 20-200 litros, en donde se coloca el abono. De acuerdo a como funcionan pueden dividirse en dos tipos: * Tipo Venturi Son dispositivos muy sencillos que consisten en una pieza en forma de T con un mecanismo Venturi en su interior. El mecanismo venturi aprovecha un efecto vacío que se produce a medida que el agua fluye a través de un pasaje convergente que se ensancha gradualmente (Figura 7). El Venturi funciona cuando hay diferencia entre la presión del agua entrante y la de la combinación de agua y fertilizante saliente al sistema de riego. Este dispositivo generalmente se instala en paralelo, debido a que el caudal que circula por el sistema rebasa la capacidad del propio Venturi. Por este motivo los dispositivos más usados se basan en una combinación del principio Venturi y de diferencia de presión. Si se decide instalar el Venturi en paralelo se requerirá una diferencia de presión entre la entrada y salida del orden del 20%. Es necesario indicar que el tanque tipo Venturi tiene una capacidad de succión reducida, por lo que se recomienda su uso, principalmente en instalaciones pequeñas. La mayor ventaja de este tipo de fertilizador es su bajo costo y fácil mantención.

Figura 6. Filtro de malla

Figura 7. Diferentes sistemas de aplicación de fertilizantes en riego por goteo * Tipo tanque en paralelo

Son dispositivos cuya principal característica es la de poseer un depósito donde se pone la solución concentrada de abono que quiere incorporarse a través del sistema de riego. En su interior alcanza la misma presión que en la red de riego una vez que ha sido cerrado. Por este motivo, el tanque debe ser metálico o de plástico reforzado, colocándose paralelamente a la conducción principal,. En ésta, se instalan dos tomas de enganche rápido separadas por una válvula para producir una diferencia de presión entre ellas. Estos tanques son sencillos y de buen funcionamiento aunque presentan el inconveniente de no mantener una aplicación uniforme, ya que la concentración de abono va disminuyendo con el riego hasta el final del mismo. Para solucionar este inconveniente se recomienda consumir una carga del tanque por unidad operacional de riego. c-2) Inyector de fertilizante Los inyectores de fertilizantes, al igual que el fertilizador tipo Venturi, utilizan un tanque abierto sin refuerzos en los que se agrega el fertilizante, siendo luego inyectado éste a la red a través de algún tipo de bomba como las siguientes: - Bomba de inyección eléctrica. - Bomba de inyección hidráulica. - Bomba del sistema. * Bomba de inyección eléctrica Son bombas de diafragma con caudal variable en las que se puede regular con toda precisión la cantidad de solución de abono que se desea incorporar. El único inconveniente, además del costo, es la necesidad de una fuente de energía. * Bomba de inyección hidráulica En este tipo de inyector el motor eléctrico se sustituye por uno de accionamiento hidráulico, que usa la propia energía del agua de la red para mover sus mecanismos. Se trata de bombas del tipo peristáltico, que por lo tanto, producen una dosificación a impulsos, inyectando en cada embolada un volumen de solución igual a la capacidad de la cámara receptora. El control del ritmo de inyección se realiza variando el número de embotadas por unidad de tiempo. La presión máxima de trabajo de los modelos existentes en el mercado puede variar entre 6 y 10 atmósferas y su capacidad máxima de inyección suele estar entre los 200 y 300 I/h. En general, este tipo de inyector consume 2 a 3 veces el volumen de líquido inyectado. El principal inconveniente que presenta este tipo de bomba es su difícil mantención. * Bomba del sistema

Algunos agricultores e instaladores, usan como inyector de fertilizante la propia bomba del sistema de riego por goteo. En este caso, la mezcla de fertilizante es ubicada en un tanque paralelo para luego ser aspirada por la bomba. Es necesario indicar que este sistema podría tener el inconveniente de deterioro anticipado del rotor de la bomba. Elementos de Programación y Control de Flujo Son elementos electrónicos que permiten automatizar el accionamiento de la red y a la vez operar en forma secuencias el riego en distintos sectores. Su inclusión, aun cuando es opcional, se justifica en instalaciones de gran superficie o de difícil manejo. Se usan también para automatizar el proceso de limpieza de los filtros. Entre los elementos de regulación y control de flujo están las válvulas de distinto tipo: de paso, reguladores de presión, de retención (check), hidráulicas, electrónicas, volumétricas, etc. Su operación directa o indirecta (mediante programadores) regulan el comportamiento del flujo y la presión en la red. 2. RED DE CONDUCCION Y DISTRIBUCION Tuberías de Polietileno (PE) y Policloruro de Vinilo (PVC) Las tuberías que se utilizan en las instalaciones de riego presurizado son fundamentalmente de PVC y PE y últimamente, polipropileno y polibutileno. En grandes instalaciones se recurre al fibrocemento para la red principal. Ocasionalmente para tramos muy cortos, se utiliza el hierro galvanizado, aunque este último debe evitarse siempre que sea posible por su fácil corrosión. De estos materiales, el fibrocemento es el más barato para grandes diámetros de tubería, particularmente diámetros mayores a 150-200 mm. Debido a que es un material más pesado, la conexión de los distintos tramos resulta más laboriosa que cuando se trabaja con PVC y PE, por lo que el metro lineal instalado no suele ser mucho más barato que el de los otros materiales. El PVC es rígido y más barato que el polietileno para diámetros de 50 mm y superiores. Por último, el PE es flexible a la vez que resulta ser el material más barato para diámetros inferiores a 50 mm. Por lo que se utiliza siempre en la red terciaria y ramales de riego. En definitiva, el conjunto de tuberías deben ser capaces de conducir, con la mayor eficiencia posible, el agua desde la fuente de abastecimiento hasta la planta misma. Para que ello ocurra, se efectúan una serie de combinaciones de diámetros y tipos de tuberías.

Figura 8. Esquema de una red de conducción y distribución de un sistema de riego presurizado. Matriz o línea principal Es la tubería de mayor diámetro en la red, su función es conducir el agua hasta la derivación de los diferentes sectores. Normalmente es de PVC o bien Rocalit ( en diámetros mayores) generalmente van instaladas bajo tierra. Submatrices o líneas secundarias Corresponden a tuberías de menor diámetro que la matriz o línea principal y son las encargadas de llevar el agua desde ésta al sector correspondiente. Terciarlas o múltiples Estas son las tuberías que distribuyen el agua hacia las líneas con goteros actuando como cabecera de la línea portagoteros o lateral. Son generalmente de PVC y de'diámetro más pequeño que las submatrices, pudiendo combinarse varios diámetros en su diseño. Generalmente también van instaladas bajo tierra. Líneas portagoteros o laterales En estas tuberías se insertan los goteros. Sonde polietileno y por lo general de 16 6 12 mm de diámetro. Estas son las tuberías que van sobre la superficie en la hilera de cultivo. 3. EMISORES

Los emisores son dispositivos que controlan la salida de¡ agua desde las tuberías laterales con caudales inferiores a 12 ¡/h. Los más utilizados en nuestro país y a nivel mundial son los emisores de 4 I/h. Para seleccionar un emisor o gotero es necesario tomar en cuenta las siguientes características : a) Que entreguen un caudal relativamente bajo, pero uniforme y constante, con pocas variaciones de presión. b) El diámetro del conducto debe ser suficiente para que no se obture fácilmente y para permitir un adecuado paso de agua. c) Fabricación robusta y poco costosa, d) Buena uniformidad de fabricación. e) Resistencia a la agresividad química y ambiental. f) Estabilidad de la relación caudal - presión a lo largo de su vida. g) Poca sensibilidad a los cambios de temperaturas. h) Reducida pérdida de carga en el sistema de conexión. En un sistema de riego presurizado se puede recurrir a distintos tipos de emisores. 1) Goteros. 2) Cintas o tuberías perforadas. 3) Microaspersores y Microjets. 1) Goteros La gran variedad de goteros que se fabrican obliga a hacer una clasificación de los mismos, que puede servir de orientación de acuerdo con la situación particular que se presente A continuación se describen las características de algunos tipos de goteros : a) De largo conducto : en ellos la pérdida de carga tiene lugar en un conducto (de hasta 2 m de longitud) de pequeño diámetro (de 0,5 a 5 mm). A este grupo pertenecen los microtubos con diámetros de 0,6 a 2 mm. Su coeficiente de fabricación (C.V.) puede ser bastante bueno (0,02 a 0,05), pero depende fundamentalmente del cuidado que se tenga cuando se corten a una determinada longitud. Al grupo de estos emisores de largo conducto pertenecen también los goteros con conducto en helicoide, los cuales entregan un caudal de 2 a 4 I/h, siendo muy sensible

a las obturaciones. También son de este grupo los goteros de laberinto, menos sensibles a las obstrucciones que los anteriores. b) De orificio: en estos goteros el agua sale al exterior a través de uno o varios orificios de pequeño diámetro, en donde tiene lugar la mayor pérdida de carga. Estos emisores son muy sensibles a las obturaciones. c) De tipo Vortex: estos goteros tienen una cámara circular en donde se produce un flujo vertical. El coeficiente de fabricación en general es bajo (CV=0,04), pero son muy sensibles a las obturaciones, pues los modelos existentes en el mercado tienen un diámetro de paso del orden de 0,6 mm. d) Autocompensantes: se trata de goteros con flujoturbuientootransitorio en los que se intenta obtener un caudal constante independiente de la presión. El límite inferior de presión de funcionamiento suele estar en 10 m.c.a. y el superior en 30-40 metros columna de agua (m.c.a.) e) Autolimpiantes: existen, fundamentalmente dos tipos de goteros Autolimpiantes: aquellos que pueden estar o no en posición limpiante y los que continuamente lo están. Los primeros sólo se limpian durante el corto tiempo que tarda el sistema en ponerse en funcionamiento a la presión de régimen, o en pararse y pasar de esa a la presión atmosférica. Con este gotero hay que tener la precaución de que la capacidad de¡ sistema en caudal sea suficiente para poder llegar a la presión de régimen, ya que descargan más caudal cuando están en la osición de limpieza.

Figura 9. Diferentes tipos de goteros en Chile 2) CINTAS 0 TUBERIAS PERFORADAS Los primeros equipos de riego utilizados en hortalizas consideraban el uso de goteros en sus diferentes tipos; sin embargo, con el correr del tiempo y fundamentalmente debido a motivos de costos, se fue derivando hacia el uso de cintas de riego o tuberías perforadas del tipo T-Tape o Biwall, entre otras. Todas ellas suministran un caudal continuo a lo largo de su recorrido, por lo que en sus características no se define un caudal por cada salida, sino un caudal por metro lineal de tubería. El proceso de fabricación de estas tuberías es más simple en general, que el de cualquier gotero.

Los orificios de salida del agua son pequeños, siendo necesaria la utilización simultánea de filtros de arena y malla fina para evitar obstrucciones. Funcionan ordinariamente a bajas presiones, menores de 1 atmósfera (1 atmósfera = 1 0 m.c.a.). El material que se utiliza en su fabricación suele ser polibutileno. A su favor tienen el precio, que es generalmente bajo, por lo que las instalaciones de este tipo suelen ser más baratas que las implementadas con goteros. En estos momentos, el metro lineal de cinta (o tubería perforada) oscila entre $ 40 y $ 80 el metro lineal (US$ 0,10-0,20), mientras que una cinta con goteros cuesta el doble, $ 80 y $ 120 (US$ 0,20-0,30), principalmente por la incorporación de los goteros. Se utilizan tanto extendidas sobre el terreno como enterradas, siendo su campo de aplicación, principalmente en los cultivos en línea; sobre todo las hortalizas de pequeño marco de plantación. 3) MICROASPERSORES Y MICROJETS Cuando se riega utilizando estos emisores el agua de riego se aplica como una lluvia de gotas finas a baja altura. Los microaspersores y microjets permiten dar un aojamiento localizado a las plantas. La diferencia entre microaspersores y microjets es que en los primeros el chorro de agua va rotando y en los últimos es estático. Las descargas normales de un microaspersor o microjet son altas, llegando a usarse caudales entre 25 y 120 l/h. Cuando se emplean estos emisores los sistemas se diseñan para realizar riegos frecuentes. Las principales ventajas de regar con microaspersores y microjets son las siguientes:

Figura 10. Diferentes tipos de cintas o tuberías perforadas.

Figura 11. Características de microjet y microaspersores.

1) Se pueden aplicar caudales importantes a baja presión ( 15 a 20 m.c.a.) lo que disminuye el costo total del sistema. 2) Se aplica al agua en forma localizada sobre la zona de las raíces del cultivo aumentando por este motivo la eficiencia de aplicación del riego. El microjet tiene un diámetro de mojamiento pequeño (menor a 8,5 m). 3) Se administran caudales controlados por el cabezal del sistema, por lo tanto, las pérdidas por escurrimiento superficial son mínimas. Además, se pueden diluir fertilizantes y pesticidas en los volúmenes de riego ya que se aplican cantidades de agua programadas. 4) En cultivos con riego por microaspersión o microjets, disminuye la expansión de las malezas, debido a que el agua es aplicada en forma localizada. En consecuencia, hay un ahorro de mano de obra al disminuir las labores de limpieza. 5) El costo de la red de tuberías es menor que en un riego por aspersión y similar al riego por goteo, dado que se administran caudales medios (25 a 120 I/h) a menor presión que la aplicada en aspersión. La principal limitante del sistema es el costo de inversión, dado que se requiere generalmente de uno a dos microaspersores o microjets por planta. Los microjets básicamente son boquillas compuestas de una sola pieza de polímero, sujeta a un soporte que la eleva a una altura de 10 a 20 cm. sobre el suelo. Las áreas de mojamiento de un microjet pueden ser de 360°, 280°, 270°, 180°, 90° ó 40°, lo que resulta de gran utilidad. Así por ejemplo, con una boquilla de 300° se tiene un mojamiento casi circular excluyéndose del área de mojamiento un arco de 60° que no se humedece u que puede corresponder a la ubicación del tronco del árbol, de tal modo de no humedecer esa zona de la planta, evitando dañarla. Los microaspersores son del mismo material que los microjets, pero compuestos de dos piezas, una base y una cabeza. En la base está el orificio de salida del agua y la cabeza la distribuye en áreas de 180°y 360°. Este tipo de emisores están usándose cada vez más, sustituyendo en algunos casos a los goteros. A pesar de tener diámetros de paso relativamente pequeños son poco sensibles a las obturaciones debido a la velocidad de salida del agua. Casi todos ellos tienen un deflector contra el cual choca el chorro de agua, cambiando de dirección y distribuye ndose a través del aire. El área mojada puede tener diversas formas desde un círculo completo hasta un sector de pequeño ángulo. La posición que ocupa el difusor con relación a la vertical, tendrá mucha influencia sobre la forma y dimensión de la superficie mojada.

COSTO Uno de los antecedentes importantes a saber del sistema de riego es su costo, el cual puede ser abordado por diferentes vías financieras. El costo depende fundamentalmente de las siguientes variables: · Tamaño del equipo. · Grado de automatización. · Tipo de cultivo (frutales, hortalizas, praderas). · Tipo de fabricación (industrial o artesanal). · Materiales utilizados (cinta o gotero). No obstante lo anterior, los valores pueden fluctuar aproximadamente entre los $ 800.000 por hectárea en el caso de goteo (frutales) y $ 1.600.000 por hectárea en el caso de utilizar cintas (hortalizas),o sea, cerca de US$ 2.000 a US$ 4.000/ha. El Gobierno de Chile, consciente de las ventajas que significa la tecnificación con métodos de riego de alta eficiencia y de su elevado costo de implementación, ha creado líneas de subsidios a obras que signifiquen optimizar el recurso agua destinada al regadío. Una de las líneas de subsidio estatales a obras de riego está reflejada en la Ley de fomento a obras de riego y drenaje N°18.450, llamándose preferentemente a concursos de postulación de proyectos. Al concursar se puede optar a niveles de subsidio de hasta un 75% del costo total de la obra de riego. Publicaciones de Riego y Drenaje: · Manual de Obras Menores de Riego 1996 · Elementos de Riego Tecnificado · Conceptos Sobre Diseño y Manejo de Riego Presurizado · Experiencias en Captación y Utilización de Agua en el Secano de la Vll Región, Provincia de Cauquenes. · Riego en Viñas · Agronomía en Suelos con Obras de Drenaje · Técnicas de Drenaje para el Sur de Chile · Diagnóstico y Consecuencias del Mal Drenaje en el Sur de Chile

· Normas Técnicas para la Construcción de Obras de Drenaje Superficial · Aprovechando las Ventajas de la Ley de Riego: Texto Integral y Reglamento · Aprovechando-las Ventajas de la Ley de Riego: Beneficios de la Ley 18.450 · Aprovechando las Ventajas de la Ley de Riego: Antecedentes de Postulación · Aprovechando las Ventajas de la Ley de Riego: Fiscalización de las Obras · Técnicas y Materiales de Construcción · Sistemas de Impulsión · Necesidades de Agua de los Cultivos · Evaluación de Fuentes de Agua · Manual de Fertirrigación COMISION NACIONAL DE RIEGO Teatinos 50, pisos 4 y 5 Teléfono 2-6728679 Fax 2-6716939 Casilla 424-V. Correo 21 Correo electrónico: [email protected] Santiago INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS CENTRO REGIONAL DE INVESTIGACION INTIHUASI Colina San Joaquín s/n° Apartado Postal 36-B Teléfono 51-223290 Fax 51-227060 Correo electrónico: [email protected] La Serena E-mail: [email protected]



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Inico Soporte técnico Notas técnicas Filtros de agua para riego Manual de filtración y tratamiento de aguas para riego Manual de filtración y tratamiento de aguas para riego Manual de tratamiento de aguas para sistemas de riego MANUAL DE FILTRACIÓN Y TRATAMIENTO DE AGUAS PARA SISTEMAS DE RIEGO.

INDICE

1. Introducción 2. Fuentes de Agua 2.1 Clasificación 2.1.1 Ríos 2.1.2 Por Gravedad 2.1.3 Lagos y Reservorios 2.1.4 Drenaje Subsuperficial 2.1.5 Perforaciones 2.1.6 Aguas Residuales 2.1.7 Reservorios y Aguas Mixtas 2.1.8 Viveros de Peces 2.1.9 Fuentes Varias 2.2 Factores de Obstrucción 2.2.1 Materia Inorgánica Suspendida 2.2.2 Crecimiento Biológico 2.2.3 Sedimentos Químicos 2.2.4 Otros 2.3 Test de Calidad de Aguas 2.3.1 Importancia 2.3.2 Métodos de Muestreo 2.3.3 Análisis de Aguas 2.3.4 Evaluación en sitio 2.4 Criterios de Calidad de Aguas 2.4.1 Generalidades

2.4.2 Métodos de Clasificación 2.4.3 Evaluación de Sedimentación de Carbonato 3. Tratamiento Químico y Biológico del Agua 3.1 Generalidades 3.1.1 Objetivos 3.1.2 Propiedades 3.2 Cloración 3.2.1 Funciones 3.2.2 Efectos de la Cloración en las Plantas 3.2.3 Reacción del Cloro con el Agua 3.2.4 Aplicación 3.2.5 Materiales de Cloración 3.2.6 Métodos de Cloración 3.2.7 Control de Cloración 3.2.8 Procedimientos de Cloración 3.2.9 Problemas Especiales de Cloración 3.3. Otros Agentes Químicos a Usarse en Lagos y Reservorios 2.3.1 Tratamiento con Sulfato de Cobre 3.3.2 Tratamiento con Aceite Diesel 3.4 Disolución de Sedimentos 3.4.1 Tratamiento con Acido 3.4.2 Tratamiento con Retardadores de Sedimentación 3.5 Tratamiento por Medio de Peces 3.6. Coagulación 3.7 Solución de Problemas Especiales 3.7.1 Existencia de Hierro

3.7.2 Existencia de Magnesio 3.7.3 Existencia de Azufre 3.8 Criterios para la Selección de Tratamientos Químicos 4. Tratamiento Mecánico del Agua. Filtración 4.1 Introducción 4.2 Filtración Mecánica 4.3 Factores Involucrados en la Operación de Filtros 4.3.1 General 4.3.2 Lavado de Filtros 4.4 Tipos de Filtros 4.4.1 Filtros Granulares 4.4.2 Filtros de Malla 4.4.3 Filtros de Cartucho 4.4.4 Filtros Hidrociclones 4.4.5 Otros Métodos 5. Diseño de Sistemas de Filtración 5.1 Tipos de Filtros 5.2 Selección de Tipos de Filtros 5.3 Definición del Número de Mesh para filtros de Malla/Anilllo 5.4 Diseño de los Valores del Flujo a través de los Filtros 5.5 Trazado del sistema de Filtración 5.6 Retrolavado 6. Mantenimiento de los Sistemas de Riego 6.1 Generalidades 6.2 Lavado de Tuberías y Laterales 6.3 Riego Pulsado

6.4 Cloración 6.5 Tratamiento con Ácido 6.5.1 Generalidades 6.5.2 Aplicación de Datos 6.5.3 Procedimiento

1. INTRODUCCIÓN Las aguas no se encuentran nunca en la naturaleza en su estado puro. Esencialmente éstas contendrán substancias derivadas de su ambiente natural o de productos desechados por las actividades humanas. Por lo tanto, las aguas deberán ser sometidas a algún tratamiento para mejorar su calidad. El objetivo de mejorar la calidad del agua es el de obtener aguas que satisfagan los requerimientos de sus usos, con el mínimo de energía y los mínimos costos. Mejorar la calidad del agua incluye, tratamiento de las aguas (en la fuente y en la red de distribución), separación (sedimentación, filtración, separación centrífuga), lavado de las tuberías secundarias y laterales y mantenimiento del equipo de riego. 2. Fuentes de aguas 2.1 Clasificación Las fuentes de agua pueden ser clasificadas de la siguiente manera: 2.1 .1 Ríos El contenido de impurezas en el agua del río puede variar ampliamente. Ríos en los que las aguas son de alta calidad (nieves derretidas o chorros de manantiales) casi no causan problemas de filtración. Por otro lado, aguas de ríos, incluso luego de ser sometidas a tratamientos en el curso de su recorrido, pueden contener altas cantidades de materia orgánica suspendida. 2.1.2 Por Gravedad Las aguas de inundaciones contienen generalmente grandes cantidades de materia inorgánica en suspensión y también arcilla. Cuando esta agua es mezclada con agua con alto contenido de algas, puede producirse un conjunto de algas con arcilla, lo cual puede producir una de las siguientes condiciones extremas: - aguas limpias, luego de que el aglomerado de arcilla y de algas se deposita debajo; o - aguas con alto contenido de conjuntos de arcilla y algas. El agua por gravedad generalmente contiene bajas cantidades de sales, pero puede asimismo contener iones específicos, hierro, manganeso, etc... 2.1.3 Lagos y Reservorios La calidad del agua en lagos y reservorios depende de las características físicas, químicas y biológicas del cuerpo de agua. Lagos y reservorios están sujetos a cambios según las estaciones, particularmente importantes en aguas eutrópicas. En el verano y el invierno, durante la estratificación, el hipolimnion (la capa

inferior de las aguas no mezcladas) en lagos eutrópicos puede contener hierro y manganeso disueltos. La disminución de oxígeno debida a la actividad bacterial en las profundidades, produce la disolución de hierro y manganeso, y la producción de sulfuro de hidrógeno y otros intermediarios metabólicos. Las floraciones de algas ocurren frecuentemente en el epilimnion (el más tibio de los niveles de agua mezclada de la superficie) de lagos fértiles, en el principio de la primavera y fines del verano. Normalmente, la mejor calidad de agua se halla cerca de la profundidad media, debajo del epilimnion y sobre el fondo. Las siguientes suspensiones de materia orgánica se hallan típicamente en reservorios, durante el verano: 1-60 micras: bacteria, alga unicelular o colonias de chlorophyta (alga verde), organismos unicelulares (especialmente ciliates) y detritus. 60-110 micras: algas verdes de especies de Pediastrum, Rotifera de Felinia y especies de Brachionus (jóvenes), larvas de Amphipoda. 110-220 micras: Pediastrum gigante, Rotifera de Brachionus (adulta) y especies de Pedelia, Amphipoda vegetariana y predaceous (joven), pequeña Ostracoda. 220-1300 micras: Rotifera de la especie de Asplanchia (predaceous), Amphipoda predaceous (adulta), Ostracoda, ninfa de pulgas de agua, ácaros de agua. Más de 1300 micras: Daphnia, pulgas de agua, ácaros de aguas. 2.1.4 Drenaje subsuperficial Las aguas de drenaje subsuperficial son ricas en sales (alto nivel de carbonato). A pesar de no contener materia orgánica en suspensión, puede contener altos niveles de nutrientes (especialmente nitratos). Por lo tanto, aguas de drenaje subsuperficial pueden constituir un problema, especialmente al crear precipitaciones pétreas y como fuente de nutrientes al ser mezclada con aguas de otras fuentes. 2.1.5Perforaciones Aguas de perforaciones se caracterizan por las siguientes propiedades con respecto a la filtración: - baja concentración de materia orgánica. - alta probabilidad de existencia de arena. En aguas de pozos existen habitualmente concentraciones excesivas de hierro, manganeso y durezas. Algunos pozos suministradores pueden contener excesivas concentraciones de sulfatos y carbonatos. 2.1.6 Aguas residuales (tratadas por depuración)

El uso de aguas residuales de plantas de tratamientos de depuración para uso de riego por goteo, puede causar severos problemas operacionales relacionados con el sistema de filtración y los emisores. Se ha encontrado que en algunos casos, un tratamiento adicional de las aguas residuales es necesario luego del tratamiento secundario. El principal propósito de dicho tratamiento adicional es remover las materias en suspensión para prevenir la obstrucción de los emisores. El método de tratamiento dependerá de la calidad del agua obtenida luego de un segundo tratamiento y de los requerimientos de la calidad final. La concentración de sólidos en suspensión en aguas residuales luego de un tratamiento secundario estará entre los siguientes valores: - estanques de oxidación: 60-250 ppm - estanques ventilados: 50-80 ppm - filtros delgados: 20-60 ppm - lodo activado: aprox. 15 ppm Las aguas residuales pueden contener partículas sólidas de diferentes formas, variando de redondeadas a filamentosas. El agua residual obtenida del proceso de lodo activado contiene partículas sólidas de formas definidas, a diferencia del agua residual obtenida por otros métodos de tratamiento, éste hecho ayuda en el diseño de las estructuras de sedimentación y filtración. Formas definidas de partículas sólidas pueden ser preferibles, y en lo posible, aguas residuales que contengan partículas gelatinosas o filamentosas deben ser evitadas. La variabilidad de la calidad de las aguas de reservorios con respecto a las aguas residuales es muy alta y depende de la calidad del tratamiento de depuración, el comportamiento del reservorio y las condiciones climáticas. 2.1.7 Reservorios y aguas mixtas (aguas frescas y de tratamiento de depuración) El contenido de impurezas en aguas mixtas depende de la naturaleza de las fuentes (particularmente cuando se trata de elementos químicos), en las cantidades relativas de las diferentes fuentes, y en el intervalo de tiempo entre el mezclado y el uso de las aguas. La experiencia muestra que cuando dicho intervalo es grande pueden haber serias dificultades en la filtración. Las aguas mezcladas deben por lo tanto, permanecer en el reservorio por un mínimo de tiempo, con una profundidad de aguas, no menor de 4 a 5 m en lo posible. 2.1.8 Viveros de peces (viveros combinados) Los viveros de peces son similares en sus características a lagos y reservorios (vea sección 2.1.3.). Altas poblaciones de peces crean correspondientemente altas masas biológicas.

2.1.9 Fuentes varias Desconocidas: Fuente de agua desconocida, o diversas mezclas de fuentes. Alternadas: Tratando con fuentes de agua alternadas, el enfoque es simplificable considerando la peor de dichas fuentes. Cuando el uso de diferentes fuentes es programado adecuadamente, es conocida la calidad de cada una, se pueden tomar medidas apropiadas para reducir los costos. Agua potable: Como el agua potable es generalmente provista por perforaciones (pozos), el enfoque será de acuerdo a la sección 2.1.5. anterior. De todas maneras, el término "agua potable" puede indicar que el agua pasó un alto nivel de tratamiento, con baja probabilidad de que ocurran problemas de filtración. El agua potable es interpretada como agua limpia. 2.2. Factores de obstrucción. 2.2.1 Materia inorgánica suspendida (a) arena: Tamaño: 50 – 2,000 micras Alto contenido de SiO2 (b) sedimento: Tamaño: 2 – 50 micras. (c) arcilla: Tamaño: Menos que 2 micras. Sedimentos y arcilla tienen relativamente un alto porcentaje de Fe2O2, Al3O3, MgO, K2O y P. Tabla 2.1 - Clasificación de suelos según tamaño de partículas Definición

Tamaño (micras)

Mesh

arena muy gruesa 1,000 – 2,000 10 – 18 arena gruesa

500 – 1,000

18 – 35

arena media

250 – 500

35 – 60

arena fina

100 – 250

60 – 160

arena muy fina

50 - 100

160 –270

Sedimento

2 –50

Arcilla

50,000

NOTAS: (1) Máxima concentración medida de un número representativo de muestras de agua, usando procedimientos estándar de análisis (mg/1). (2) Máximo número de bacterias por 1 ml. Puede obtenerse de muestras de campo portables y de análisis de laboratorio. Un incremento de poblaciones bacteriales es reflejado en un incremento de algas y nutrientes microbiales. 2.4.2Métodos de clasificación Valores comprendidos entre 0 y 10 son atribuidos a propiedades físicas, químicas y biológicas, como se muestra en la tabla 2.5. Una valoración de 0-0-0 significa que el agua es de excelente calidad, y una de 10-10-10, significa que el agua es de calidad extremadamente pobre. Un ejemplo de clasificación de agua aparece en la tabla 2.6. Tabla 2.5. Clasificación de calidad de agua de riego por goteo. Número de Prop. Físicas evaluación

Prop. Químicas

Prop. Biológicas

Sólidos suspendidos

Materia disuelta

Hierro y Bacterias Manganeso

(mg/l)

(mg/l)

(mg/l)

0

140

> 1,400

> 1.0

>4x104

NOTAS: Propiedades químicas: La clasificación se basa en la concentración máxima de sólidos disueltos, hierro y manganeso. Material disuelto: Si el pH del agua excede el 7.5, la evaluación del agua deberá ser duplicada. Propiedades biológicas: si el agua contiene cantidades substanciales de proliferación de caracoles, la evaluación deberá ser cuadruplicada. Al estar sujeta la calidad del agua a una alta fluctuación, se deberá muestrear con frecuencia. Tabla 2.6. - Clasificación de calidad de agua natural

Fuente

Agua potable Surcos Ríos

sólidos suspendidos

Indice

(mg/l)

máximo de máximo de sólidos solubles bacterias (mg/l) (mg/l)

1

500

10

0-4-0

300

50

10,000

10-0-6

70

900

4,000

6-7-4

1

1,650

40,000

0-10-9

Pozos 2.4.3 Evaluación de sedimentación de carbonato La cantidad de la sedimentación de carbonatos depende de los siguientes factores: (a) Concentración de Ca y de Mg. La sedimentación realmente ocurrirá en concentraciones que excedan los 50 ppm.

(b) pH del agua. En niveles de pH por sobre 8.0, la sedimentación ocurrirá incluso en concentraciones de Ca y de Mg inferiores a 20-30 ppm. (c) Temperatura del agua. El agua fría contiene más dióxido de carbono que el agua tibia. Niveles de dióxido de carbono muy disueltos constituyen un factor favorable para que ocurra la sedimentación de carbonato. El índice de la muestra del agua es computado de los resultados de las siguientes pruebas: - alcalinidad - contenido de calcio - concentración global de sólidos suspendidos - diferencia entre pH medido y computado. Un valor positivo del índice de saturación significa que una sedimentación de carbonato de calcio es factible. Bajando el pH del agua, el índice de saturación puede hacerse negativo, en cuyo caso la sedimentación es prevenible. 3. Tratamientos químicos y biológicos del agua 3.1 Generalidades 3.1.1 Objetivos Los objetivos del tratamiento químico y biológico del agua (tanto antes como después de la filtración) son: (a) Reducción de la cantidad de materia suspendida que llega al sistema de filtración. (b) Control del crecimiento bacterial en el sistema. (c) Sedimentación y/o disolución de partículas sólidas. (d) Homogeneización cuantitativa máxima del agua que llega al sistema de filtración, para así obtener filtración fija y uniforme. 3.1.2 Propiedades Todo agente químico agregado al agua de riego debe tener, como mínimo, las siguientes propiedades: (a) No debe causar obstrucción o corrosión de ningún componente del sistema de riego. (b) Su uso, en condiciones de campo, debe ser seguro. (c) No debe reducir la producción del campo.

(d) Debe ser soluble o emulsivo en agua. (e) No debe reaccionar en forma peligrosa con sal u otros agentes químicos que existan en el agua de riego. Atención: Prevenga el uso directo de agua de riego por las personas. Para ello, instale un aviso de prevención de uso de agua con materiales tóxicos. 3.2 Cloración 3.2.1 Funciones La cloración se basa en la inyección de varios compuestos de cloro en el agua de riego. El cloro permite: (a) Crear un ambiente en el cual las algas no se puedan desarrollar más. (b) Actúa como un agente oxidante, causando la descomposición de la materia orgánica. (c) Previene la aglomeración y sedimentación de materia orgánica suspendida. (d) Oxida substancias tales como hierro y manganeso, produciendo compuestos insolubles que pueden luego ser removidos. 3.2.2 Efectos de cloración en plantas La mayoría de las plantas no son sensibles al cloro cuando este es aplicado en la manera usual (un máximo de 10 ppm en aplicación continua, o 50 ppm en aplicación intermitente). Las plantas pueden intoxicarse por cloro, si éste es inyectado en altas concentraciones (hipercloración). La sensibilidad de cada planta depende altamente de su edad y del tipo de suelo. Las plantas jóvenes que crecen en suelos livianos son más sensibles que plantas similares maduras, que crecen en suelos pesados. El efecto tóxico específico del cloro ocurre en la membrana del plasma, o luego de la penetración a través de la membrana, dentro del protoplasma. En algunas plantas, el exceso de cloro puede reducir el contenido total de fósforo. La intoxicación de cloro es comúnmente asociada con especies leñosas y ocurre sólo raramente entre las plantas herbáceas. 3.2.3 Reacciones del cloro con el agua Cuando el cloro se agrega al agua, se producen las siguientes reacciones: (1) Hidrólisis: H2O + Cl2 = HOCl + H+ + Cl-

A temperaturas de aguas ordinarias, esta reacción se completa en pocos segundos. En agua de riego y en niveles de pH sobre 4, el equilibrio se ve desplazado hacia la derecha y muy poco Cl2 existe en la solución. (2) lonización: HOCl = H+ + OClEl ácido hipoclórico (HOCl) y el hipoclorito (OCl-), que juntos son conocidos como "cloro disponible libre" existen en equilibrio. La efectividad de la cloración depende altamente del pH del agua. Una cloración eficiente es afectada por los siguientes factores: (a) Cloro disponible (concentración y tipo) (b) pH (c) Tiempo de contacto (d) Temperatura El ácido hipoclórico es débil y se disocia pobremente en niveles de pH debajo de 6. Por lo tanto, el cloro existe primariamente como HOCI en un pH relativamente bajo de 6.0; y en pH de 8.5, ocurre un cambio muy agudo de HOCI no disociado a una casi completa disociación. En un pH de 7.5 y a una temperatura de 20°C, los iones de hipoclorito (OCI-) predominan. La eficiencia de HOCl es 40-80 veces mayor que OCl- y por lo tanto la proporción de HOCl a OCl- es muy importante. En las reacciones previamente descritas, los iones de hidrógeno (H+) se forman y bajan el pH. El grado de dicho efecto depende de la cantidad de cloro agregada y de la capacidad de amortiguación del agua. La reacción del cloro con amonio - produciendo componentes - es llamada cloraminas. Por ello asegúrese que los fertilizantes de nitrógeno y el cloro sean aplicados en tiempos diferentes. 3.2.4 Aplicación El cloro puede aplicarse de las siguientes maneras: (a) Inyección intermitente de cloro en concentración baja y uniforme (normalmente 1 a 10 ppm) una o varias veces durante el ciclo de riego. (b) Inyección intermitente en alta concentración (normalmente sobre l0 ppm) una o varias veces durante el ciclo de riego (con una duración de hasta aproximadamente 20 minutos por día). (c) Supercloración en una concentración de 50 ppm, con una duración de 5 minutos durante el ciclo de riego. 3.2.5 Materiales de cloración

El cloro para cloración es empleado de diferentes formas. Una comparación entre las diferentes formas aparece en la tabla 3.1. (a) Gas de cloro Aquí el cloro es aplicado como un gas líquido bajo alta presión, desde contenedores. El gas es más pesado que el aire, y por lo tanto debe proveerse una ventilación exhaustiva adecuada. Las reacciones anteriormente mencionadas ocurren cuando el gas de cloro es inyectado dentro del agua. De estas reacciones, es evidente que el ácido hipoclórico e hipoclorito que son producidos tienden a bajar el pH y reducir la alcalinidad. (b) Hipoclorito de sodio El hipoclorito de sodio (NaOCl) es obtenible como líquido en concentraciones de hasta 15% de cloro disponible. Este reacciona con el agua de la siguiente forma: NaOCl + H20 = Na+ OH- + HOCl El HOCl puede disociarse aún más, como se ha indicado anteriormente. En esta reacción los iones OH- y Na+ se forman, aumentando el pH del agua. En algunos casos, el Na+ formado puede ser dañino para el suelo y las plantas. Las soluciones de hipoclorito de sodio son, hasta cierto grado, inestables. Su máximo de vida recomendado es de 60-90 días. (c) Hipoclorito de calcio El hipoclorito de calcio [Ca (OCl)2] es encontrado en su forma seca como polvo, gránulos, tabletas y píldoras. Reacciona con el agua de la siguiente manera: Ca (OCl)2 + 2H20 = Ca++ + 2OH + 2HOCl El HOCl puede luego disociarse como se ha mencionado anteriormente. En esta reacción, los iones de Ca y OH- se forman, aumentando el pH agua(d) Dióxido de cloro El dióxido de cloro (ClO2) es la forma más cara de cloro aplicado al agua. Su potencia no es afectada por pH de valores comúnmente existentes, o por la presencia de amoníaco. Tabla 3.1. Comparación entre diferentes formas de cloro Dióxido Propiedad

Gas cloro

Hipoclorito de cloro

Seguridad

Peligroso

Gusto y olor Presente en

No peligroso

No peligroso

Presente en agua Ninguno

en el agua

agua

Inversiones Alto iniciales

Bajo

Medio

Costos del cloro

Bajo

Bajo

Medio

Técnica requerida

Alto

Bajo

Bajo

La dosis de cloro requerida y el método de aplicación debe determinarse de acuerdo a la calidad del agua, la cantidad de algas, el tamaño del sistema de riego y el lapso de tiempo entre la filtración primaria y el momento en que el agua alcanza los emisores. 3.2.6Métodos de cloración La cloración debe llevarse a cabo según los siguientes métodos: (a) cloración directa: En la cloración directa el gas es usado bajo presión. El equipo incluye un indicador de presión y un medidor de flujo. Valor de flujo máximo: 45-90 kg. por día. Para una cloración de emergencia en un terreno de 40 Ha., se requieren 115 kg. por día. (b) inyección por bomba: La bomba de inyección debe ser de los siguientes tipos: - accionada eléctrica o mecánicamente (motor de gasolina) - accionada hidráulicamente (c) cloración por bomba Venturi: El vacío creado en la bomba Venturi activa un diafragma que abre una válvula a través de la cual el gas es transportado a un medidor de corriente equipada con válvula check. Este método permite la aplicación de más de 230 kg. por día. 3.2.7. Control de cloración La inyección siempre debe llevarse a cabo tan cerca como sea posible de la parte del sistema a tratar, y si es posible, antes del filtro (lo cual ayuda a mantener materia orgánica lejos del filtro y así mantener el filtro limpio). Un control efectivo de cloración requiere ajustar la nutrición de cloro, para compensar variaciones en la calidad del agua.

La práctica de control más común es medir el residuo libre de cloro, el cual es la cantidad total de cloro que resta en el agua. Concentraciones de cloro residual pueden alcanzar el nivel de 0.5 a 2.0 ppm en el final del lateral. Un nivel específico de cloro residual libre, puede ser alcanzado sólo a través de un sistema de tanteo. Para obtener una concentración final de cloro de 1 mg/1 se requiere una inyección en una proporción levemente más alta que una basada únicamente en cálculos. La razón de esto, es que la mayoría de las aguas tienen una demanda inherente de cloro. Al calcular la concentración de Cl deseada, deberán considerarse los siguientes factores: (a) La concentración. de sulfuro de hidrógeno (H2S) que reacciona con cloro en una proporción de 1:1 (por ello, cada ppm de H2S debe ser neutralizado por la adición de 1 ppm de cloro). (b) La concentración de hierro que debe ser eliminada por la sedimentación antes de que alcance el sistema de filtros (esto requiere 0.6 ppm de cloro adicionales por cada ppm de hierro). (c) Donde se realiza cloración para prevenir el desarrollo de algas, se debe lograr un estado en el que deben haber al menos 30 minutos de cloro residual en un nivel de 1-2 ppm en los finales de los laterales, cada 12 horas de riego. (d) Cuando se aplica gas de cloro ocurre una reacción ácida con el agua. Por lo tanto, no se debe agregar ningún ácido antes del tratamiento. (e) La disponibilidad de cloro depende de su forma, de acuerdo a la siguiente manera: - gas de cloro: 100% de accesibilidad - hipoclorito de calcio: 65-70% - hipoclorito de sodio: 5-15% El valor del flujo de cloración requerida es calculado de acuerdo a la siguiente fórmula: [Valor de flujo de solución de cloro inyectada (l/hr)] = [Concentración de cloro deseada (ppm)] x [valor de flujo del agua del sistema (m3/h)] = -------------------------------------------------------------------------------[Concentración (en %) de solución de cloro] x 10 NOTA: La influencia del peso específico de la solución no ha sido tomada en consideración. Métodos de medición del cloro libre en el agua: El cloro que se presenta en el agua en forma de cloro elemental, ácido hipoclórico e iones de hipoclorito, son descritos como cloro activo libre.

Existen varios equipos de prueba para detectar y medir el cloro activo libre. La mayoría de ellos usan reagentes que producen un cambio de color en la muestra que es proporcional a la concentración de cloro libre. La comparación se efectúa usando un disco de color. 3.2.8. Procedimientos de cloración (1) Prepare un recipiente con 1.0 litro de agua de riego que contenga el nivel de cloro designado y deje la solución durante una noche. (2) Si no se ha formado hierro precipitado, proceda con el paso (4). (3) Si se ha formado un precipitado de hierro oxidado, modifique el pH del agua de riego a 4.5 y repita el paso (1) (Fe+ disuelto puede experimentar oxidación en presencia de cloro y convertirse en Fe++ sólido, el que puede establecerse en el emisor). (4) Determine la cantidad de cloro requerida, de acuerdo con la tabla 3.3. (la tabla fue preparada para hipoclorito de sodio). Tabla 3.2. Concentración recomendada de cloro libre en el agua (ppm) para propósitos varios. Propósito

Método de Aplicación

localización en la cual cloro libre residual es medido (mg/l) En el cabezal del Después de la sistema filtración

Al final del sistema

Prevención de Continuo crecimiento de algas

1-10

1-10

0.5-1.0

Destrucción de algas Intermitente y desarrollo bacterial

10-20

10-20

0.5-1.0

Disolución de materia orgánica

50-500

50-500

Aprox 10

Oxidación de hierro Continuo

0.6 mg/l por 1 mg/l de hierro ferroso

1

0.5-1.0

Oxidación de manganeso

Continuo

0.6 mg/l por 1 mg/l de manganeso

1

0.5-1.0

Azufre

Intermitente

0.6 mg/l por 1

1

0.5-1.0

Supercloración

mg/l de azufre Tabla 3.3. Concentraciones de cloro requeridas concentración de cloro(% peso)

fuente concentración requerida (ppm) del cloro 2

5

10

15

20

10.0

NaOCl

0.020

0.050

0.100

0.015

0.200

8.0

NaOCl

0.025

0.060

0.120

0.180

0.240

(5) Purgue los terminales de los laterales antes del tratamiento, para quitar así cualquier sedimento del sistema. (6) Llene las líneas con agua de riego que contenga 30-50 ppm de cloro (de acuerdo al grado de obstrucción). Inyecte el cloro antes del filtro. (7) Deje el agua en el sistema por aproximadamente una hora. (8) Chequee la concentración del cloro residual en los terminales del sistema (la concentración requerida es de por lo menos 1 ppm de cloro activo). (9) Si la concentración de cloro residual al final del sistema es la requerida, lave el sistema (incluyendo el filtro) (10) Si la concentración de cloro residual es menor que la requerida, repita los pasos 5-8. 3.2.9. Problemas especiales de cloración (a) Pérdida de cloro en el tanque de almacenaje Una reducción de la concentración del cloro en el hipoclorito de sodio, puede ocurrir como resultado de un almacenaje prolongado y de un incremento de temperatura y de radiación. Cuanto mayor sea la concentración inicial, mayor será la pérdida esperada. (b) Disminución en la concentración de cloro residual libre en el sistema Este fenómeno es inevitable y depende de la calidad del agua, del largo de la trayectoria de la corriente y de la duración de la corriente. (c) Reacción del cloro con agua que contiene fertilizantes

Los componentes de cloro libre tienden a reaccionar creando cloraminas. Estos son menos eficientes que el cloro libre como oxidantes. El uso de fertilizantes que contienen amoníaco y amidas, debe ser por tanto evitado durante la cloración. (d) Sobredosis de cloro La sobredosis de cloro puede trastornar la estabilidad de los sedimentos, causando un movimiento de éstos hacia los emisores y así obstruyéndolos. La sobredosis es usada para limpiar determinados componentes dentro del sistema, pero esto debe ser efectuado por separado. (f) Hierro disuelto No es recomendable realizar la cloración cuando la concentración de hierro disuelto en el agua excede el 0.4 mg/l. Como el cloro actúa oxidando el hierro para formar precipitados, esto puede causar obstrucción. (g) Uso de bombas de inyección Antes de usar bombas de inyección de cloro, deben leerse con detenimiento las instrucciones del fabricante, especialmente si el equipo es adecuado para ser usado en fertilización. 3.3. Otros agentes químicos a ser usados en reservorios y lagos 3.3.1. Tratamiento de sulfato de cobre El sulfato de cobre puede ser efectivamente usado para el control de algas en reservorios. Debe ponerse cuidado en evitar una sobredosis, para prevenir el envenenamiento de peces. El uso de sulfato de cobre seguramente matará los peces cuando una alta población de algas muere al mismo tiempo. En ese caso, la muerte en masa de algas reduce el oxígeno disuelto en el agua, al descomponerse éstas. La máxima concentración recomendada de sulfato de cobre es de 2 ppm. La concentración óptima depende especialmente de las especies de algas a matar. El cálculo debe basarse en la parte alta de 2 m. de agua, donde la luz del sol es más intensa y el crecimiento de las algas es más factible. El sulfato de cobre puede colocarse en bolsas equipadas con flotadores y ancladas en varios puntos del reservorio, o puede ser dispersado sobre la superficie del agua. 3.3.2.Tratamiento con aceite diesel. El aceite diesel flota sobre la superficie del agua. Luego de aplicar tratamientos con aceite diesel, la concentración de materia suspendida desciende. 3.4. Disolución de sedimentos 3.4.1. Tratamiento con ácido

El tratamiento con ácido se basa en la inyección de una de las variedades de tipos de ácidos en el agua de riego. Los tratamientos de ácidos actúan de la siguiente manera: (a) Prevención de precipitados Si se modifica la solución de pH agregando ácido, se fuerza al índice de saturación a volverse negativo, previniéndose así la precipitación. Un pH de 6 es el deseado al ser el objetivo la prevención. El agua varía en respuesta al ácido, por su capacidad de amortiguación. Como regla general si el pH inicial es 8, agregando 0.5 ml/l de ácido, se logrará una disminución del pH de una unidad; agregando 1.0 ml/l se logrará un pH final de 6.0-6.5. Un tratamiento continuo de ácido diluido puede prevenir la precipitación de carbonato. Precipitaciones de sulfuro de hierro y manganeso, no se disolverán en el nivel de ácido usado para controlar el carbonato. (b) Disolución de precipitados existentes Los precipitados de carbonato de calcio (CaCO3), componentes del fosfato de calcio y de óxidos de hierro, pueden ser disueltos por tratamiento con ácido. El procedimiento recomendado para librarse de éstos, incluye la acidificación del sistema tratado a un pH 2, durante 10-90 minutos, y luego limpiar con un chorro de agua hasta que ésta corra limpia. Este procedimiento puede ser repetido varias veces. (c) Mejoramiento de la eficacia de la cloración El ácido hipoclórico predomina en un pH relativamente bajo (menor de 6). Desafortunadamente, los hipocloritos tienden a aumentar el pH, y la eficacia de la cloración es menor que óptima. Por ello, se debe realizar un tratamiento auxiliar para disminuir el pH, lo cual se obtiene, inyectando ácido durante la cloración. El ácido usualmente se debe inyectar antes que la inyección de cloración y ambos antes del sistema de filtración. (d) Formas de ácidos Observando un cuadro de intensidad de ácido (basado en la comparación de los constantes de Ka disociados), podemos ver que: H2SO4, HCl, H3O+, H3PO4 (con aumento de acidez de derecha a izquierda). En ácidos más fuertes que ion de hidronio (H3O+) existe un fenómeno llamado "efecto de nivelación", lo cual significa que la acidez aparente en soluciones acuosas de H2SO4 y HCl es la misma, y que éstas se disocian parcialmente en agua.

Ácido hidroclórico (HCl, también llamado ácido muriático) es un líquido con una gravedad específica de 1.268 y es un ácido más corrosivo para muchos de los materiales metálicos de las tuberías (hierro, acero, cobre y aleaciones de cobre, etc.) Ácido sulfúrico (H2SO4) es un líquido viscoso, incoloro, con una gravedad específica de 1.834, muy soluble en agua y corrosivo a muchos metales. Ácido fosfórico (H3PO4) es un líquido incoloro de gravedad específica de 1.834 y aparece en su forma comercial usual como 85% de H3PO4 en una solución acuosa. El ácido fosfórico actúa también como fertilizante, agregando fosfatos en la zona de las raíces. El ácido fosfórico no debe usarse en presencia de hierro. La concentración debe ser suficientemente alta como para disminuir el pH por debajo de 6.5 y prevenir sedimentos fosfóricos. (e) Prácticas La inyección del ácido se realiza generalmente en una base intermitente, y por ello no afecta el crecimiento de la mayoría de las plantas. La concentración del ácido debe estar basada en el pH derivado. Tratamientos cortos (10-30 minutos) se administran en un pH 2, y tratamientos continuos en un pH 4. La determinación de la calidad del ácido a ser evaluada, debe basarse en una curva de titulación efectuada en laboratorio, usando agua a ser tratada. El control del tratamiento debe efectuarse probando el pH en varios puntos del sistema. Las bombas de inyección para tratamientos con ácidos deben ser cuidadosamente elegidas. Sólo bombas fabricadas con materiales resistentes al ácido son adecuadas. El procedimiento recomendado es el siguiente: (1) Elija el tipo de ácido a emplearse (de acuerdo a accesibilidad, precio, sensibilidad del suelo, cultivo, equipo, etc.). (2) Determine la cantidad de ácido requerida para reducir el pH del agua a 2.0. (a) Prepare varios recipientes, conteniendo cada uno 1.0 l de agua de riego. (b) Vierta diferentes cantidades del ácido elegido (hidroclórico o sulfúrico) dentro de cada uno de los recipientes. Cada cantidad debe ser medida para poder determinar la concentración de ácido en cada recipiente. (c) Chequee el pH en cada recipiente. Si ha obtenido un pH de 2.0 en alguno de los recipientes, calcule su concentración y prosiga con el paso 3. Si no, repita (a) y (b) con concentraciones mayores/menores de ácido, hasta obtener un pH de 2.0 (la concentración calculada servirá como base para cálculo de la cantidad requerida de ácido a ser agregada al agua en el sistema). (3) Chequee el caudal en varios emisores, algunos abiertos y otros obstruidos.

(4) Chequee la presión en la entrada y en la salida del sistema. (5) Purgue los terminales de las laterales antes del tratamiento, para remover los sedimentos del sistema. (6) Llene el sistema (después del filtro) con agua a la que fue agregado ácido en la concentración requerida. (7) Chequee el pH de la mezcla en los terminales de los laterales para asegurarse que la cantidad de ácido que fue agregada es la adecuada. (8) Deje el agua en el sistema por aproximadamente 30-60 minutos. (9) Purgue el sistema completo. (10) Repita los pasos (5) a (8) hasta que salga agua limpia. (11) Chequee el caudal en los mismos emisores que en el paso (3). La mejora en el porcentaje de la corriente en los emisores, es una medida del éxito del tratamiento. 3-4-2 Tratamiento con retardadores de sedimentación Los retardadores de sedimentación son agentes químicos de alto peso molecular. Son solubles en agua y contienen varios grupos funcionales que retardan la cristalización y sedimentación de carbonatos y sulfatos. Una amplia variedad de retardadores son accesibles, tales como: a. CALGON (polimetafosfatos) b. poliacrilatos c. fosfonatos d. materiales basados en E.D.T.A. Estos agentes químicos son usados principalmente como retardadores de sedimentación en sistemas de tratamientos de aguas basados en ósmosis inversa y pueden ser empleados también en sistemas de riego. Los tests demuestran que cuando son aplicados en una concentración de 10 mg/l, los retardadores de sedimentación permiten una concentración 5 veces mayor de calcio disuelto antes de que la sedimentación empiece, lo que significa que la solubilidad de los solubles aumenta más allá de la solubilidad del producto. 3.5Tratamiento por medio de peces. La calidad del agua puede ser mejorada introduciendo en ella peces, especialmente carpa plateada y carpa de gran cabeza. Los peces ayudan a reducir los 3 constituyentes de la materia suspendida: algas, microorganismos y detritus. La mayoría del alimento filtrado por los peces es oculto y se

encuentra en el fondo del reservorio. Empleando especies adicionales de peces, tales como sarotherodon, la carpa negra y la carpa común, las secreciones de la mayoría de los peces pueden ser recicladas. Muchos estudios muestran que donde la carpa plateada, el sarotherodon, la carpa común y la carpa de hierbas se encuentran juntas, hay en realidad, una reducción de la cantidad de zooplancton, pero la cadena biológica se mantiene. La carpa plateada filtra bacterias, algas, zooplancton, materia orgánica indefinida y detritus. Su crecimiento depende principalmente de la calidad del agua en el reservorio y de la cantidad de alimento. En reservorios de aguas residuales, el peso de la carpa plateada es alto y puede alcanzar los 18 a 23 kg. El sarotherodon vive de materias orgánicas suspendidas y de algas. En reservorios, se desarrolla en grandes poblaciones. Una cantidad de pequeños peces, constituye una molestia potencial. El sarotherodon no tiene competidores o depredadores y es estimulado por la carpa plateada. La carpa de gran cabeza vive de zoopiancton. Puede ser introducido en una densidad de aproximadamente 30-50 por Ha. La carpa de hierbas crece en reservorios en los cuales la vegetación inmersa constituye su hierba. Una densidad muy baja de esta especie puede causar largos períodos de desaparición de la vegetación, el pez no puede aumentar su peso y parte de ellos degeneran y mueren. La carpa negra vive especialmente de caracoles. Puede ser introducida en una densidad de 20-40 por Ha. con un peso inicial individual de 30 grs. La carpa común, el cual busca su alimento en el fondo del reservorio, puede causar problemas debido a que vuelve a remover los sedimentos ya depositados en el fondo del reservorio. En principio, los peces utilizan aproximadamente 20% del alimento natural que se encuentra en el reservorio. La infiltración de peces de otras fuentes puede requerir el vaciado del reservorio y su secado durante el verano una vez cada tantos años. 3.6Coagulación El primer propósito en el añadido de coagulantes al agua, es la desestabilización de dispersiones coloidales de pequeñas partículas, que pueden no ser quitadas por sedimentación y filtración. El coagulante ayuda a formar una borra, que puede hundirse en un tanque o filtro, y luego ser quitada. Las sales de aluminio son los coagulantes inorgánicos mas comúnmente usados. El coagulante más comúnmente usado es el alumbre (sulfato de aluminio), el cual existe en forma líquida y seca. El alumbre es nutritivo en dosis de hasta 200 mg/l, siendo las dosis de 10-40 mg/l las comunes. 3.7 Solución de problemas especiales

3.7.1. Existencia de hierro (a) General El hierro ferroso (Fe++) es un reducido químico, de la forma soluble que existe en un ambiente disminuido (ausencia de oxígeno disuelto y bajo pH). Estas condiciones existen en aguas superficiales. Cuando el agua es bombeada del subsuelo, se libera dióxido de carbono, aumentando así el pH. El agua al ser expuesta al aire, crea un ambiente oxidante. El hierro reducido comienza a transformarse en su forma estable, oxidada e insoluble de hierro férrico (Fe+3). El hierro oxidado incluso en bajas concentraciones (0.2 ppm.), estimula ciertos depósitos aeróbicos de limos. Estos limos son pegajosos y pueden adherirse a las tuberías de riego. La inyección de cloro inhibe el desarrollo de varias bacterias. El hierro oxidado debe ser quitado frecuentemente, para prevenir el desarrollo de un ambiente anaeróbico en el área del filtro. Si ello ocurre, la bacteria que reduce el hierro (común en la mayoría de los entornos), puede reducir el hierro a su forma soluble, y este pasará al sistema de riego. (b) Prevención Es recomendable realizar tratamientos preventivos cuando la concentración de hierro disuelto en el agua excede 0.2 mg/l. En concentración de valor 0.3-1.5 ppm., se desarrolla la bacteria de hierro. Concentraciones por sobre 1.5 ppm. favorecen el desarrollo de depósitos de hierro. Si la concentración de hierro es mayor que 4 ppm., el agua es muy difícil de tratar. Existen 2 procedimientos para tratamientos preventivos: 1. Estabilización del hierro en su forma más soluble (reducida). Esto puede lograrse usando agentes aislantes, como hexa-metafosfato de sodio u otros. 2. Oxidación - sedimentación – filtración. Aquí este segundo procedimiento, oxidación sedimentación - filtración, es preferible y su uso es recomendable, para evitar la presencia de cualquier tipo de hierro reducido en el sistema, como se explica en las siguientes líneas. (c) Oxidación Los tratamientos de oxidación pueden ser llevados a cabo de acuerdo a varios procedimientos, tales como cloración, aireación, permanganato de potasio, etc. Cloración (vea 3.2.1) puede usarse para controlar la deposición de hierro si el nivel de pH es inferior a 6.5 y la concentración de hierro es menor que 3.5 ppm. Si el pH es superior a 6.5, la concentración de hierro debe ser inferior a 1.5 ppm.

El cloro disponible, reacciona fuertemente con substancias fácilmente oxidables, tales como manganeso de hierro y sulfuro de hidrógeno, produciendo compuestos insolubles que requieren ser removidos. El ácido hipoclórico (HOCl) puede oxidar iones ferrosos (Fe++) en iones férricos Fe+3 y en dicho caso, hidróxido férrico insoluble Fe(OH)3 puede formarse fácilmente: HOCl + 2Fe+2 +H+ = 2Fe+3 + Cl- + H20 C12 + 2Fe (HCO3)2 = Ca (HCO3)2 + 2Fe (OH)3 + CaCl2 + 6CO2 Reacciones similares ocurren en iones de manganeso. La aireación causa la reacción de oxígeno y agua con hierro, de la siguiente manera: 2Fe (HCO3)2 + 0.5O2 + H20 = 2Fe (OH)3 + 4CO2 Una eficiente aireación puede ser lograda usando fuentes. Inyectar aire por medio de una bomba Venturi es ineficiente por el prolongado tiempo de contacto requerido. Los hidrociclones (separadores de arena) pueden mejorar una aireación eficiente. La aireación y sedimentación es un método económico e infalible. Como la mayoría de las aguas con hierro son aguas de pozos, ellas son bombeadas del pozo a un sistema de presión. Por lo tanto, los procesos de aireación y sedimentación sufren de una baja de presión y se requiere una bomba adicional en la salida de la taza de ajuste, para dar presión al agua. El esfuerzo total de presión se mantiene al mismo nivel. Permanganato de potasio oxidará el hierro o el manganeso, al ser usado en proporciones de 1:1.06 mg/l, respectivamente. La máxima ventaja de la oxidación del permanganato de potasio, es el alto valor de la reacción, la cual es muchas veces más rápida que la del cloro. La reacción no es sensible a un pH entre los valores de 5-9. Silicato de sodio al hacer más compleja el agua, prevendrá su oxidación y la formación de precipitado. El silicato de sodio viscoso, puede ser diluido en no más de 2 partes de agua por cada parte de silicato de sodio. La relación recomendada es de 1 gr. de silicato por 1 gr. de hierro. Como un litro de silicato de sodio contiene 450 grs. de silicato, por cada ppm de hierro, debe ser usado 0.015 lts. de silicato de sodio para un m3 de agua. La inyección no es recomendable si la concentración de hierro es superior a 10 ppm. y si es posible que aparezca la precipitación de carbonato de calcio. (d) Sedimentación y filtración Un filtro medio de arena (grava), es el filtro más indicado para remover el óxido férrico por medio de filtración. (e) Recuperación

Un tratamiento ácido puede ser empleado para despejar un sistema que ha sido bloqueado parcialmente por hierro. Este disuelve el hierro y lo quita del sistema. 3.7.2. Existencia de manganeso El manganeso puede ser quitado con los mismos tratamientos que son usados para eliminar el hierro. La oxidación del manganeso por medio del cloro, es más lenta que la del hierro. Por ello, cuando existe manganeso, el uso del cloro puede causar precipitaciones de manganeso después del filtro, produciendo problemas de obstrucción en la red de riego. 3.7.3.Existencia de azufre El sulfuro de hidrógeno puede ser eliminado por aireación o por otros procesos de oxidación. La cloración destruye las bacterias de azufre y previene la formación de limo. Una dosificación de 8.6 ppm de cloro, debe ser usada para cada 1 ppm de azufre en el agua, hasta que la concentración residual de cloro en los terminales y en los laterales sea de 0.5-1.0 ppm. Al obtener dicho nivel, debe continuares la cloración por aproximadamente 30 minutos más. El proceso debe repetirse cada 12 horas de riego. Con el proceso anteriormente descripto, la filtración por medio de filtros de malla o anillos es considerada la más adecuada. 3.8 Criterios para la selección de tratamientos químicos. (a) Cuando la cantidad de materia biológica es alta, se debe aplicar cloro para prevenir el desarrollo de algas y para descomponer la materia orgánica. (b) Cuando la cantidad de materia suspendida es alta y se presenta una masa biológica, debe ser aplicado cloro para prevenir aglomeración. (c) Cuando aparece hierro residual, azufre o manganeso (sobre 0.5 ppm) debe ser aplicado cloro para oxidar estos compuestos y depositarlos en el sistema de filtración. (d) Cuando la fuente de agua es un reservorio, el agua debe ser tratado por medio de sulfato de cobre, aceite diesel o peces. (e) Cuando la cantidad de los sólidos disueltos y el pH son altos, el tratamiento ácido es el más beneficioso. (f) Cuando los factores químicos y biológicos son altos, debe considerarse tanto un tratamiento ácido, como un control bacterial. Tabla 3.5. Agentes químicos comúnmente usados para tratamiento de aguas Nombre químico Nombre y fórmula común

Uso

Formas accesibles

Disolución Apariencia y (%) propiedades

Sulfato de aluminio

Coagulante

Bloques, varas, trozos, 15-17% gránulos, Al2O3 polvo

Blanco gris o café claro, cristalino, ácido corrosivo, higroscópico.

Coagulante

Solución sg 1:1

8% Al2O3

Solución pardusca, ácida, corrosivo

Cloruro de bromo

Desinfección

Líquido

69.3% Líquido humeante, como Br2 rojo café, corrosivo

Hielo seco carbónico

Regulación de pH Gas sólido

Alumbre

Al2(SO4)3+14H2O Sulfato de aluminio alumbre Alumbre líquido líquido Al2(SO4)3 Cloruro de Bromo Bióxido de carbono

99.9% Gas, se disuelve como CO2 fácilmente en agua

CO2 Hipoclorito de calcio

HTH

Desinfección

Ca(OCl)2+4H2O

Cal clorinada CaO2CaCl23H2O

Polvo de blanqueo

Dióxido de cloro dióxido de cloro ClO 2

Cloruro Cl2

60-70% Gránulos blancos olor Cloro a cloro accesible

líquido, gas bajo presión

25-37% Cloro Blanco, higroscópico, accesible inestable, polvo (siendo picante fresco)

Desinfección líquido, gas oxidante general bajo presion

Verde-amarillo, gas 99.0picante,corrosivo más 99,8% de pesado que el aire, peligroso de manejar Cl2 y conservar.

Cloruro

Desinfección

Gas

Bluestone

Molusquicida algicida

Cristales, 90-99% trozos, polvo CuSO4

Sulfato de cobre CuSO4 + 5H2O

Desinfección

Gránulos, polvo, tabletas

100%

Rojizo-amarillo gas inestable explosivo bajo presión Cristales azul claros y polvo

ácido ácido hidroclórico (HCl) muriático ácido fosfórico H3PO4

ácido fosfórico

acidificación

líquido

30-37%

acidificación

líquido

60-85%

Cristales y gránulos

Estable brillante, cristales púrpura 97-98.5% oscuros fuerte oxidante, poco soluble

para remover Permanganato de Permanganato hierro y potasio manganeso

Hidróxido de sodio NAOH

Hipoclorito de sodio

Muy peligroso y corrosivo

ajuste de pH. reblandecimiento Gránulos Sosa cáustica limpieza de escamas filtros

96-99%

Solución hipoclórica

Fuerte, alcalino 10-1 5% Cl corrosivo, muy oxidante

Desinfección

Solución

Para remover hierro

Cristales 45% trozos, polvo

NaOCl Silicato de sodio Silicato de Na2SiO3 sodio ácido sulfúrico Vitrolo

Acidificación

H2SO4

líquido

Alcalino, blanco,muy corrosivo,higroscópico peligroso al tacto

Solución viscosa en pH 11.5

Spray líquido incoloro, muy peli groso, 77 o 98% corrosivo, higroscópico

4. Tratamiento mecánico del agua. Filtración 4.1. Introducción La filtración puede ser definida como la separación de una suspensión en sus componentes. El proceso de separación se basa en la identificación de las propiedades particulares de los materiales a ser separados, y de las diferencias entre dichas propiedades (tales como densidad, tamaño de las partículas, así como también propiedades químicas, eléctricas y magnéticas). El proceso de filtración en los sistemas de riego consiste, en la mayoría de los casos, en pasar el líquido a través de un medio poroso o una malla, donde las partículas sólidas son retenidas. En otros casos, cuando hay una diferencia importante en la gravedad específica, entre el líquido y las partículas sólidas, el proceso de filtración se basará en la acción de fuerzas rotacionales. El proceso

a ser empleado en cada caso específico dependerá de consideraciones tales como eficiencia, economía y calidad de agua requerida. Una clasificación primaria de los sistemas de filtración puede hacerse de acuerdo a los métodos empleados en la separación. (Vea fig. 4.1) 4.2. Filtración mecánica Los filtros desempeñan un papel esencial en los sistemas de riego modernos, donde se utilizan emisores de baja descarga (goteros, aspersores y microaspersores). Debido a las pequeñas secciones de paso de las boquillas, los emisores son susceptibles a la obstrucción, lo cual acarrea una pobre distribución de agua a la plantación. Esto, como consecuencia, reducirá la producción, aumentará el consumo de energía y los costos del mantenimiento del sistema. Con la intención de proteger los emisores del peligro de obstrucción, los filtros se colocan en la cabeza del sistema o de los cuadros de riego.

Figura 4.1. Clasificación de los métodos de filtración mecánica 4.3. Factores involucrados en la operación de filtros 4.3.1 Generalidades

La operación y el mantenimiento de los filtros se refiere al lavado de los filtros durante los ciclos de riego. Una medida de tiempo adecuada para el lavado de los filtros es importante por las siguientes razones: (a) Posible reducción del valor del flujo. El valor de un flujo a través de un filtro parcialmente obstruido, decrece. Al operar el sistema bajo una presión baja, el funcionamiento del sistema es cambiado hacia altas presiones para el mismo valor del flujo, esforzando al elemento generador de presión (bomba). (b) lncremento de la caída de presión en el filtro. Un incremento de caída de presión a través del filtro, puede forzar a las partículas contaminantes hacia dentro del área del filtrado, y como resultado se producirá un estado de obstrucción prácticamente permanente, el cual es difícil de solucionar. En ciertos casos, el incremento de la caída de presión a través del filtro, puede causar daños físicos a la malla, o ser irreversible para el caso de la grava. 4.3.2Lavado de filtro El lavado del filtro puede ser realizado tanto manual como automáticamente. Cualquiera sea el método, el lavado debe ser programado de acuerdo a una de las siguientes prácticas o una combinación de las mismas. (a) Diferenciación de presión. El lavado comenzará cuando la diferenciación de presión a través del filtro caiga hasta un nivel predeterminado. Dicho nivel puede ser detectado por un sensor de diferenciación de presión y así el lavado comenzará automáticamente; o en la forma manual, tomando la presión antes y luego de los filtros con el fin de leer la diferencia. (b) Control volumétrico. El lavado comenzará cuando una cantidad de agua predeterminada haya pasado a través del filtro. Dicha cantidad predeterminada dependerá esencialmente de la calidad del agua. La medición es efectuada por una válvula que incluya el medidor de volumen (cuadal). (c) Intervalos de tiempos fijos entre lavados sucesivos. Dichos lavados deberán ser determinados en base a la experiencia. 4.4 tipos de filtros 4.4.1 Filtros granulares (a) General. Los filtros granulares (también conocidos como filtros de arena), realizan la filtración del agua a través de una capa gruesa de partículas graduadas. Estas partículas pueden ser arena, grava u otros materiales granulares. La fineza del filtro depende del tamaño efectivo de las partículas y del nivel de filtración deseado. Los filtros granulares son los más adecuados para la filtración de agua que contiene materia orgánica y sedimentos. Se caracterizan por su alta capacidad de remoción de suciedad. Por otro lado, son costosos y requieren un alto nivel de mantenimiento. Los filtros granulares son limpiados por retrolavado. El medio filtrante debe ser reemplazado después de 1 ó 2 temporadas de riego, dependiendo de la calidad del agua.

(b) Operación (vea fig. 4.2). La filtración ocurre durante el movimiento del agua a través del cuerpo del filtro pasando a través de elementos específicos ranurados localizados en el fondo.

Figura 4.2 Filtro granular Los filtros granulares son empleados para una filtración primaria del agua de reservorios, presas, canales abiertos, ríos, alcantarillas y otras fuentes contaminadas. Los sistemas de filtros granulares consisten de filtros sencillos, o baterías de filtros, dependiendo de la salida del agua y de requerimientos de filtración. Los filtros granulares son ineficaces en la separación de partículas de tamaño que varía entre los 110 micras. Su eficiencia en estos valores es menor del 15%. La eficiencia de filtros granulares en remover partículas de tamaño mayor a los 10 micras, es mayor al 50%. Los filtros granulares pueden clasificarse de acuerdo a los siguientes criterios: (1) Grado de filtración: Esta clasificación distingue entre "filtros de rápido flujo", los cuales operan a velocidades de flujo de 4-20 m/sg, y los “filtros de lento flujo", que operan a velocidades de flujo inferiores a 1 m/seg. (2) Tipo y disposición del elemento filtrante del filtro. Esta clasificación distingue entre filtros de arena, filtros de arena uniforme, filtros de carbón, filtros de dos niveles (con 2 elementos filtrantes) y de 3 niveles de filtro. Los tipos más comunes de filtros son: - Filtros de arena uniforme, con flujo hacia abajo y retrolavado hacia arriba. -Filtros de múltiples niveles, con flujo descendente y retrolavado ascendente. -Filtros con elemento graduable, con flujo hacia arriba y lavado. - Filtros con elemento graduable, con flujo radial y retrolavado hacia arriba. (c) Selección. La selección de los filtros granulares debe basarse en las siguientes consideraciones:

(1) Espesor del medio tamaño del grano La profundidad o altura mínima de la arena en la superficie filtrante debe ser de 40 a 50 cm. El agua no deberá incidir directamente sobre la arena o grava para no crear cárcavas en la misma (lo que disminuirá la profundidad filtrante) y debe repartirse uniformemente sobre la totalidad de la superficie del lecho. Además, debe mantenerse un espacio vacío por encima de este lecho que ha de ser suficiente para permitir una expansión de la arena del 15% al 25% durante el proceso de lavado. En la siguiente tabla se dan las características de los materiales filtrantes más comunes: Material

Clase

Diam. Efectivo(mm)

Diam. Poro(mm)

Equiv. mesh

Granito molido

No 8

1.50

0.214

70

Granito molido

No 11 0.78

0.111

140

Arena sílica

No 16 0.66

0.094

170

Arena sílica

No 20 0.46

0.066

230

Arena sílica

No 30 0.27

0.039

400

Los medios filtrantes deben ser, tanto como sea posible, de grano de tamaño uniforme, a fin de aumentar la eficiencia de filtración. El peligro de levantamiento del filtro debido a los fenómenos de canalización, pueden ser reducidos usando un medio de filtración de grano grueso. Mientras más grueso sea el espesor del medio filtrante, más eficiente será el proceso de filtración. Esto es particularmente cierto en un medio filtrante de grano grueso. - Estos dos factores son inversamente relativos. Para filtración lenta, un elemento de grano fino (0.1-0.8 mm) de 80-100 cm de espesor debe ser especificado. Para filtración rápida, un elemento de grano grueso (1.0-2.0 mm) de 60-100 cm de espesor debe ser especificado. - Arena sílice #16 (coeficiente de uniformidad: 0.66-1.51) retiene partículas de tamaño que exceden los 75 micras. - Arena sílice #20 (coeficiente de uniformidad: 0.46-1.42) retiene partículas de tamaño que exceden los 40 micras.

- medio filtrante debe ser, tanto como sea posible, de un grano de tamaño uniforme, para incrementar la eficiencia de la filtración. - Los peligros de separación del filtro, debido al fenómeno de canalización, pueden reducirse, usando un medio de filtración grueso (cuarzo). Al aumentar la fineza del elemento de filtraje, aumenta la eficiencia del proceso de filtración. Esto es particularmente cierto, en elementos de filtraje de grano grueso. (2) Gastos Los rangos recomendados están entre 13.6 y 17 litros por segundo por metro cuadrado de medio activo del filtro. El gasto es directamente relacionado con la velocidad de flujo. Mientras mayor sea la velocidad menor adherencia habrá entre las partículas que se quieren separar y el medio filtrante. Filtros trabajando con 16.7 lps de caudal por m2 de lecho, son capaces de retener partículas 1/7 veces más pequeñas que el diámetro efectivo de sus arenas (tamaño de tamiz que permite el paso de 10% de la arena). Al aumentar el caudal, esta eficiencia disminuye. No se recomienda sobrepasar de 20 lps por m2 de lecho de arena. Deberán instalarse tantos filtros en paralelo como el caudal de agua a filtrar y la capacidad de cada filtro. (3) Materia orgánica La formación de un nivel de materia orgánica, particularmente algas, ocurre en la superficie de filtración y disminuye la eficiencia de la filtración, especialmente donde existen pequeñas partículas. (d) Mantenimiento El medio de filtración debe ser limpiado periódicamente como se indica a continuación: La limpieza se hace con agua limpia filtrada. El retrolavado es realizado por medio de fuertes chorros de agua, ocasionando la suspensión de los granos de arena en los medios filtrantes dentro de una capa de 40 cm de espesor. La cantidad de agua requerida para retrolavado es aprox. 4 a 6% de la cantidad que pasó a través del filtro desde el último retrolavado, o 35 a 45 metros cúbicos de agua por metro cuadrado del área de la sección transversal del medio filtrante. La duración del retrolavado debe ser aproximadamente 1% del tiempo transcurrido desde el último retrolavado. Esta operación se efectúa periódicamente o cuando una cierta cantidad de pérdida de presión (normalmente 0.7 atmósferas) se observa entre la entrada y la salida del filtro. Durante el retrolavado, la suspensión formada se remueve desde arriba. Así ocurre una redistribución de los granos en el elemento filtrante, con los cercanos a la parte superior del filtro. El agua que fluye hacia abajo pasará a través de granos cada vez más gruesos. Esta situación no es deseable, ya que los niveles superiores se obstruyen más seguramente en un corto tiempo. Por esta razón, los filtros granulares empleados en la agricultura son del tipo en el que el elemento filtrante es uniformemente graduado. Desde la instalación del filtro (o desde el reemplazo del

elemento filtrante), el retrolavado es realizado numerosas veces; cada vez, las partículas que se acumulan en la parte superior son removidas. Al final de la temporada, los filtros deben desaguarse, considerando que, los medios filtrantes pueden llegar a ser taponados por algas o materia orgánica. A fin de que el filtro no se llegue a tapar, se agrega cloro o algún ácido en dosis convenientes, el filtro se llena de agua y la solución es dejada aproximadamente 24 horas, después la limpieza se lleva a cabo hasta que sale agua limpia por él. Los medios filtrantes deben reemplazarse después de dos temporadas de trabajo. 4.4.2 Filtros de malla Los filtros de malla son usualmente de construcción muy simple y son menos costosos que otro tipo de filtros. Un filtro de malla consiste, básicamente, en una pantalla de plástico o metal en la cual todas las partículas suspendidas que exceden el tamaño del mesh de la malla, son retenidas. Después de haberse acumulado en la malla una determinada cantidad de suciedad, ocurre una caída de presión en el filtro, etapa en la cual se hace necesario un lavado de malla. El lavado puede ser realizado manual o automáticamente. Los filtros de malla pueden clasificarse de acuerdo al siguiente criterio: (a)Tipo de elemento de filtración: - Malla de plástico o de metal. - Conjunto de anillos estriados, comprimidos axialmente. (b)Método de lavado: - Lavado manual - es típico en filtros de malla muy simples. En algunos casos, tales filtros consisten de 2 elementos de filtraje. - Lavado continuo - se realiza en filtros en los cuales hay un bleeder a través del cual las partículas retenidas en la malla son continuamente lavadas y así quitadas. - Lavado automático - se realiza en filtros sofisticados en los cuales la diferenciación de presión entre la entrada y la salida del elemento filtrante es detectada por un presostato. Al acumularse más partículas en la malla, la diferenciación de presión aumenta, hasta que alcanza un valor predeterminado, en el cual se activa automáticamente el paso del lavado. Las dimensiones de las mallas están normalizadas en diferentes países. Unos emplean medidas en mm o micras, el fabricante Tyler (USA) introduce el término “mesh” que ha sido muy difundido y es la designación más comúnmente utilizada. Mesh se define como el número de orificios por pulgada lineal, contados a partir del centro del hilo. En la siguiente tabla se da la equivalencia de mesh a la apertura correspondiente en mm.

Mesh

40

80

100 120 140 160 200

mm

0.435 0.178 0.139 0.122 0.112 0.094 0.072

El área efectiva de una malla es el área neta de sus orificios. Se calcula multiplicando el área total por el porcentaje de huecos de la malla. En las mallas metálicas este porcentaje es prácticamente constante entre 50 y 200 mesh, siendo el 58% en sentido lineal y 34% en superficie. Las mallas usadas en riego localizado (50-200 mesh) por sí solas no pueden soportar las presiones de la red, por lo que han de ser colocadas sobre un soporte. Este conjunto malla-soporte es lo que se llama elemento filtrante. Este soporte, normalmente de forma cilíndrica, puede ser metálico o plástico, y al estar la malla presionada contra él por efecto del empuje del agua disminuye la superficie filtrante de ésta, en mayor o menor grado, dependiendo del porcentaje de huecos del mismo. Al producto de área total del elemento filtrante por el porcentaje de área efectiva y por el porcentaje de huecos se le llama área neta efectiva. 4.4.3 Filtros de cartucho Los filtros de cartucho son capaces de remover partículas extremadamente finas. Son disponibles en 2 tipos (desechable o lavable) y en una variedad de materiales (nylon, algodón, fibra de vidrio). Por otro lado, los filtros de cartucho son difícilmente adecuados para el riego, debido al alto precio de compra y a costos de mantenimiento. 4.4.4Filtros hidrociclones (separadores de arena) La operación de los filtros hidrociclones está basada en fuerzas centrifugas y gravitacionales. Dichos filtros son efectivos sólo cuando las partículas sólidas a ser separadas, son de mayor densidad que el agua. Por lo tanto, un filtro hidrociclón no es usado normalmente solo, sino que constituye el primer elemento de un sistema de filtración. Los hidrociclones se instalan normalmente cerca de pozos o estaciones de bombeo y son adecuados para separar grandes cantidades de arena y fragmentos de piedras del agua bombeada. Los sólidos separados son transportados a un tanque especial en el fondo del filtro. Dicho tanque es lavado cada determinado tiempo. Como la operación del hidrociclón está basada en fuerzas centrifugas y gravitacionales, es necesario mantener una relación constante de flujo en el filtro, para mantener la eficiencia de la operación. (Vea fig. 4.3). Debido a la misma razón el resultado del hidrociclón dependerá del peso de las partículas más que del tamaño o las formas de éstas.

Figura 4.3 Filtro hidrociclón 4.4.5Otros métodos Otras medidas preventivas pueden llevarse a cabo para garantizar la adecuada operación de los sistemas de riego. Estas medidas son parte de las prácticas de mantenimiento regulares del lugar. (a) Tratamiento del reservorio. Los reservorios de terraplenes de tierra constituyen una de las fuentes principales de sólidos suspendidos en el agua de riego. Algunas recomendaciones para el mejoramiento de la calidad del agua de los reservorios, son presentadas a continuación. 1.Diseño Es recomendable la protección en la parte interior de los terraplenes del reservorio contra la erosión y las olas. Los reservorios pueden también ser manejados como cuenca de establecimiento. Como tales son capaces de remover cantidades de arena y sedimentos. El tamaño mínimo de partícula que puede ser removido depende de la circulación del agua a través del reservorio. Una retención de tiempo prolongado (varios días), se requiere para remover pequeñas partículas tales como arcilla. Agentes de unión pueden ser empleados. Los reservorios empleados como cuencas de establecimiento pueden requerir limpieza más frecuente (hasta varias veces durante el año). Los reservorios pueden ser también empleados para tratamientos químicos (vea Cap. 3). 2. Profundidad de bombeo Si el agua es bombeada directamente de la parte inferior del reservorio, entonces arena, sedimentos y arcilla pueden ser arrastrados hacia dentro del sistema de riego. Esta situación agudiza particularmente hacia el final de la estación de riego, al quedar poca agua en el reservorio.

Si el agua es bombeada, de la superficie del reservorio, entonces el contenido del nivel superior del agua (ramas, hojas, algas, trozos de materia orgánica y otros micro-organismos) pueden también ser arrastrados hacia el sistema de riego. La profundidad óptima de bombeo debe estar entre 1.2 y 1.9 m. por debajo del nivel de superficie del agua. Dentro de este nivel, las algas no se desarrollan y la concentración de la biomasa es mínima. 3. Varios - El sistema de bombeo (entrada del tubo de succión) debe ser protegido contra la infiltración de grandes cuerpos del sistema de riego (malla o canastilla). - Antes de localizar la estación de bombeo, debe considerarse la dirección principal del viento, para prevenir así material flotante de la corriente hacia la entrada de bombeo. - En reservorios en los cuales hay una filtración primaria automática, el agua del reflujo debe ser mantenida apartada de la entrada de bombeo. - En reservorios en los que crecen peces, la estación de bombeo no debe estar localizada cerca de los puntos de alimentación. (c)Lavado de líneas principales y secundarias Las líneas principales y secundarias deben ser lavadas antes y durante la estación de riego. El agua que queda en los caños constituye un medio en el cual se desarrollan los microorganismos y la sedimentación de partículas sólidas. El lavado de dichas líneas ayuda a prevenir la penetración de suciedades dentro de las líneas de distribución y los laterales. 1.Líneas principales - Cierre todas las válvulas que llevan a las líneas secundarias. - Abra todos los terminales ciegos al mismo tiempo. - Lave las líneas por aproximadamente 20 minutos. - Reduzca el valor de flujo y cierre todos los terminales ciegos, mientras el agua continúa fluyendo. 2.Líneas secundarias y laterales - Abra los terminales ciegos de 5 a 10 laterales por vez. - Lave el lateral abierto por aproximadamente 20 minutos, hasta que salga agua limpia. - Cierre los finales ciegos de los laterales. - Las líneas secundarias deben ser lavadas por períodos de 5 minutos.

(d)Revisión de las presiones y de los valores de flujo - Accione el sistema de riego por aproximadamente 20 minutos para llenar las líneas y liberar el aire. - Chequee si el valor del flujo del sistema es equivalente al indicado por el operador. - Chequee la presión del sistema en los siguientes lugares: * Filtros * Líneas distribuidores * Chequee al azar, la presión en el principio y el final de varios terminales. * Chequee al azar, diferentes emisores usando un recipiente de medición. (d) Equipo de riego Consideraciones adicionales, particularmente en cuanto a sistemas de riego por goteo, se aplican a los siguientes: 1. Válvula de lavado La válvula de lavado es instalada al final del lateral. Se usa para drenar la suciedad que se acumula en los laterales durante las pausas de riego. La caída de presión, que ocurre al final del ciclo de riego, es sentida por la válvula. La válvula se abre y así se efectúa el lavado. Cuando la presión en los laterales vuelve a subir (al principio de un nuevo ciclo de riego), o cuando una cantidad predeterminada de agua ha pasado a través de la válvula, ésta se cierra automáticamente. 2. Pulsación La pulsación es un nuevo método que permite el lavado incorporado en sistemas de goteo. Esto implica la instalación de emisores autocompensados del tipo de auto-lavado, tales como los emisores KATIF, fabricados por PLASTRO-GVAT. Tales emisores permiten valores de flujo relativamente altos a través de sus boquillas cuando baja presión (1-2 m.) se sienten en sus entradas. Valores de flujo altos hacen funcionar un proceso de lavado dentro del emisor. Cuando la presión crece, es compensada por goteo y el flujo es bajado al valor de flujo nominal de los emisores, indiferentemente de la actual presión de la entrada. Por ello, durante el lavado de los laterales al principio del ciclo de riego (un proceso que lleva algunos minutos), la presión es suficientemente baja para causar el lavado de los emisores. 5. Diseño de sistemas de filtración 5.1. Tipos de filtros Tal como se ha mencionado en la sección 4.4., hay 3 tipos de filtros:

- Filtros granulares - Filtros de malla/disco - Filtros hidrociclones Con el fin de seleccionar el sistema de filtración óptimo para cada caso, debemos primero determinar la cantidad de agua que será necesaria para el riego, dependiendo del tipo de emisor a ser empleado. En algunos casos, son necesarios tratamientos químicos antes de la filtración, para precipitar los sólidos, que de otra manera no serán retenidos en los filtros. Este capítulo trata acerca de la filtración del agua para riego por goteo o de microaspersores. 5.2Selección de los tipos de filtros La tabla 5.1 a continuación, resume la eficiencia de los varios tipos de filtros para remover diferentes contaminantes del agua de riego. En esta tabla, los filtros son clasificados de acuerdo a su grado de eficiencia contra los diferentes contaminantes. Donde diferentes tipos de filtros tienen el mismo grado de eficiencia, se da preferencia al tipo menos costoso. En principio, los filtros de grava son los tipos de filtros más costosos, y los de malla (disco) son los más económicos. En esta tabla: "A" significa: La alternativa recomendada "B" significa: La segunda elección "C" significa: La tercera elección Tabla 5.1 - Selección del tipo de filtro Naturaleza Grado de del problema contaminación

Criterio cuantitativo

Tipo de filtro de control

Tipo de filtro

Filtro Hidrociclón

Filtro Granular

Filtro de Filtro de malla Discos automático

Partículas de Bajo suelo

< 50 mg/1

A

B

-

C

Malla

Alto

> 50 mg/1

A

B

-

C

Malla

Bajo

< 50 mg/1

-

A

B

C

Discos

Sólidos suspendidos

Alto Algas

> 50 mg/1

Bajo

-

A

B

-

Discos

-

B

A

C

Discos

A

B

A

Discos

Alto Hierro oxidado y magnesio

Bajo

0.5 mg/l

-

A

B

B

Discos

5.3Definición del numero de mesh para filtros de malla El grado de filtración de un filtro de malla es expresado normalmente por su número de mesh, tal como es definido en la siguiente fórmula: M = 1 / (D + a) Donde: M – Número de mesh D – Diámetro del alambre (pulgadas) a – Diámetro de una sola abertura Ejemplo: Dado un grado de filtraje de 120 mesh, encuentre el valor de a, si el diámetro del alambre es de 130 micras. Solución: D + a = 1/M = 1/120 = 0.00833” D= 130 micras = 0.00013 m = 0.00512” a= 0.00833 – 0.00512 = 0.00321” = 0.08 mm a aproximadamente 0.1 mm 5.4Diseño de los valores del flujo a través del filtro Los siguientes valores de velocidades de flujo son recomendados para el diseño de filtros: - Filtros de grava: 10 - 30 m/h, (0.0028 - 0.0083 m/seg) - Filtros de malla: 5 - 30 m/h, (0.0014 - 0.0083 m/seg) - Filtros hidrociclones: 1.5 - 5 m/seg

La escala de los valores de flujo para los diversos tipos de filtros son accesibles en el mercado tal como se muestra en la figura 5.1. a continuación. Estas escalas son sólo indicativas y la selección actual de los filtros debe basarse en los catálogos de los diferentes fabricantes y en la calidad de agua esperada.

Fig. 5.1 Rangos de gastos para varios tipos de filtros

Mientras los filtros diseñados se expongan a cantidades hidráulicas bajas (por ejemplo, a aguas con bajo grado de contaminación), el valor del flujo diseñado estará de acuerdo al dato del fabricante. Cuando se esperan altas cargas hidráulicas (por ejemplo, agua con alto grado de contaminación, con combinación de varios contaminantes) el diseño del valor del flujo debe tomarse como un 75%, en algunos casos por debajo del 50%, del dato del fabricante.

Figura 5.2 Trazado típico de cabezal de control de riego 5.5Trazado del sistema de filtración El sistema de filtración debe ser instalado en la cabeza del terreno de riego, como parte del cabezal de control. Un trazado típico aparece en la figura 5.2 y el sistema es ilustrado en la figura 5.3. Donde los sistemas de filtración consisten en más de un tipo de filtro, su orden (de aguas arriba a aguas abajo) debe ser: (a) Filtros hidrociclones (b) Filtros granulares (c) Filtros de malla/disco automáticos El filtro de control debe ser un filtro de malla o disco. Debe estar localizado tan cerca como sea posible de los emisores.

Esto es necesario cuando la distancia entre el emisor y el cabezal es larga y se producen precipitaciones o aglomeraciones, especialmente cuando la velocidad de flujo es baja. 5.6Retrolavado El retrolavado es realizado para remover del sistema toda materia extraña retenida en el filtro. Existen diferentes métodos de retrolavado: (a) En filtros granulares, retrolavado por agua, agitando el elemento de filtración, y así llevándolo a suspensión. (b) En filtros de discos, retrolavado con o sin separación de disco. (c) Retrolavado con mezcla de agua y aire. La frecuencia del retrolavado puede ser planeada de acuerdo a los siguientes diferentes métodos: (a) Intervalos de tiempo fijos entre 2 lavados consecutivos. El tiempo del intervalo es normalmente determinado en base a la experiencia. La mayor desventaja de este método, es el hecho de no servir para la filtración de agua de calidad variable. (b) El retrolavado es activado cuando la presión diferencial que cruza el filtro crece a determinado valor. (c) Como por el método (b) anterior, con el respaldo de un timer.

6. Mantenimiento del sistema de riego 6.1Generalidades Adicionalmente a la filtración, deben tomarse otras medidas para conservar limpio el sistema de riego. Dichas medidas incluyen métodos mecánicos y químicos tales como: (a) Lavado de tubos y laterales (vea sección 4.4.5 párrafo a).

(b) Riego pulsado (vea sección 4.4.5, párrafo d) (c) Cloración (vea sección 3.2) (d) Tratamiento con ácido (vea, sección 3.4.1) 6.2Lavados de tubos y laterales En sistemas de riego, la suciedad se concentra en el final de las líneas. Esto ocurre tanto como resultado de sedimentación debido a baja velocidad de flujo, o por escombros que quedan atrapados en el final de las líneas. Los laterales deben ser lavados al menos una vez por estación. Si el agua es de pobre calidad, el lavado debe ser más frecuente (hasta de 2 veces al mes). El lavado se efectúa abriendo los finales de la línea durante el riego por aproximadamente 30 segundos. No debe abrirse más que 5-8 laterales por vez, para conservar una presión de lavado adecuada y velocidad de flujo. 6.3Riego pulsado Este método permite el lavado continuo de los emisores y los laterales, si son empleados emisores del tipo de auto-lavado autocompensado (tales como el KATIF). Un pulsador es montado en la válvula hidráulica principal. EL pulsador abre y cierra la válvula a intervalos prefijados (normalmente 2 horas), por un tiempo prefijado (normalmente 1 minuto). Deben tomarse medidas apropiadas para asegurarse que la presión en puntos bajos del campo cae a cero durante los períodos de interrupción. En caso de obstrucción del sistema, se recomienda, además de cloración o tratamiento con ácido, efectuar pulsaciones en intervalos de media hora, por períodos de 1 minuto. Antes de instalar el pulsador, la posibilidad de daño al sistema de bombeo, debido a la interrupción de la válvula principal, debe ser examinada. 6.4Cloración A pesar de la detallada descripción de la cloración presentada en la sección 3.2., enfatizaremos los siguientes puntos: (a) Chequee la sensibilidad del cultivo al cloro (vea sección 3.2.2). (b) Si la cloración ha de efectuarse en un cultivo existente, la concentración de cloro no deberá exceder los 30 ppm. (c) La duración del proceso de cloración debe ser de aproximadamente 1 hora.

(d) El valor del flujo requerido de cloración es calculado como se muestra en la sección 3.2.7. (e) Proceda de acuerdo a las instrucciones de la sección 3.2.8. 6.5Tratamiento con ácido 6.5.1 Generalidades El objetivo del tratamiento con ácido es disolver la costra y otras precipitaciones que puedan haberse formado en el sistema. Dicho tratamiento es también efectivo contra sedimentos orgánicos en agua con alto pH. El ácido usado en el tratamiento no dañará el polietileno y los caños de PVC, pero acarrea corrosión en acero, aluminio, asbestos-cementos y caños forrados con cemento. Es común efectuar el tratamiento con ácido en sistemas de riego por goteo al final de la estación de desarrollo o cuando es necesario. La mayoría de los ácidos minerales son adecuados para el tratamiento de sistemas de riego. El ácido hidroclórico técnico (33%), el más costoso, es el generalmente recomendado. El ácido fosfórico (85%) y el ácido nítrico (60%) son también ampliamente usados. 6.5.2 Datos de aplicación (a) La concentración de ácido en el agua es de 0.6% para: - ácido hipociórico técnico (33%) - ácido fosfórico (85%) - ácido nítrico (60%) (b) Para una concentración de ácido del 0.6%, el valor del flujo del ácido se calcula de acuerdo a la siguiente fórmula: [valor de flujo del ácido en l/h] = 0.6 (%) x 10 x [valor de flujo del sistema (m3/h)] (c) La duración de cada tratamiento de ácido es 12 minutos. Por ello, el volumen requerido de ácido para un único tratamiento (en litros) es igual 1/5 del valor de flujo del ácido, tal como es calculado en la fórmula anterior (b). Ejemplo: Si el valor del flujo en el sistema es 30 m3/h, el valor del flujo del ácido es: 0.6 x 10 x 30 = 180 l/h La cantidad de ácido requerida para un tratamiento (12 minutos) es: 180 / 5 = 36 litros 6.5.3Procedimiento

(a) Calcule el valor del flujo de la bomba fertilizante y la cantidad requerida de ácido. (b) Lave las líneas distribuidores y los laterales. (c) Opere la bomba fertilizante y aplique la solución del ácido durante 12 minutos. (d) Después de completado el tratamiento, siga operando el sistema con agua limpia por aproximadamente media hora. (e) Vuelva a lavar los laterales para permitir evacuar los sedimentos disueltos. E-mail: [email protected]

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Inico Soporte técnico Notas técnicas Filtros de agua para riego Filtros de malla y anillas Filtros de malla y anillas FILTROS DE MALLA Y ANILLAS FILTROS DE MALLA Y ANILLAS INTRODUCCION Tal vez el mayor problema de los riegos localizados de alta frecuencia sean las obturaciones. Los pequeños diámetros de los emisores, sobre todo los de goteo, y las bajas velocidades del agua, facilitan la formación de obturaciones. Estas pueden ser debidas a partículas minerales, partículas orgánicas y precipitados químicos. La lucha contra las obturaciones comprenden dos tipos de medida: - Preventivas, fundamentalmente filtrado y tratamientos de aguas. - Las que se aplican cuando ya se han producido las obturaciones. Tratamientos con ácido, presión, etc.

Los filtros de malla son el elemento mínimo imprescindible de un sistema de riego. Deben colocarse siempre bien en el cabezal o en otra parte de la red. Si además se va a instalar cualquier otro elemento de filtrado, deben situarse después, y después del punto de inyección si lo hubiera, para retener cualquier partícula. Si se piensan colocar contadores en el cabezal de riego, estos se deben instalar después de los filtros de malla, ya que las partículas en suspensión pueden producir errores en la medida de caudales.

Los filtros de malla realizan un tamizado superficial del agua, reteniendo aquellas partículas de tamaño superior al de los orificios de malla. Esto hace que su colmatación sea mucho mas rápida que la de los filtros de arena. Por esta razón se suelen utilizar con aguas no muy sucias que contengan partículas de tipo inorgánico, o como elementos de seguridad después de hidrociclones, filtros de arena o equipos de fertirrigación. Cuando las aguas contienen algas su uso no esta indicado, por que se colmatan rápidamente y dejan pasar las impurezas. Existe una clasificación que distingue entre "cartuchos" y filtros de malla propiamente dicho. La diferencia entre ambos no es demasiado importante y se refiere exclusivamente al tamaño: Los cartuchos son filtros pequeños para caudales de menos de 10 m3/h. FILTROS DE MALLA. APLICACIONES

Están especialmente indicados para la retención de partículas de origen mineral, ya que la materia orgánica con estructura fibrosa, suele colarse con relativa facilidad a través de los orificios de la malla. Estos filtros deben ser capaces de retener partículas cuyo tamaño sea superior a 1/8 del diámetro de mínimo de paso del emisor que se piensa instalar. En cualquier instalación de riego localizado se debe disponer de al menos un filtro de mallas o anillas de riego localizado, para retener las partículas de origen mineral que puedan llevar el agua en suspensión. FILTROS DE MALLA. LIMPIEZA Los filtros de malla están constituidos por un cuerpo cilíndrico que aloja en su interior un cartucho de malla, que puede tener diferentes tamaños de orificios, a través del cual circula el agua que se pretende filtrar. Existen filtros de malla de distintas formas y dimensiones (en "V" en "Y" en "L", de doble cuerpo, etc.). El agua penetra en el mismo y pasa a la cámara interior del cartucho. AL atravesar la pared del cartucho, las partículas cuyo tamaño es mayor que el de los orificios de la malla, quedan retenidas, acumulándose en el interior. La colmatación del filtro de mallas se produce de forma gradual, dejando cada vez un menor superficie para el paso del agua y aumentando por lo tanto las pérdidas de carga que produce. La limpieza del filtro se realiza abriendo la válvula de la parte inferior del filtro, por donde saldrá el agua arrastrando las impurezas retenidas. se puede realizar una limpieza mas a fondo del mismo desmontándolo y limpiando el cartucho con agua a presión o con un cepillo. Existen otros modelos donde la limpieza puede ser diferente.

NUMERO DE MESH Las mallas que se colocan en el interior del filtro pueden ser de materiales y características diferentes (acero inoxidable o de plástico (poliester, nylon, etc)). El parámetro que comúnmente se utiliza para evaluar la capacidad de retención del filtro es el número de mesh, que se define como el número de orificios por pulgada lineal, contados a partir del centro de un hilo, asi se dice una malla de 120 mesh o 120 orificios.

En la definición se puede observar que el número de mesh se puede observar que no se refiere en ningún caso al tamaño, sino al número de orificios. Dos cartuchos con el mismo número de mesh pueden presentar tamaños de orificio diferentes, según la malla este construida en uno u otro

material, en función del grosor de los hilos que lo constituyen. Los hilos de acero son mas finos que los de de plástico, por lo que a igualdad de mesh, los orificios de malla de acero son mayores que los de plástico. El número de mesh puede ser por lo tanto, un dato orientativo sobre la capacidad de filtrado de una malla, pero bajo nuestro punto de vista resultaría mas recomendable la adopción de la luz de la malla (tamaño del orificio expresada en mm) como parámetro para definir la capacidad de retención del filtro, evitándose las posibles confusiones a que pueda dar lugar el empleo del número de mesh. Para mallas de acero inoxidable se puede dar la siguiente tabla, que relaciona el tamaño de los orificios con el número de mesh.Las mallas estándar son las comprendidas entre 100 y 200 mesh. Nº DE MESH

ORIFICIO (mm)

Nº DE MESH

ORIFICIO (mm)

3,5

5600

32

500

4

4750

35

425

5

4000

42

355

6

3350

48

300

7

2800

60

250

8

2360

65

212

9

2000

80

180

10

1700

100

150

12

1400

115

125

14

1180

150

106

16

1000

170

90

20

850

200

75

24

710

250

63

28

600

Para mallas fabricadas en otros materiales se debe consultar a los fabricantes de los cartuchos acerca de la luz de paso de la malla. En las mallas fabricadas en otros materiales, por ejemplo nylon, no se pueden citar valores exactos, pues el porcentaje de huecos depende del grosor del

nylon utilizado por cada fabricante. No obstante hemos comprobado que hasta 120 mesh tienen aproximadamente las mismas características que si fueran metálicas. AREA NETA DE FILTRADO Otra característica a tener en cuenta a la hora de la elección del filtro a instalar es la superficie neta de filtrado, o área vacía An ó Av. Ae= p.At Ae= Área efectiva (la ocupada por los orificios). p= Porcentaje en superficie de los orificios. At=Área total. Los fabricantes deben informar del valor de "p". Para mallas metálicas entre 50 y 200 mesh, p es prácticamente constante y vale 0,34. (podríamos tomar el mismo valor para mallas de nylon hasta 120 mesh. Al área efectiva hay que descontar la superficie obturada por el soporte. La diferencia es el área neta efectiva (An), que es la que interviene en el diseño de un filtro de mallas, como veremos mas adelante. El área efectiva de un filtro de malla debe ser como mínimo, 2,5 veces mayor que la correspondiente a su diámetro nominal. Para calcular An hay que conocer las características geométricas del soporte. De forma aproximada y generalmente del lado de la seguridad, se puede descontar un 10% del área efectiva, lo que equivale a la expresión siguiente: An=0,9.p.At

PERDIDAS DE CARGA La elección del modelo de filtro, así como la determinación del momento para la limpieza, se hace en función de las pérdidas de carga que produce. Un filtro de malla limpio debe presentar, para su caudal de funcionamiento, unas pérdidas de varga del orden de 2 m.c.a. y se debe proceder a la limpieza del mismo cuando las pérdidas de carga que se produzcan en la red sean de unos 4-6 m.c.a. Si se permiten mayores pérdidas de carga el filtro pierde eficacia y se puede llegar a romper la malla. Esta cifra de 4-6 m.c.a. es la que hay que tener en cuenta en el cálculo de la instalación (bombas, etc.). ELECCION DEL FILTRO

En la elección de un filtro de malla hay que determinar la superficie de la malla y el tamaño de los orificios, es decir su número de mesh. Para esto último un criterio usado comúnmente es que el tamaño del orificio sea aproximadamente 1/7 del menor diámetro de paso del gotero, valor que se puede elevar a un 1/5 en el caso de microaspersión. Ello es debido, además de la posible entrada de una partícula por su dimensión menor, a que se pueden aglutinar partículas una vez que hayan superado el paso a través de las mallas. El empleo de mallas mas finas no es recomendable porque aumenta la frecuencia de las limpiezas y los problemas potenciales que acompañan a la colmatación de las mallas. En la siguiente tabla se muestran las mallas de acero recomendadas según criterio 1/7. MALLAS DE ACERO RECOMENDADAS (CRITERIO 1/7) MALLA DIÁMETRO DEL GOTERO (mm). ORIFICIO MENOR QUE (micras) Nº DE MESH 1,50

214

65

1,25

178

80

1,00

143

115

0,9

128

115

0,80

114

150

0,70

100

170

0,60

86

200

0,50

71

250

La superficie de malla se calcula en función del caudal Q, incrementado en un 20% en concepto de margen de seguridad, y en función de los valores aceptables de la velocidad real (velocidad a través de los orificios), que se indica en la siguiente tabla. VELOCIDAD RECOMENDADA EN FILTROS DE MALLA TAMAÑO DEL ORIFICIO (micras) CLASE DE AGUA

V (m/sg)

300-125

Limpia

0,4-0,9

300-125

Con algas

0,4-0,6

125-75

Cualquiera

0,4-0,6

Estos límites de velocidad equivalen a un caudal por área neta y por área efectiva de malla que se indican en la tabla siguiente. CAUDAL EN LOS FILTROS DE MALLA V (m/sg)

m3/h por m2 de área neta

m3/h por m2 de área total*

0,4

1440

446

0,6

2160

670

0,9

3240

1004

* Valido solo para filtros de malla metálica: calculada según An = 0,9. 0,34. At Ejemplo: Dimensionar un filtro de malla para un caudal de Q= 62688 l/h y goteros de diámetro mínimo de 0,8 mm. Tipo de malla: En la tabla " Mallas de acero recomendadas (criterio 1/7)", para un diámetro del gotero de 0,8 mm, se elige una malla de acero de 150 mesh con un tamaño de orificio menor que 114 micras. Superficie del filtro: El caudal incrementado un 20% es de Q = 75 m3/h. En la tabla "Velocidad real recomendada en filtros de malla", para un tamaño de 114 micras, la velocidad del agua debe estar comprendida entre 0,4 y 0,6 m/sg. Aceptando 0,4 m/sg en la tabla "Caudal en los filtros de malla" se encuentra que el caudal debe ser de 446 m3/h por m2 de área total de filtro (At). Por tanto el filtro de malla deberá tener una superficie S: S> 75/446 = 0,17 m2 Se elige por tanto un filtro de Ø 4", en el que el cilindro filtrante, tiene un diámetro de 0,15 m y una longitud de 0,50 m, con una S=0,24 m2. En la instalación de un filtro de mallas se debe prever la colocación de manómetros o de tomas de presión, tanto aguas arriba como aguas abajo del mismo, con el fin de poder establecer el grado de colmatación del mismo y el momento de su limpieza. Existen modelos de filtro en el mercado que están dotados de electroválvulas y de presostatos diferenciales, que realizan la limpieza del mismo de forma automática. En el resto de los modelos, la limpieza se realiza de forma manual, aunque siempre puede habilitarse los elementos necesarios para realizarla de manera automática. CLASIFICACION Los filtros de malla pueden clasificarse también en tres tipos: - Verticales.

- Inclinados. - Horizontales. VERTICALES: Con orificio de entrada y salida a 90º, las tomas roscadas de 2" y 3", cartuchos de PVC con la malla por el exterior para facilitar su limpieza manual, pudiéndose lavar sin desmontar. INCLINADOS: Fabricados en Y, desde 2" y 3" (malla exterior) y desde 4" a 10" (malla interior), inclinación a 30º y 45º, según modelo. HORIZONTALES: Tipos en L para grandes caudales, con malla estándar para goteo: tipo para pivot con malla estándar de 1,5 de luz y automáticos en U con proceso de autolavado automático, desde 3" a 12", con presostato diferencial y mecanismo interno con boquillas aspiradoras.

FILTROS DE ANILLAS Los filtros de anillas tienen el mismo campo de aplicación que los filtros de de malla y, aunque los principios de funcionamiento son diferentes, se puede utilizar indistintamente uno u otro.

En el filtro de anillas, el elemento filtrante esta constituido por un cartucho de anillas ranuradas, que se aprietan unas con otras, dejando pasar el agua y reteniendo aquellas partículas cuyo tamaño sea mayor al de paso de las ranuras. En algunos modelos de anillas, el recorrido del agua a través de las ranuras es bastante sinuoso, lo que según sus fabricantes le da al filtrado ciertas características de "profundidad",

similares a las de los filtros de arena. Sin embargo en nuestra opinión los filtros de anillas debe restringirse a la retención de partículas de origen mineral, empleando para la retención de partículas de origen orgánico los filtros de arena, cuya eficacia esta suficientemente demostrada.

La limpieza de los filtros de anillas se realiza desmontando el cartucho, separando las anillas y sometiéndolas a la acción de un chorro de agua a presión, que arrastra las partículas retenidas. Existen modelos en el mercado de limpieza semiautomática en los que esta se realiza por contralavado, simplemente desplazando el filtro sobre la tubería la tubería en la que va instalado. Así mismo existen modelos de limpieza totalmente automática en los que por medio de un conjunto de electroválvulas y un presostato diferencial, se consigue invertir el sentido de flujo del agua. No obstante el procedimiento de limpieza que ofrece mayores garantías para este tipo de filtros es el anteriormente descrito de limpieza manual con agua a presión. Al igual que en los filtros de malla, el tamaño de las partículas que es capaz de retener un filtro de anillas se suele dar por medio del número de mesh. En este caso el número de mesh para un filtro de anillas se establece por comparación, asignándole al filtro el número de mesh correspondiente al filtro de malla que retiene partículas del mismo tamaño. A nuestro juicio tal y como hemos expuesto en el caso de los filtros de malla, la utilización del número de mesh puede dar lugar a ciertas confusiones que se podrían evitar si se adoptase el criterio de utilizar la luz libre de paso como parámetro para determinar la capacidad de retención del filtro. Los filtros de anillas, al igual que el resto de los elementos de filtrado, no deben

provocar pérdidas de carga excesivas en la red. Las pérdidas carga con un filtro limpio, para su caudal de funcionamiento, deben ser del orden de 2 m.c.a. y se debe proceder a su limpieza cuando dicho valor alcance los 5 m.c.a.. Los fabricantes han de suministrar los datos de pérdida de carga que producen los filtros en función del caudal, para cada uno de los modelos. La instalación de los filtros de anillas debe realizarse después del punto de inyección de fertilizantes y antes de los contadores. Al igual que la instalación de otros tipos de filtros, habar que colocar manómetros o tomas manométricas antes y después de los filtros para poder determinar el momento oportuno para su limpieza.

EJEMPLOS. FILTROS DE MALLA RETROLAVABLE, FILTROS DE ARENA E HIDROCICLÓN DE PLÁSTICOS REX, S.A. DE C.V. Los nuevos filtros de malla “SERIE 7000”, fabricados por Plásticos Rex, S.A. de C.V. han sido diseñados y desarrollados para su uso en los sistemas de riego modernos que requieren de retrolavado automático. La característica más importante de esta serie de filtros es que permite hacer retrolavado sin dañar la malla de manera manual o automática y cuando se instalan en conjunto con los filtros de

arena no requieren válvulas adicionales para su automatización, esto representa una operación con el mínimo de problemas.

CARACTERISTICAS: ¨Elemento filtrante de acero inoxidable de 80 mesh especialmente reforzado para retrolavado. ¨Entrada y salida de agua en el mismo eje, teniendo pérdidas de carga hidráulica reducidas. ¨Entrada y salida para conexiones VICTAULIC que hacen rápida y fácil la instalación. ¨Todos los equipos han sido diseñados y producidos para asegurar los estándares más altos de calidad en su funcionamiento. NOTAS: ¨Presión máxima recomendada de trabajo: 10.0 kg/cm2 ¨Para proteger al equipo de daños por presión, debe colocarse una válvula de alivio en el cabezal de filtración. ¨Todos los equipos son provistos con instrucciones para su correcta instalación, operación y mantenimiento. CARACTERISTICAS FÍSICAS

MODELO

A

ØB

ØD

PESO

VOL APROX

(mm)

(pulg)

(pulg)

(kg)

(m3)

7400

470

2

6

21

0.060

7500

555

3

6

23

0.082

7600

685

4

8

38

0.140

El rango de operación recomendado está determinado por una pérdida de carga mínima de 0.5 m.c.a. y máxima de 2.5 m.c.a. CAUDALES RECOMENDADOS

MODELO

DIÁMETRO

Q MIN

Q MAX

Q REC

(pulg)

(lps)

(lps)

(lps)

7400

2”

4.0

9.0

6.0

7500

3”

8.0

16.5

12.0

7600

4”

12.0

28.0

22.0

CARACTERÍSTICAS DE LA MALLA DE ACERO INOXIDABLE. MESH

80

PERFORACIÓN

ÁREA EFECTIVA

(micras)

(%)

178

31

NUMERO DE CATALOGO PARA PEDIDOS MODELO

NO. CATALOGO

7400

06-4303-0

7500

06-4309-2

7600

06-4301-6

El filtro se surte con malla de 80 mesh como estándar. MALLA P/

Area perforada

NO. CATALOGO

7400

112 cm2

06-4531-3

7500

223 cm2

06-4532-5

7600

314 cm2

06-4533-7

INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO Instale los filtros en lugares que tengan facilidad de acceso y drenaje adecuado. La construcción de una placa de concreto es recomendada para facilitar las labores de mantenimiento. Si la pérdida de presión excede de 10 m.c.a. (15 psi) proceda a lo siguiente:

1. Cierre la alimentación de agua al filtro y extraiga el agua del interior del filtro abriendo la válvula de drenaje. 2. Remueva la cubierta de metal, aflojando el maneral del filtro. 3. Saque el elemento filtrante. 4. Lave el elemento con agua limpia de adentro hacia afuera; limpie la malla con una broca a un cepillo de plástico de cerdas suaves (nunca use cepillo de alambre). 5. Asegúrese de que la malla no esté dañada o esté rota. 6. Coloque en su lugar los empaques de fondo y el centrador y acomode el elemento filtrante. 7. Ponga el empaque superior y la tapa del filtro. 8. Apriete el maneral. (Engrase el tornillo por lo menos una vez al año). FILTROS DE ARENA. Los filtros de arena o filtros de grava de PLÁSTICOS REX, se han usado extensivamente y de manera muy satisfactoria donde se requiere de una filtración muy fina de agua contaminada con algas, especialmente en depósitos abiertos, agua de ríos o arroyos que tienen material fino en suspensión y que pueden ocasionar problemas serios a los emisores utilizados en los sistemas modernos de microirrigación. Continuando con la tendencia de modernización de nuestros equipos, presentamos la nueva serie 4000 de filtros de arena de diseño avanzado y configuración muy simple para un óptimo funcionamiento y sencillez en su instalación.

CARACTERISTICAS: ¨Los filtros de arena son instalados en conjunto con los filtros de malla retrolavable serie 7000.

Nuestros técnicos le asesorarán para elegir la opción más conveniente de filtrado de agua para riego. ¨Los filtros de arena son recomendados para retrolavado manual o automático ya sea uno solo o en conjunto con otros filtros. ¨Para una filtración óptima se recomienda llenar el filtro con la cantidad correcta de arena y con un tamaño de grano de 1.2 mm (tamaño mínimo 0.8 mm). ¨Entrada y salida para conexiones VICTAULIC que hacen rápida y fácil la instalación. ¨Todos los equipos han sido diseñados y producidos para asegurar los estándares más altos de calidad en su funcionamiento. NOTAS: ¨Presión máxima recomendada de trabajo: 10.0 kg/cm2 ¨Para proteger al equipo de daños por presión, debe colocarse una válvula de alivio en el cabezal de filtración. ¨Todos los equipos son provistos con instrucciones para su correcta instalación, operación y mantenimiento. CARACTERISTICAS FÍSICAS

MODELO

4200

DIAM ENTR

DIAM SALIDA

DIAM TANQUE

PESO

VOL APROX

(pulg)

(pulg)

(pulg)

(kg)

(m3)

2

2

24

53

0.350

4400

3

3

36

197

1.150

4500

4

4

48

290

1.900

El rango de operación recomendado está determinado por una pérdida de carga mínima de 0.5 m.c.a. y máxima de 2.5 m.c.a. Los elementos filtrantes montados sobre la placa interior del filtro aseguran una filtración óptima del agua de riego. La forma cónica de los elementos asegura la mayor eficiencia tanto para filtrado como para retrolavado. En el siguiente dibujo se esquematizan estos elementos.

CAUDALES RECOMENDADOS MODELO

DIÁMETRO Q MIN

Q MAX

Q REC

(pulg)

(lps)

(lps)

(lps)

4200

2”

3.0

8.0

6.0

4400

3”

7.0

16.0

12.0

4500

4”

13.0

29.0

22.0

CANTIDAD DE ARENA REQUERIDA PARA LOS FILTROS SERIE 4000

MODELO

CANTIDAD MINIMA CANTIDAD MAXIMA (KG) (KG)

4200

175

210

4400

375

420

4500

625

720

NUMERO DE CATALOGO PARA PEDIDOS (La arena no está incluida en el filtro). MODELO

NO. CATALOGO

4200

06-4261-0

4400

06-4310-7

4500

06-4250-5

RETROLAVADO El retrolavado de la unidad remueve las impurezas orgánicas del lecho filtrante. Debe ser ajustado para que la arena no sea arrastrada fuera del filtro o que sea insuficiente y puedan quedar contaminantes atrapados en la arena. El mecanismo de retrolavado es usualmente compuesto de dos válvulas, una más grande que otra. La válvula grande es normalmente abierta mientras que la pequeña es normalmente cerrada. Cuando se hace el retrolavado, la apertura de las válvulas es inversa, causando que el flujo del agua dentro del filtro se invierta también y el agua sucia salga por la válvula que normalmente está cerrada. HIDROCICLÓN La arena está presente en la mayoría de las fuentes de agua, la cual tiene un efecto abrasivo sobre las boquillas de los emisores que pueden causar deterioro sobre ellas y aumentar el consumo de agua teniendo como consecuencia: Incrementar los costos de bombeo, excesiva aplicación de agua a los cultivos, incremento de costos de mantenimiento por reemplazo de piezas dañadas, etc. El Hidrociclón fabricado por Plásticos Rex, S.A de C.V. es simple y extremadamente eficiente para remover partículas densas dispersas en el agua de riego. El principio de funcionamiento es una entrada tangencial que introduce el agua con los sólidos hacia una sección cilíndrica que crea un movimiento rotacional llevándola a una sección cónica donde tiene lugar la separación de sólidos, normalmente se pueden separar hasta el 98% de partículas mayores a 100 micras que sean más densas que el agua, estas partículas son arrastradas

hasta una salida vertical y confinadas en el fondo del hidrociclón, la salida de agua limpia es por la parte superior por un tubo que se introduce ligeramente en el interior de la sección cilíndrica. Está diseñado para una instalación “en línea”, la unidad de recolección y el cono tienen la misma presión, eliminando así la necesidad de depósitos o bombas adicionales. CARACTERÍSTICAS: ¨Entrada y salida para conexiones VICTAULIC que hacen rápida y fácil la instalación. ¨Todos los equipos han sido diseñados y producidos para asegurar los estándares más altos de calidad en su funcionamiento. NOTAS: ¨Presión máxima recomendada de trabajo: 10.0 kg/cm2 ¨Para proteger al equipo de daños por presión, debe colocarse una válvula de alivio en el cabezal de filtración. ¨Todos los equipos son provistos con instrucciones para su correcta instalación, operación y mantenimiento. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DIAM MODELO

DIAM DIAMSAL

ENTR

PESO

VOL APROX

CILINDRO

(pulg)

(pulg)

(pulg)

(kg)

(m3)

200

2

2

8

26

0.082

300

3

3

12

72

0.570

400

4

4

16

105

1.100

El rango de operación recomendado está determinado por una pérdida de carga mínima de 1.5 m.c.a. y máxima de 5.0 m.c.a. CAUDALES RECOMENDADOS MODELO

200

DIÁMETRO

Q MIN

Q MAX

Q REC

(pulg)

(lps)

(lps)

(lps)

2”

5.0

9.0

6.0

300

3”

7.5

12.0

12.0

400

4”

12.0

23.0

22.0

NUMERO DE CATALOGO PARA PEDIDOS MODELO

NO. CATALOGO

200

06-4521-0

300

06-4522-2

400

06-4523-4



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Inico Soporte técnico Notas técnicas Invernaderos Invernaderos Invernaderos Microsoft Word - 83676050052668535049536665684557-INVERNADEROS.doc INVERNADEROS Clima, luz, temperatura, calefacción, ventilación, humedad, cultivo El clima en invernaderos: -Luz -Temperatura -Calefacción -Ventilación -Humedad Cultivo en invernaderos: -Riego -Abonado

El clima en invernaderos Invernadero frío Un invernadero frío es el más barato de mantener, ya que consiste en una estructura que sólo recibe el calor del sol. Si es zona de inviernos fríos, la temperatura interior del invernadero será de aproximadamente 50C por encima de la temperatura exterior. Este tipo de invernaderos se usa para sembrar o almacenar plantas de semillero a finales de invierno o primavera (3 ó 4 semanas por delante de la época de plantación en el exterior). También se puede utilizar en verano y hasta principios de otoño para cultivar determinadas plantas. En una zona de inviernos fríos también se puede emplear para guardar las plantas de exterior semi-resistentes. Invernadero fresco Este tipo de invernadero puede mantener una temperatura mínima de 5-70C. Estos invernaderos se calentarían durante los meses de invierno en zonas de clima frío. Puede usarse para: •Proteger a las plantas sensibles a las heladas. •Para cultivar plantas tres o cuatro semanas antes que en el invernadero frío. •Para cultivos de estación templada durante el verano. •Para cultivos de clima fresco durante el otoño e invierno. Invernadero templado Este tipo de invernadero puede mantener una temperatura mínima de 130C con calor adicional durante el día y la noche, dependiendo de su emplazamiento. Los costes de calefacción subirán a medida que bajen las temperaturas. Ofrece unas buenas condiciones para el cultivo de hortalizas y de muchas plantas anuales. Invernadero cálido Este tipo de invernadero resulta ser el más caro en cuanto a su mantenimiento, ya que mantiene una temperatura mínima de 180C con la ayuda de calor adicional. Aunque puede resultar demasiado sofocante para muchas hortalizas, puede destinarse al cultivo de plantas tropicales y subtropicales. Control del clima en invernadero

Luz

•Cómo aumentar la luz: •Orientar el invernadero. Cuando no hay otra limitación, la orientación recomendable es el eje longitudinal del invernadero de este a oeste. •Evitar sombras •Evitar acumulación de polvo y agua en las cubiertas y paredes •Usar iluminación artificial con lámparas de sodio de alta presión •Cómo reducir la luz del sol: •Mallas de sombreo

de sombreo

Temperatura Cómo subir la temperatura: •Invernadero bien cerrado, estanco. •Cubierta de plástico térmico. •Empleo de doble techo limita el enfriamiento nocturno. Forma una cámara de aire que amortigua el enfriamiento durante la noche; durante el día no hay diferencia en temperatura teniendo o no el doble techo, pero sí disminuye la cantidad de luz. •Calefacción por aire caliente o agua caliente Cómo bajar la temperatura: •Ventilación lateral o cenital. •Encalado (cal o blanco España), 10 kilos en 100 litros de agua a la cubierta. Pintura blanca que cuando llega el otoño se puede lavar y eliminar. Para evitar un aumento de la temperatura, puedes encalar los cristales entre primavera y otoño y aumentar el nivel de humedad regando o mojando el suelo. •Mallas blancas o negras. No se colocan dentro del invernadero porque se calienta mucho, sino fuera. • Pantallas térmicas con aluminio que reflejan la radiación. Sistemas de refrigeración: nebulización y pantalla evaporadora (cooling system). Temperatura en invernaderos Generalmente, la temperatura mínima requerida para las plantas de invernadero es de 10-15oC, mientras que 30oC es la temperatura máxima. Una diferencia de 5-70C entre las temperaturas diurnas y nocturnas suele resultar beneficiosa para las plantas. La temperatura del suelo es incluso más importante que la temperatura del aire en un invernadero, especialmente si cultivas arriates. Cuando la temperatura del suelo está por debajo de 70c, las raíces crecen más despacio y no absorben fácilmente el agua ni los nutrientes. Un suelo templado es muy importante para que las semillas germinen y para se desarrollen los esquejes de raíces.

La temperatura ideal para la germinación de la mayoría de las semillas es 18-250C. Se puede usar un termómetro especial para suelos. Para mantener una temperatura agradable dentro del invernadero puede que tengamos que bajar la intensidad de la iluminación. De hecho, los problemas de sobrecalentamiento son más comunes que los de un calentamiento deficiente. Para impedir la entrada de los rayos de sol podemos colgar mallas de sombreo. En el cultivo en invernaderoes difícil regular las altas temperaturas, especialmente en verano. Por tanto, es conveniente disponer de un sistema de ventilación en la cubierta o contar con una malla de sombreo (hay mallas pero puede servir el brezo o un cañizo) por fuera. También es aconsejable mojar frecuentemente el suelo del invernadero o disponer un cubo o barreño con agua para mantener la humedad alta. Calefacción Dependiendo del emplazamiento y de las plantas que vayamos a cultivar, necesitaremos una fuente de calor adicional para complementar el que genera la radiación solar. Aunque supone un desembolso extra, nos permite alargar la época de plantación. Debemos usar la fuente de calor adicional en el momento en que se ponga el sol. Opciones: *Instalación de tuberías de agua caliente en el perímetro interno del invernadero es un método muy empleado. *Otra forma de hacer circular aire caliente dentro del invernadero consiste en instalar un ventilador cerca de una estufa de gas o aceite. Sea cual sea el sistema de calefacción que empleemos debemos asegurarnos de que tiene una buena ventilación y una entrada de aire fresco. Ventilación •La ventilación es un aspecto fundamental sea cual sea el tiempo que haga. Incluso en días fríos es conveniente ventilar el interior 1 hora a mediodía para que circule el aire. O dejar toda la noche en verano con las ventanas abiertas. •La ventilación es muy importante, tanto para expulsar el aire caliente como para hacer que circule dentro del recinto, a la hora de evitar plagas y enfermedades. •La ventilación puede ser manual o eléctrica.

•Los respiraderos deben estar situados en posiciones bajas y elevadas para establecer un flujo de aire adecuado. Unos extractores colocados en la parte alta del invernadero ayudan a expulsar el aire más caliente (más elevado), mientras que permiten entrar aire fresco (más bajo).

•Ventila los días de buen tiempo pero cuidado con el frío nocturno. •La mayoría de las plantas prefieren una humedad relativa del aire entre el 45 y el 60%. •Coloca un higrómetro para conocer la humedad relativa del aire. •La humedad alta favorece la transmisión de plagas y enfermedades. •La humedad baja podría secar las plantas. •La transpiración de las hojas aumenta la humedad de un invernadero. •Para evitar una humedad excesiva, debemos regar a una hora temprana por el día y sólo cuando sea necesario, asegurándonos de que contamos con una buena ventilación dentro del invernadero. •Si el grado de humedad es demasiado bajo, podemos elevarlo mojando el suelo o vaporizando las plantas de forma periódica. Cultivo en invernaderos •Las plantas en invernadero necesitan más cuidados y atención que en tierra.

•Limpia a fondo las jardineras y macetas con el fin de evitar plagas y enfermedades. Por ejemplo, sumergiéndolas durante 1 hora en una solución de 1 parte de lejía y 9 partes de agua, o bien limpiándolas con detergente y agua templada. •Una planta en una maceta demasiado pequeña sufrirá de estrés y será más vulnerable al ataque de organismos infecciosos y plagas. •Una planta colocada en una maceta demasiado grande con toda probabilidad será regada en exceso. •Retira hojas secas o enfermas. •Avanzado el invierno, realiza siembras en macetas y bandejas. Podemos cultivar semillas en contenedores temporales, y más tarde trasplantarlas a recipientes mayores o ya en un arriate. Así se ahorra espacio y nos permite escoger sólo las plantas más sanas.

Limpia los cristales para que entre más luz. Riego •Las plantas jóvenes y de crecimiento activo necesitan una humedad constante, mientras que un cactus maduro requiere muy poca cantidad. •Las plantas con exceso de agua se marchitan debido a que sus raíces se ahogan. •Si notamos que la tierra está seca a 3 cm de profundidad, debemos regarla. •No debemos convertir el riego en un hábito o hacerlo según el calendario, sino sólo cuando las plantas lo necesiten. •En días fríos y nublados reduce el riego. •Emplea preferentemente agua templada (18-250C). •Regar por la mañana para minimizar la condensación de la superficie de las hojas cuando caiga la tarde, ya que esto podría ser una causa de enfermedades. Abonado •Las plantas que crecen en macetas requieren ser fertilizadas más a menudo que las que crecen en arriates, especialmente si estamos usando con ellas un sustrato para cultivos sin suelo.

•Podemos fertilizar las plantas en maceta con soluciones líquidas o disueltas en agua, o bien con pastillas fertilizantes de liberación lenta. •Tanto si empleamos fertilizantes orgánicos como químicos, debemos elegir aquellos que contengan micro-nutrientes y seguir las indicaciones del envase. Se necesitan mayor cantidad de nutrientes durante el verano, que es cuando las plantas reciben más luz y calor, y menos nutrientes en invierno. 

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Inico Soporte técnico Notas técnicas Invernaderos Capacidad estructural de las cubiertas Capacidad estructural de las cubiertas ANEXO C (Normativo) ANEXO A (normativo) CAPACIDAD ESTRUCTURAL DE LAS CUBIERTAS A.1 Generalidades A.1.1 La capacidad estructural de la cubierta se determinara según: - El capítulo A.4 para película de plástico, - Por ensayos según los apartados 6.3 y 7.3 para otros tipos de cubiertas. A.2 Método de cálculo para película de plástico A.2.1 Para películas de plástico debe tomarse en cuenta las especificaciones indicadas en la norma mexicana NMX-E-114 vigente, además de lo siguientes puntos: - Para fines de cuantificación se debe considerar el 3 % de tensión (estiramiento) a una temperatura de 18 °C mínima. A.2.2 La forma de sujeción perimetral de las cubiertas se establecen de acuerdo a lo siguiente: - Sujetadores a presión diseñados para invernaderos (resorte metálico, sujetadores de PVC, etc). - No se permite el empleo de madera y clavado de la misma para la sujeción de las cubiertas. ANEXO B. Acción del viento (Normativo)

B.1 Generalidades B.1.1 Las acciones de viento se calculan según los procedimientos del Manual de diseño por Viento de la Comisión Federal de Electricidad B.1.2 El periodo de retorno usado para determinar la acción del viento será de 10 años (ver tabla B.1) ya que para este tipo de estructuras, su vida útil oscila en este periodo. B.1.3 En la determinación de las velocidades de diseño solo se consideran los efectos de los vientos que ocurran normalmente durante el año en todo el país y los causados por huracanes en las costas del Pacifico, del Golfo de México y del Caribe. B.2 Determinación B.2.1 Velocidad de Diseño VD = FA x Fµ x VR Donde, VD Velocidad de diseño FA Factor de topográfico (“altitud”) F Factor de exposición VR Velocidad regional NOTA. Se debe consultar los valores nominales para cada uno de los anteriores factores de acuerdo a lo establecido en las tablas correspondientes en referencia al Manual de diseño por viento de la CFE. B.3.2 Presión dinámica de base qz = 0,0048 x G (VD)2 donde, G = (0,392 W)/(273 + t) TABLA B. Velocidades regionales según el Manual de la CFE para periodo de retorno de 10 Años

Ciudad

Velocidad Km/h, Vr 10

Acapulco, Gro.

129

Ciudad

Velocidad Km/h, Vr 10

Aguascalientes, Ags. 118 Campeche, Camp.

98

Cd. Guzmán, Jal.

101

Cd. Juárez, Chih.

116

Cd. Obregón, Son.

147

Cd. Victoria, Tamps. 135 Coatzacoalcos, Ver. 117 Colima, Col.

105

Colotlán, Jal.

131

Comitán, Chis.

72

Cozumel, Q. Roo

124

Cuernavaca, Mor.

93

Culiacán. Sin.

94

Chapingo, Edo. Méx. 91 Chetumal, Q. Roo.

119

Chihuahua, Chih.

122

Chilpancingo, Gro.

109

Durango, Dgo.

106

Ensenada, B.C.

100

Guadalajara, Jal.

146

Guanajuato, Gto.

127

Guaymas, Son.

130

Ciudad

Velocidad Km/h, Vr 10

Hermosillo, Son.

122

Jalapa, Ver.

118

La Paz, B.C.

135

Lagos de Moreno, Jal.

118

León, Gto.

127

Manzanillo, Col.

110

Mazatlán, Sin.

145

Mérida, Yuc.

122

Mexicali, B.C.

100

México, D.F.

98

Monclova, Coah.

123

Monterrey, N.L.

123

Morelia, Mich.

79

Nvo Casas Gdes, Chih.

117

Oaxaca, Oax.

104

Orizaba, Ver.

126

Pachuca, Hgo.

117

Parral de Hgo., Chih. 121 Piedras Negras, Coah.

137

Progreso, Yuc.

103

Ciudad

Velocidad Km/h, Vr 10

Puebla, Pue.

93

Puerto Cortés, B.C. 129 Puerto Vallarta, Jal. 108 Querétaro, Qro.

103

Reynosa, Tamps.

84

Salina Cruz, Oax.

109

Saltillo, Coah.

111

S.C. de las Casas, Chis.

75

S. Luis Potosí, SLP.

126

S. la Marina, Tamps. 130 Tampico, Tamps.

129

Tamuín, SLP

121

Tapachula, Chis.

90

Tepic, Nay.

84

Tijuana, B.C.

89

Tlaxcala, Tlax.

87

Toluca, Edo. Méx.

81

Torreón, Coah.

136

Tulancingo, Hgo.

92

Tuxpan, Ver.

122

Tuxtla Gutz., Chis.

90

Ciudad

Velocidad Km/h, Vr 10

Valladolid, Yuc.

100

Veracruz, Ver.

150

Villahermosa, Tab.

114

Zacatecas, Zac.

110

NOTA. Si la ubicación del invernadero no corresponde a las poblaciones anteriormente enunciadas, debe consultarse el mapa de isotacas del plano anexo. ANEXO C. Acción de nieve y granizo accidentales (Normativo) C.1 Generalidades C.1.1 Las acciones de nieve se calculan según los procedimientos de la Norma Europea Experimental ENV 1991-2-3, pero utilizando la información complementaria sobre invernaderos dad en los siguientes apartados. C.1.2 El periodo de retorno usado para determinar la carga se debe tomar como igual al mínimo periodo según la tabla 4. C.1.3 Los coeficientes térmico c1 para invernaderos debe ser tomado según el capitulo C.2, para tener en cuenta el efecto de la pérdida de calor en la cubierta. C.1.4 Los coeficientes de forma de la carga de nieve µ1 para invernaderos se dan en el capítulo C.3. En el caso de invernaderos que estén cerca de un edificio con diferentes forma o altura, la redistribución de nieve debido a la acumulación y al deslizamiento se debe en cuenta, según la Norma Europea Experimental ENV 1991-2-3. NOTA. Está previsto sustituir este anexo C. por una referencia al próximo Eurocódigo de acciones debidas a la nieve. De cualquier forma para hacer referencia a ellas, es necesario: - que sea completado; - que sea de dominio público; - que esté previsto de datos específicos para invernaderos; - que quede demostrado mediante la práctica la validez para invernaderos comerciales.

C.2 Coeficiente térmico ct C.2.1 El coeficiente térmico c1 refleja los efectos de la pérdida de calor a través de la cubierta del invernadero y la reducción de la nieve en la cubierta como resultado de la pérdida de calor. C.2.2 La reducción de la carga de nieve en la cubierta del invernadero está producida al derretirse al nivel que depende de: -La calefacción del invernadero; -Aislamiento térmico (pérdida de calor); -Radiación térmica; -Condiciones regionales determinadas como condiciones de viento e intensidad de la nevada. C.2.3 Los coeficientes térmicos ct vienen recogidos en el anexo E. C.3 Coeficientes de forma para las cargas de nieve C.3.1 Cubierta a dos aguas C.3.1.1 Para una cubierta a dos aguas se debe tener en cuenta dos casos de acciones de nieve como se muestra en la figura C.1.

Leyenda 1 Carga uniforme 2 Carga no uniforma 3 Dirección de nieve FIGURA C.1. Coeficiente de forma para las cargas de nieve para cubierta a dos aguas

C.3.1.2 Los valores de los coeficientes de forma de las cargas de nieve para cubierta a dos aguas se deben tomar de la tabla C.1. TABLA C.1. Coeficiente de forma de las cargas de nieve para una cubierta a dos aguas Ángulo de la vertiente µ

Coeficiente de forma m

0° £µ£ 30°

30° < µ< 60°

µ³ 60°

0,8

0,8 (60 - µ) / 30

0,0

NOTA.µ es el ángulo de la vertiente de la cubierta. C.3.2 Cubierta de múltiples vertientes C.3.2.1 Para cubierta de múltiples vertientes se consideran dos tipos de acciones de nieve, como se muestra en la figura C.2.

Leyenda 1 Carga uniforme 2 Carga no uniforme 3 Dirección del viento FIGURA C.2. Coeficiente de forma de las cargas de nieve para cubierta de múltiple vertientes C.3.2.2 El valor del coeficiente de forma de acciones de nieve µ1 para multinaves es: µ1 =0,8. C.3.3 Invernaderos curvos de una sola nave C.3.3.1 Para invernaderos curvos de una sola nave se consideran dos casos de cargas de nieve como se muestra en la figura C.3.

Leyenda 1 Carga uniforme 2 Carga no uniforme 3 Dirección del viento FIGURAC.3. Coeficiente de forma de las cargas de nieve para invernaderos curvos de una sola nave C.3.3.2 Los valores de los coeficientes de forma de las cargas de nieve para invernaderos curvos de una sola nave se toman de la tabla C.2. TABLA C.2. Coeficiente de forma de las cargas de nieve para invernaderos curvos de una sola nave Ángulo de arco b 0° £b£ 60°

b< 60°

Coeficiente de forma m1

0,8

0,0

Coeficiente de forma m2

m2 = 0,2 + 10 hr / l £ 1,0

Coeficiente de forma m3

m3 = 0,5 m2

NOTA. Es el ángulo de la tangente del arco con la horizontal C.3.4 Multinaves curvas C.3.4.1 Para multinaves curvas se consideran dos tipos de acciones de nieve, como se muestra en la figura C.4.

Leyenda: 1 Carga uniforme 2 Carga no uniforme 3 Dirección del viento FIGURA C.4. Coeficientes de forma de las cargas de nieve para un invernadero multinaves curvas C.3.4.2 El valor del coeficiente de forma de las cargas de nieve µ1 para multinaves es: µ1 =0.8. ANEXO D. Estado límite último de los arcos (Normativo) D.1 Generalidades D.1.1 Se puede utilizar cualquier procedimiento para tener en cuenta las deformaciones y defectos de secciones de pared delgada en los arcos de perfiles tubulares con cubiertas de películas plásticas. Las deformaciones en los arcos con cubiertas de películas plásticas son mayores que los usados en la edificación convencional. Se recomienda por lo tanto no tensar en más de 3 % de la longitud del lienzo, colocado éste a una temperatura ambiente máxima de 20 °C.

La distribución de carga sobre un arco es el resultado de las acciones externas sobre la película y del pretensado de esté. En el punto i.3 (Véase Anexo I) se da un procedimiento para determinar la distribución de carga sobre el arco. D.1.2 El estado límite último de los arcos se comprobará de acuerdo a uno de los siguientes tipos de análisis: - Deformaciones de primer orden y pandeo lineal (pandeo de Euler). - Deformaciones de segundo orden elástico. - Deformaciones de segundo orden elástico-plástico. D.1.3 Los requisitos que se han de cumplir para cada uno de los tipos de análisis se dan de los capítulos D.3 a D.5. Los requisitos para los estados límites últimos se resumen en la tabla D.1. TABLA D.1. Requisitos de los estados límites últimos de los arcos Tipo de calculo según D.1.2

Deformaciones Criterio a comprobar equivalentes Sección Estabilidad* transversal resistente

Primer orden y pandeo lineala

Si

Si

lcr³ 3,6

Segundo orden elásticob

Si

Si

µcr ³ 3,0

Segundo orden elásticoplásticoc

Si

Nod

µu ³ 1,0

a

Véase el apartado D.3.1 Primer orden y pandeo lineal (pandeo Euler)

b

Véase el apartado D.4.1 Segundo orden elástico

c

Véase el apartado D.5.1 Segundo orden elástico-plástico

d

La sección resistente se incluye en el análisis

* Se tomo como referencia los valores establecidos en el aENV 1993-1-1:1992

FIGURA D.1. Método de diseño para invernaderos con arcos D.2 Deformaciones equivalentes D.2.1 Los efectos de las deformaciones se deben tener en cuenta en el análisis por medio de una deformación equivalente tomados igual a la forma más desfavorable basada del primer autovalor

positivo lineal de pandeo multiplicado por un factor. Este coeficiente amplificador se debe tomar de manera que la máxima deformación sea igual a 1/160 s, donde “s” es la longitud del claro del arco. D.2.2 La deformación equivalente puede ser reemplazada por una fuerza equivalente horizontal aplicada en cumbrera. El valor de ésta fuerza se debe tomar igual a 1/50V, donde V es la carga muerta vertical totalaplicada al arco. D.3 Deformaciones de primer orden y pandeo lineal (pandeo de Euler) D.3.1 Para el análisis de las deformaciones de primer orden y pandeo lineal (pandeo de Euler), se deben tener en cuenta las deformaciones equivalentes definidas en el capitulo D.2. D.3.2 Se debe comprobar la resistencia de la sección transversal, verificándola de acuerdo a los valores de estabilidad señalados en la tabla D.1. En estos valores de verificación, el momento producido por las deformaciones de primer orden debe ser ampliado por:

Donde: λcr es el menor autovalor positivo del análisis lineal de pandeo. D.3.3 El nivel de carga para el cual la estructura llega a ser inestable (autovalor positivo inferior del análisis lineal de pandeo) λcr debe cumplir el siguiente requisito: λcr ≥3,6 D.4 Deformaciones de segundo orden elástico D.4.1 Para el análisis elástico de las deformaciones de segundo orden, se debe tener en cuenta las deformaciones equivalentes tal y como se han definido en el capítulo D.2. D.4.2 La resistencia de la sección transversal se debe comprobar según el capítulo D.6 y D.3.2. D.4.3 El nivel de carga con la que la estructura llega a ser inestable (equilibrio divergente) αcr debe cumplir el siguiente requisito: λcr ≥3,0 D.5 Deformaciones de segundo orden elástico – plásticas D.5.1 Para el análisis elástico-plástico de las deformaciones de segundo orden, se debe tener en cuenta las deformaciones equivalentes, tal y como se han definido en el capítulo D.2.

D.5.2 Para usar las deformaciones de segundo orden elástico-plásticas, la sección transversal en el cálculo debe cumplir los requisitos establecidos en D.5.3 y D.5.4: D.5.3 Para el caso específico de una sección tubular delgada, el método de cálculo elástico – plástico puede realizarse según el capítulo D.6. En ese caso, se usará un modelo equivalente para el comportamiento de la sección transversal tal y como se define en el apartado D.6.1 o de análisis efectuados en la sección transversal. D.5.4 El nivel de carga con la cual la estructura llega a ser inestable (equilibrio divergente elásticoplástico) αu debe cumplir el siguiente requisito: αu ≥ 1,0 D.6 Modelo equivalente para el comportamiento de la sección transversal para tubos de pared delgada D.6.1 Para secciones circulares1) con una relación entre el diámetro máximo dext; máx /dext; min ≤ 1.5 y 50 mm ≤ dext; máx ≤ 70 mm, se usará un modelo equivalente de comportamiento para el análisis elástico – plástico. Este modelo equivalente, se muestra en la tabla D.2 y está basado en un limite elástico equivalente ƒy eq en un modelo de elasticidad equivalente Eeq. 1)

Para secciones rectangulares se debe calcular la equivalencia geométrica por área de sección y modulo de sección. TABLA D.2. Modelo equivalente de compartimiento de la sección transversal Diámetro máximo de la relación de espesores dmáx/t

Limite elástico equivalente ¦y;eq y modulo de elasticidad equivalente Eeq Eeq = E

dmáx¤ t £ 25 e2

¦y;eq = ¦y

25 e2 < dmáx¤ t £ 50 e2

Eeq = 0,85 E ¦y;eq = ¦y

2

50 e < dmáx¤ t £ 70 e

70 e2 £ dmáx¤ t

Donde:

2

Eeq = 0,85 E ¦y;eq = ¦y ( ¦ref / ¦y )0,45 No están contempladas las deformaciones elástico-plásticas de según orden.

dmáx es el máximo diámetro exterior; t es el espesor de pared;

E es el modulo de elasticidad del acero conformado en frío; ¦y es el límite elástico medo del acero de la sección transversal después del conformado en frio y del curvado (para arcos) ¦ref es el límite elástico de referencia. Para secciones tubulares: ¦ref = 1 1750 t/dmáx (N/mm2) D.6.2 La resistencia de la sección transversal en el caso pandeo y la fuerza axial para secciones transversales (dmáx /t≤ 50 e2) de secciones tubulares con dext;máx / dext;min ≤ 1.5 puede ser aproximadamente:

Donde MN;Rd Es el valor de proyecto del momento último de resistencia plástica de una sección reducida por los efectos de los esfuerzos normales; Mpl;Rd Es le valor de proyecto del momento último de resistencia plástica de una sección; NSd Es el valor de proyecto de la fuerza normal producida por las acciones; Npl;Rd Es el valor de proyecto de la resistencia última plástica para fuerzas normales a la sección. ANEXO E. Efecto de temperatura (Normativo) E.1 Generalidades E.1.1 A lo largo de la vida útil del invernadero se presentan diferentes temperaturas dependiendo de la época del año y de la zona. Dichas temperaturas originan esfuerzos y deformaciones debido al efecto de dilatación y contracción del material de la estructura (Acero galvanizado. E.1.2 Es sabido que el acero galvanizado al estar expuesto al calor absorbe aproximadamente 30 °C adicionales a la temperatura registrada en el lugar.

E.1.3 Para análisis de temperaturas es necesario contar con datos estadísticos de temperaturas máximas y mínimas de todo el país, ya que es importante para la ubicación del invernadero (Ver tabla E.1) E.2 Calculo de Deformación de un elemento estructural de Acero Galvanizado DL = L x DT x Ce DT = (Tmax + 30 °C) – Tmin Donde: DL Incremento de longitud L Longitud del elemento expuesto al calor DT Incremento de temperatura Ce Coeficiente de expansión térmica del Acero Galvanizado = TABLA C. . . CIUDAD

TEMP. MAXIMA TEMP. MINIMA

Acapulco

40.5

°C

15.8

°C

Aguascalientes 36.0

°C

-7.0

°C

Cd. Juárez

49.0

°C

-23.0

°C

Celaya

42.4

°C

-5.0

°C

Cd. Victoria

48.0

°C

-5.0

°C

Coatzacoalcos 42.0

°C

10.0

°C

Córdoba

42.0

°C

3.0

°C

Cuernavaca

44.2

°C

3.0

°C

Culiacán

41.7

°C

1.6

°C

Chihuahua

41.3

°C

-12.8

°C

Durango

38.4

°C

-10.0

°C

Ensenada

43.5

°C

-1.6

°C

CIUDAD

TEMP. MAXIMA TEMP. MINIMA

Guadalajara

37.5

°C

-5.5

°C

Hermosillo

46.8

°C

0.0

°C

Irapuato

39.6

°C

-1.5

°C

Jalapa

34.6

°C

2.5

°C

León

39.5

°C

-2.5

°C

Los Mochis

36.0

°C

14.0

°C

Matamoros

42.0

°C

-9.0

°C

Mazatlán

35.1

°C

5.9

°C

Mérida

41.2

°C

8.2

°C

Mexicali

54.3

°C

-7.0

°C

México, D. F. 32.9

°C

9.2

°C

Minatitlán

42.5

°C

9.0

°C

Monclova

45.5

°C

-8.2

°C

Monterrey

43.5

°C

-6.8

°C

Morelia

32.6

°C

-0.5

°C

Nuevo Laredo 44.0

°C

17.0

°C

Oaxaca

39.0

°C

-1.0

°C

Orizaba

38.2

°C

2.0

°C

Pachuca

32.6

°C

-6.0

°C

Poza Rica

42.5

°C

0.5

°C

Puebla

37.8

°C

-0.4

°C

Querétaro

36.9

°C

-2.8

°C

Reynosa

43.5

°C

-6.0

°C

CIUDAD

TEMP. MAXIMA TEMP. MINIMA

Saltillo

39.0

°C

-14.0

°C

San Luis Potosi 36.1

°C

-6.0

°C

Tampico

42.7

°C

0.0

°C

Tepic

37.0

°C

0.2

°C

Tijuana

49.0

°C

-4.0

°C

Toluca

26.9

°C

-5.0

°C

Torreón

47.0

°C

-10.5

°C

Uruapan

34.5

°C

-0.5

°C

Veracruz

39.5

°C

8.7

°C

Villahermosa 45.5

°C

11.0

°C

ANEXO F. Manual del propietario y placa de identificación (Normativo) F.l Generalidades F.1.1 El contratista suministrará un manual al propietario con cada invernadero como se especifica en el capitulo F.2. F.1.2 Una placa de identificación debe ser instalada en el invernadero como se especifica en el punto F.3.1. F.2 Manual del propietario El manual del propietario debe contener la siguiente información: -clase de invernadero; -fabricante; -fecha de montaje (fecha de entrega si el montaje es realizado por el propietario); -superficie; -emplazamiento para el cual e! invernadero está proyectado (facultativo); -acciones características consideradas;

-capacidad o no para transporte de maquinaria de limpieza por la cubierta:; -requerimiento de cimentaciones o anclajes (en los casos en los que el invernadero no sea montado por el fabricante); -manual del usuario para el mantenimiento y reparación según lo especificado en el anexo G; -Instrucciones para mantener la durabilidad (definición de cada uno de los procedimientos de mantenimiento implícitos para mantener la durabilidad del invernadero a lo largo de toda su vida útil); -instrucciones sobre cuando las aberturas de ventilación con posibilidad de abrirse y cerrarse deben ser cerradas siempre que la velocidad del viento exceda de ".X" m/s, siendo "X" el 65% de la velocidad del viento de referencia pero corregida para la altura sobre el terreno y el periodo de tiempo medio para el cual se dispone de la información meteorológica de la velocidad del viento normal en el país donde se ha construido el invernadero, -instrucciones relativas a la flecha de los cables sometidos a cargas ejercidas por los productos. Se recomienda que la flecha de cable sometido a una carga sea al menos dos veces superior a la distancia entre los soportes de los cables dividida por 30, para un nivel de cargar 0,15 kNm2; -una nota indicando que este invernadero ha sido diseñado según la norma Europea EN 130311”Invernaderos: Proyecto y construcción. Parte 1; Invernaderos para producción comercial”. F.3 La placa de identificación F.3.1 Para los invernaderos Clase B10 se debe instalar una placa en el interior del invernadero, Esta placa debe contener la siguiente información -clase de invernadero; -fabricante; -fecha de montaje: -carga característica del producto; -superficie, ANEXO G. Instrucciones para mantenimiento y reparación (Informativo) Cada fabricante debe proporcionar un manual que contenga las instrucciones para el mantenimiento y reparación de cubiertas. 31 Enero Se acuerda incluir los siguientes puntos:

-Recomendaciones para el mantenimiento de la estructura -Recomendaciones para el cambio o reparación de la cubierta Por lo anterior en la próxima reunión presentarán propuestas del contenido de estos puntos. Cambio de cubierta – AMCI IMSA- Mantenimiento de estructura ANEXO H. Detalles constructivos (Informativo) H.1 Generalidades Este anexo informativo da las recomendaciones sobre los detalles de construcción y aborda los siguientes puntos: -fuerzas producidas por la acción de la temperatura; -capacidad de transporte de agua de los canalones y bajantes -ventilación -radio de intercepción de la luz H.2 Fuerzas producidas por la acción de la temperatura H.2.1 Para evitar las fuerzas producidas, por efectos térmicos, es conveniente colocar las cruces de contraviento verticales cerca del centro de invernadero, siempre que sea posible. H.2.2 Para evitar daños del revestimiento debido a dilataciones térmicas de componentes estructurales, es necesaria la utilización de juntas de dilatación. H.4Capacidad de agua de los canalones y bajantes H.4.1 La capacidad de recogida de agua de los canalones y bajantes de varios parámetros. Estos son algunos: -propiedades hidráulicas de las secciones de canalón y bajantes -pendiente del canalón con respecto a la longitud. -Número de bajantes intermedias y finales -Efectos del viento en la caída de la lluvia en el canalón

H.4.2 Es necesario conocer las requisitos de la capacidad de recogida de agua de los canalones y bajantes para elegir el periodo de referencia el valor de cálculo de la intensidad de lluvia y la aceptación de riesgo de no sobrepasar la capacidad del sistema de invernadero. H.5 Ventilación H.5.1 Las medidas y características del funcionamiento de la ventilación de un invernadero son una difícil tarea, la cual depende de muchos factores. Los principales son: -necesidad de ventilación (natural o mecánica); -ventilación y área de apertura como se define en los apartados H.5.2 y H.5.3; -velocidad y dirección del viento; -posición de las aberturas de ventilación en el techo y en las paredes laterales; -temperatura y humedad interior y exterior del invernadero; -forma de las aberturas; -volumen interior de invernadero; -volumen y tipo de productos en el interior del invernadero; -equipamiento. H.5.2 La relación de abertura Rab es igual a la relación entre la área total de abertura ∑Aab según se define en el apartado H.5.3 y el área Agr en planta del invernadero. La relación de abertura es igual a:

Donde ∑Aab es el área total de abertura del invernadero; At es el área en planta del invernadero. H.5.3 El área total del invernadero ∑Aab es iguala la suma de áreas de abertura de todas las ventilaciones del invernadero. El área de abertura Aab es igual al área más pequeña de Aab yAabR: Aab = min (Aapv: Aap:R) Donde: Aab:v es el área máxima cuando la ventana está en posición máxima de abertura;

Aab:R es el área máxima en superficie de cubierta de la ventilación abierta del invernadero. H.5.4 Las áreas de abertura Aab.v y Aab:R de los diferentes tipos de ventanas se muestra en la figura H.2.

Leyenda 1Ventana 2Cubierta 3Interior FIGURA H.2. Áreas de abertura para algunas ventanas típicas H.6 Relación de paso de luz H.6.1 Generalidades Se define como el porcentaje de luz que atraviesa la lámina sin ser reflejada o absorbida. Las distintas cubiertas que se comercializan para invernadero están representadas en la grafica con el porcentaje de luz que dejan pasar.

Como se puede observar los materiales de mayor transmisividad lumínica son los materiales larga duración y los coextruidos basándose en EVA (Copolimeros EVA utilizados para mejorar el efecto térmico). No obstante este criterio no es suficiente por sí solo para determinar el material que posee la mas adecuada transmisión de luz; necesitamos otro criterio para tomar la decisión; el porcentaje de luz difusa que transmite la lámina. Luz directa, que es el porcentaje de la TGLV que pasa directamente a través del film sin sufrir desviación alguna. Dependiendo de la zona geográfica, en porcentajes muy altos, puede producir quemaduras en las partes aéreas de la planta en las estaciones de máxima insolación. Luz difusa, es un componente muy importante de la TGLV, que estudiamos a continuación de manera independiente. La elección adecuada dependerá de la zona geográfica de la instalación del film, guardando el adecuado equilibrio Luz Directa/Luz Difusa. Difusión de luz: Es el porcentaje de luz que al atravesar la lámina de polietileno sufre una dispersión (el rayo de luz cambia su trayectoria), debido a la refracción propia del material. Esta cualidad es muy importante, pues los plásticos con buena difusión de luz permiten crear un ambiente de luz homogénea en el interior del invernadero, evitando las zonas de luz directa y sombra que tanto afectan a la calidad del cultivo; también evitan la proliferación de algunas plagas que suelen buscar zonas oscuras como el revés de las hojas.

Se observa que los materiales térmicos ofrecen una mejor dispersión de la radiación incidente, esto es debido a su especial conformación con carga mineral que les proporcionan un aspecto translúcido. H.6.2 La entrada de luz en un invernadero es un fenómeno difícil de calcular y depende de muchos parámetros. Los principales factores son: -absorción de la luz por la superficie; -interceptación de la luz por todos los componentes del invernadero, -reflexiones de la luz intercepción H.6.3 El radio de interceptación de luz es igual al radio entre el área total de interceptación de luz Ah y el área en planta Agr. El radio de interceptación de la luz es igual a:

Donde: Ali es el área total de interceptación de luz del invernadero, según el apartado H.6.3, Agr es el área total en planta del invernadero

H.6.4 La luz total de interceptación del invernadero será tomada como la suma de la luz interceptada de todos los componentes (sea un miembro o una parte del miembro), de una parte representativa del invernadero. La luz total de interceptación es igual a:

lA:i es la longitud del polígono más pequeño de la envolvente del i: li es la longitud del componente i; xi el coeficiente de corrección (véase el apartado H.6.4). H.6.5 Es el coeficiente de corrección de la interceptación de la luz £ es igual a:

Donde: µ1 es el ángulo más pequeño entre el componente i y la superficie en planta (en radianes). ANEXO I. Métodos de cálculo para cubiertas de película en invernaderos (Informativo) I.1 Generalidades I.1.1 Introducción No existe un método de cálculo simple para determinar la distribución de fuerzas y momentos en los arcos y en las cubiertas plásticas. Por ahora, las acciones se toman de la acción del viento, granizo y nieve en la película, asumiendo que la película está completamente en contacto con los arcos. Estas acciones que producen una pretensión en la película son generalmente despreciadas. Esta situación no obedece a un comportamiento real. En los casos en que la película no está atado a los arcos, la transmisión de fuerzas axiales entre la película y los arcos no es posible. La pretensión de la película no puede ser despreciada debido a que los arcos entran a trabajar a compresión. Esta pretensión de la película se incrementará en c! caso de que el arco pierda la forma por una acción exterior. El comportamiento real puede diferir mucho del asumido, por la distribución de fuerzas y momentos del resultado de una acción exterior.

I.1.2 El método de cálculo para invernaderos con cubierta de plástico dado en este anexo es válido para la película simple, tricapa y inflada. Para pórticos planos se utilizará el mismo método. NOTA. Este anexo da un posible método permitiendo la valorización de la carga transmitida entre la película y la estructura. Este fenómeno depende en gran medida del pretensado de la película, el cual a su vez depende de otros parámetros como la temperatura exterior, fijaciones de la película, etc. I.2 Acciones en invernaderos con cubiertas plásticas Las acciones sobre el film de una cubierta curva producen inicialmente una pretensión y una acción externa. EI pretensado inicial en el film está causado por el tipo de montaje sobre los arcos. La carga exterior se tomará en cuenta según el capitulo 10. El resultado de la fuerza normal axial en el film depende de los tres tipos de carga; porque las acciones exteriores son diferentes para cada caso de carga, por eso la fuerza normal depende de cada acción. I.3 Transmisión de fuerzas desde el film a los soportes de la estructura I.3.1 Las acciones en los arcos de soporte serán calculadas a partir de la carga de la película y de la fuerza normal resultante en el film. Una estrategia atractiva para determinar la transmisión de las fuerzas desde el film a los pórticos de soporte se describe en los apartados 1.3.2 a 1.3.12. I.3.2 La determinación de la carga en el film de la cubierta en la sección debido al viento se indica en el capitulo 10 (véase la figura 1-1).

FIGURA I.1- Acciones sobre una cubierta de film producidas por viento I.3.3 Determinación de la carga en el arco debido a la pretensión de la película (véase la figura 1.2).

FIGURA I.2 - Acción resultante del pretensado sobre el arco I.3.4 Se suman las cargas de los apartados 1.3.2 y 1.3.3 (véase la figura 1.3)

FIGURA I.3. Acciones resultantes de la acción viento y pretensado I.3.5 En el resultado del apartado 1.3.4 entran a trabajar fuerzas de compresión en cualquier lugar entre el film y el arco, esta transmisión de fuerzas es el resultado de sumar las acciones según el apartado 1.3.4 (véase la figura 1.3). Para otros casos el film puede llegar a separarse por encima del arco una distancia específica. En este caso, continúa el procedimiento desde el apartado 1.3.6 I.3.6 Se asume que el film se ha separado por encima del arco una determinada distancia como resultado de la suma de acciones (véase el apartado 1.3.4) perdiendo contacto las fuerzas de tracción (succión) sobre el arco (véase la figura 1,4).

Leyenda 1 Longitud sobre el cual el film pierde contacto sobre el arco (succión) FIGURA I.4. Longitud sobre la cual el film, pierde contacto con d agua desmineralizada I.3.7 Para la determinación de la fuerza norma! en el film, basada en el equilibrio de la parte de la película que ha perdido contacto con el arco (véase la Figura 1.5), se adoptan las siguientes simplificaciones: -la geometría de esta parte de! film es siempre la misma que el resto del arco. De este supuesto se deduce que las acciones exteriores en el film no han cambiado: -en los puntos donde et film pierde contacto con el arco, la dirección de la fuerza normal en el film es la misma que la tangente al film en dichos puntos.

FIGURA I.5. Fuerza normal en el film I.3.8 Para la determinación de la carga que soporta el arco que produce la fuerza normal en el film sólo se toma el resultado del apartado 1.3.7. Así se loma la fuerza normal en el film como una fuerza de pretensa (véase la figura 1.6).

FIGURA I.6. Acciones en el arco como resultando de la fuerza normal en el film I.3.9 Se suman las cargas de los apartados 1.3.2 y 1.3.8 (véase la figura 1.7)

FIGURA I.7. Acciones resultantes del viento y/o nieve y la fuerza normal en el film I.3.10 Se asume que el film se separa como resultado de la suma de acciones (véase el apartado 1.3.9) las tuerzas de tracción pierden contacto (succión) con el arco. I.3.12 La carga en los soportes del arco se determina: Se toman las acciones del apartado 1.3.9 para aquellas partes del arco donde existe contacto de las fuerzas de compresión. Donde existen fuerzas de tracción no se transmiten fuerzas de la película al arco (véase la figura l.8). N0TA. La influencia de una fuerza normal en la existencia de un cable pretensado paralelo al arco, se toma como un incremento de la fuerza de pretensado.

FIGURA I.8. Acciones sobre el arco soporte I.4 Verificación de la película

I.4.1 El film debe resistir las fuerzas normales (fuerzas de membrana). Las fuerzas normales en la dirección paralela a al arco así como en la dirección perpendicular al arco se deben tener en cuenta. I.4.2 La fuerza normal en la dirección paralela al arco se debe tomar igual a la fuerza de pretensado. Si la fuerza normal en el film, véase el apartado 1.3.7 es mayor que la fuerza de pretensado, se debe tomar el valor mayor, I.4.3 En la dirección perpendicular al arco el valor máximo de la fuerza normal toma el valor de la carga distribuida uniformemente en el film y la fuerza de pretensado en la misma dirección. I.4.4 Las fuerzas normales deben comprobarse contra la capacidad de resistente de la película. Para determinar la capacidad de la película es necesario tener en cuenta varios factores como envejecimiento, deslizamientos y elongación. Las fuerzas que producen el pretensado generan efectos a largo plazo, sin embargo los efectos producidos por el viento son efectos a corto plazo. El envejecimiento tiene influencia tanto en los efectos producidos a largo como a corto plazo. ANEXO J Sismo ANEXO K. Requisitos del proyecto ejecutivo (Normativo) Los invernaderos mayores o iguales a una hectárea deben cumplir con los siguientes requisitos: J.1 La memoria de cálculo debe hacer referencia como mínimo a lo siguiente: Datos preliminares: -Descripción de la estructura (Breve descripción del invernadero, características y componentes) -Ubicación geográfica (Domicilio) -Especificaciones de los materiales -Relación de cargas de servicio a considerar J.2 Análisis estructural de acuerdo a la norma Propuesta y revisión de secciones: -Columnas -Arcos -Largueros -Canalones

-Refuerzos varios -Cimentación J.3 Resultados finales J.4 Planos de proyecto El calculo y el proyecto debe estar avalado por un responsable técnico. J.5 Carta garantía respaldada por la “fianza” correspondiente.



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IMPORTANTE: Este es un documento de trabajo de Norma Mexicana para comentarios y aprobación, por lo tanto, está sujeto a cambios y no puede referirse a él como una norma mexicana hasta que la publicación de su declaratoria de vigencia sea realizada por la Dirección General de Normas de la Secretaria de Economía. PREFACIO La presente Norma Mexicana fue elaborada por el GT-Invernaderos del Comité Técnico de Normalización Nacional de la Industria del Plástico y emitida por el Centro de Normalización y Certificación de Productos, A.C., (CNCP), participando las siguientes empresas e instituciones: INDICE INTRODUCCION OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN NORMAS DE REFERENCIA DEFINICIONES

SIMBOLOS Y ABREVIATURAS PROYECTO DE ESTRUCTURAS DE INVERNADEROS ESTADOS LIMITES DE SERVICIO ESTADOS LIMITES ULTIMOS TOLERANCIAS DURABILIDAD MANTENIMIENTO Y REPARACIONES ACCIONES EN INVERNADERO DESPLAZAMIENTO DE FLECHAS CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES ANEXO

0INTRODUCCION Esta norma define los invernaderos para la producción de cultivos, donde la presencia humana está restringida. La información complementaria en los anexos se da para tener en cuenta los requisitos particulares de funcionalidad y formas de los invernaderos comerciales, los cuales deben ser distintos de los edificios ordinarios. Entre los requisitos funcionales a distinguir en los invernaderos cabe destacar la necesidad de optimizar la radiación solar transmitida con el fin de crear y mantener un entorno óptimo para el crecimiento de las plantas y cultivos y, generalmente la necesidad de tener que soportar el peso del crecimiento de las plantas. Estos criterios definen formas y procesos de diseño estructural concretos para los invernaderos de producción comercial. 1OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma mexicana especifica el proceso a seguir para el diseño de invernaderos, asi como los principios generales, requisitos de resistencia mecánica, estabilidad, estado de servicio y durabilidad para el proyecto y la construcción de estructuras de invernaderos comerciales con cubiertas de películas plásticas, incluyendo las cimentaciones, para la producción de plantas y cultivos. Esta norma mexicana no establece los criterios de construcción para el acceso a los invernaderos (por ejemplo: rampas, pasillos de trabajo, pasarelas o escaleras de acceso a la cubierta). ACUERDO: La UACH presentará las propuestas de modificación al documento el martes 14 de febrero. 2REFERENCIAS Para la correcta aplicación de la norma mexicana se deben consultar las siguientes normas mexicanas vigentes o las que las sustituyan: 3DEFINICIONES Para los fines de esta norma aplican las siguientes definiciones: 3.1Invernadero Es una estructura metálica con cubierta de película plástica usada para el cultivo y/o protección de plantas, la cual optimiza las condiciones climatológicas y la transmisión de radiación solar, bajo un ambiente controlado para mejorar el entorno del cultivo y cuyas dimensiones posibilitan el trabajo de las personas en su interior. 3.2Casa Sombra Es una estructura metálica cubierta con malla plástica usada para el cultivo y/o protección de plantas, la cual optimiza la transmisión de radiación solar y algunas condiciones climatologicas

para mejorar el entorno del cultivo y cuyas dimensiones posibilitan el trabajo de las personas en su interior. 3.3Cerramiento a)Cubierta, o b)Cubierta y columnas en un sistema estructural en conjunto (marco) 3.4Claro (Holgura): Diferencia de la distancia entre dos arcos (barras opuestas de cerramiento) en su posición nominal (ejes). 3.5Ventila Cenital Ventana ubicada en la parte superior del invernadero. 3.6Ventila Lateral Ventana ubicada en los laterales perimetrales del invernadero. NOTA. Las ventilas permiten el intercambio de aire con el exterior del invernadero. 3.7Flecha Deformación perpendicular a la superficie sobre la cual actúa la acción. 3.8Deformación Cambio de forma de la estructura de un invernadero o parte de el. 3.9Desplazamiento Cambio de posición de un punto. 4SIMBOLOS Y ABREVIATURAS Los siguientes símbolos y abreviaciones son usados en esta norma: L Longitud en cm F Flecha de deflexión b área de base, m2 P peso descargado en ese punto (columna), Kg Rt resistencia del terreno (capacidad de carga), en Kg/m2

F Es el valor propio de la fuerza horizontal por cable; Wp Es la carga de los productos, según el apartado 10.4.5.2; a Es la distancia entre cables l Es la distancia entre los soportes de los cables u es la flecha media del cable cargado Wm Acciones permanentes Wi Acciones permanentes de instalaciones Ww Acciones del viento Wp Productos Wv Acciones verticales puntuales (Cargas vivas) Wa Acciones accidentales presentes en las instalaciones Wt Acciones térmicas Ws Acciones sísmicas Wg Acciones de nieve o granizo **************** Ai Acción accidental a Longitud de cubierta, distancia entre cables B Anchura del invernadero b Ancho de cubierta c Claros (Holgura), coeficiente D Dimensiones de la sección del hoyo de cimentación d Distancia de diámetro E Módulo de elasticidad F Fuerza f Límite elástico del material Gi Acción permanente

H Altura comprendida entre nivel de suelo y cumbrera h Altura de una columna (entre cimentación y canalón) L Distancia entre columnas o bases del arco. l Distancia en la dirección longitudinal M Momento N Fuerza normal n Número P Acción permanente Q Acción variable q Acción variable s Ancho del arco t Espesor u Desplazamiento o deformación vint Gasto del canalón w Anchura ze,zi Altura de referencia para un invernadero α Angulo de la vertiente – Pendiente de la cubierta αcr Factor de carga crítica elástico de segundo orden αu Factor de carga crítica elástico- plástico de segundo orden γ Coeficiente parcial de seguridad(para acciones) ∆ Desviación ∆φ Desviación de la inclinación prevista λcr Esbeltez, autovalor positivo para el análisis lineal de pandeo (EULER) μ Coeficiente de forma φ Inclinación prevista φx Angulo de giro de largueros

ψ Coeficiente de combinación de acciones ELS Estados límites de acciones. ELU Estados límites de servicio Índices a Arco c Cubierta cb Base de columna f Rozamiento gh Invernadero v vidrio gw Pared frontal h Horizontal lim Límite pe Presión exterior pi Presión interior r Cubierta s Distancia, Sección longitudinal sup Soporte sw Pared frontal posterior v vertical wire Cable. ************** 5CLASIFICACIÓN DE LOS INVERNADEROS 5.1Generalidades Los invernaderos se clasifican según el período mínimo de vida útil de acuerdo al punto 5.2 y la tolerancia a los desplazamientos de la estructura de cubierta, dados en el punto 5.3.

5.2Periodo mínimo de vida útil teórica de la estructura. Los invernaderos tendrán un período de vida útil de 10 ó 15 años. 5.3Tolerancia a los desplazamientos de la estructura de cubierta Los invernaderos se clasifican según la tolerancia de la cubierta, en función de los desplazamientos permisibles de la estructura, como se describe a continuación: 5.3.1Clase A son aquellos en los que los marcos no permiten desplazamientos mayores a los permisibles de acuerdo a las tolerancias establecidas en este documento, que son resultado de la acción de las cargas o combinaciones de estas. Los invernaderos Clase A deben proyectarse considerando los estados límites de servicio (ELS), así como también los estados límites últimos (ELU). De igual manera, esta clasificación aplica para invernaderos unitarios o de túnel múltiple con estructura ligera y cubiertas plásticas. 5.3.2Clase B son aquellos en los que los marcos no permiten desplazamientos mayores a los permisibles de acuerdo a las tolerancias establecidas en este documento, que son resultado de la acción de las cargas o combinaciones de estas. Los invernaderos Clase B deben proyectarse considerando los estados límites de servicio (ELS) únicamente. Para esta clase se incluyen también los invernaderos tipo casa sombra modulares, macrotúneles y similares. 5.3.3Los desplazamientos locales de los componentes de la estructura, que sólo soportan elementos del marco tolerante a los desplazamientos, necesitan ser comprobados, a estados límites de servicio (ELS). 5.4Los invernaderos de clasifican de acuerdo con la tabla 1. TABLA 1. Clasificación de los invernaderos y casa sombra Período mínimo de vida útil Tipo de clasificación 10 años

15 años

Clase Aa

A10

A15b

Clase Ba

B10

-

a

Los invernaderos y casa sombra Clase A y B tendrán una vida útil mínima de la estructura de 10 años y serán designados respectivamente como clase A10 y B10.

b

Los invernaderos Clase A15 tendrán una vida útil mínima de la estructura de 15 años

c

Cuando las cosechas sean valiosas y/o exista maquinaria en el invernadero, se recomienda un periodo de vida útil de 10 años.

6DATOS DE ENTRADA (Revisión de requisitos y factibilidad) 6.1Revisión de requisitos El diseñador debe realizar la recopilación y revisión de la información básica, la cual debe contemplar al menos lo siguiente: 6.1.1Nombre del propietario 6.1.2Ubicación de la obra -Climatología de la zona (Temperaturas mínimas y máximas registradas, intensidad pluvial, velocidades y dirección de vientos dominantes, entre otros). -Disponibilidad de recurso (vialidades, hidráulicos, electricidad, materiales, mano de obra, entre otros) -Características del suelo (conformación, resistencia) -Topografía del área (afectaciones, pendientes y desniveles, desplante) 6.1.3 Requisitos del diseño del invernadero a)Dimensionamiento -Área propuesta para la nave (numero de túneles y claros) -Características del cultivo a desarrollar -Definir el tipo de invernadero (macrotunel, casa sombra o invernadero) -Orientación b)Consideración de cargas -Carga peso propio -Carga de cultivo -Velocidad de viento -Carga de equipos adicionales -Cargas accidentales c)Especificaciones básicas de materiales a utilizar

Definir los diversos materiales con los cuales se conformarán los componentes del sistema, plásticos y mallas. 6.2Factibilidad Posterior a la evaluación de los datos de entrada se debe establecer la factibilidad para proceder con el diseño, considerando lo siguiente: -Costos que implican modificar o adaptar la problemática -Disponibilidad de recursos y factores (véase 6.1.2) -Capacidad del diseñador-constructor para desarrollar el proyecto Evaluado y documentado lo anterior, se debe determinar la factibilidad para desarrollar el proyecto. En caso de que esto no sea posible, debe notificarse al propietario. 7GENERACIÓN DEL DISEÑO 7.1Planos preliminares Deben elaborarse los planos correspondientes a: Plantas, alzados, detalles específicos (conexiones, cimientos, armados, etc). 7.2Equipos y sistemas En caso de requerirse deben elaborarse los planos correspondientes a: sistemas de riego, calefacción, ventilación, automatizaciones y mecanizaciones, etc. 7.3Especificaciones técnicas Se requiere recopilar la información técnica, correspondiente a los materiales a utilizar en el sistema estructural, para proceder con el cálculo (Véase Anexo K). 7.4Cálculos De acuerdo al capitulo 8. 7.5Revisión y verificación de los puntos 7.1, 7.2, 7.3 y 7.4 7.5.1Revisión Mediante la revisión de los resultados anteriores, se debe: -Aprobar el sistema estructural analizado, o modificar algún componente o el sistema en su totalidad si fueron rebasados los parámetros de seguridad. -Revisar que las uniones basadas en la fricción (atornillado) entre miembros estructurales, deben ser capaces de transmitir las fuerzas de proyecto sin desplazamiento.

7.5.2Verificación Verificar que todo el sistema sea operacional, comprobando que el calculo estructural cubra los parámetros de seguridad, conforme al capitulo 9. NOTA. Puede realizar inspecciones de campo durante el montaje, a fin de tener registros e información con respecto a correcciones y/o modificaciones para retroalimentar el diseño. 7.5.3Elaboración de planos de diseño Se proceden a elaborar los correspondientes planos de fabricación y/o montaje de la estructura aprobada, lo cuales deben contener datos acerca de: -Características del material a utilizar (tamaño, peso, calibre, etc.) -Características adicionales de la pieza en cuestión (especificación de galvanizado, recubrimiento, etc.) -Planos de ensamble (detalle de conexiones, accesorios, etc.) -Referencias de escalas, cotas, fecha de elaboración, titulo, número de plano, códigos de control, referencias de responsabilidad técnica (quienes elaboran, revisan y aprueban), Revisar que los planos y detalles constructivos; y de los sistemas y equipos estén completos, y que el proceso de calculo este de acuerdo a lo establecido en el capitulo 8. 7.6Registros Debe conformarse una carpeta técnica con la información y documentos del proyecto necesarios para su ejecución. 8CALCULOS Para los invernaderos Clase A, debe realizarse los siguientes cálculos en unidades de medida conforme a la NOM-008-SCFI: 8.1Consideración de cargas y acciones a)Cargas: Peso propio, peso de cultivo y peso de equipos adicionales fijos a la estructura. b)Acciones: Peso de empuje de viento, nieve y/o granizo, sismo y acciones térmicas. 8.2De acuerdo al diseño propuesto se debe considerar las características fisicomecánicas de las partes y componentes del sistema estructural propuesto, así como especificaciones y constantes del cálculo a considerar. 8.3Someter tanto datos técnicos anteriores como sistema estructural propuesto a los correspondientes análisis y cálculos en los cuales deben obtenerse resultados, tales como:

momentos flexionantes, esfuerzos cortantes, torsiones, desplazamientos y resistencia de los diferentes elementos y componentes involucrados (arcos, largueros, columnas, tensores, conexiones, anclas, etc.). 8.4Lo anterior se realiza mediante procesos de análisis estructural de tipo manual y/o electrónico de acuerdo a los métodos de análisis vigentes, los cuales se encuentran establecidos en documentos técnicos tales como: normas técnicas complementarias para estructuras metálicas del Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México, el manual de diseño para estructuras metálicas de la Comisión Federal de Electricidad, Manual de acero del Instituto Mexicano del Concreto y del Acero, entre otros. 8.5Los métodos de cálculo para invernaderos sólo son válidos si el análisis de la estructura del invernadero cumple con las tolerancias establecidas en el capitulo 9.2. 9VERIFICACIÓN DE PROYECTO 9.1Generalidades Los invernaderos deben proyectarse comprobando que no se supere ningún estado límite, de tal forma que cumplan las condiciones de tolerancia, durabilidad, mantenimiento y reparación especificadas en el capitulo 7, 8 y 9. 9.2Tolerancias 9.2.1Canalones a)La flecha de deformación producida en la parte central de un canalón simplemente apoyado entre dos columnas, tenga como valor mínimo 5 mm sin carga y como máximo de 15 mm con carga; b)Los canalones deben apoyarse perfectamente sobre cada elemento de soporte (cabezales de columnas); y de igual manera debe guardarse una longitud mínima de traslapé entre canalones de mínimo 15 cm; c)La sección transversal de un canalón debe diseñarse tanto para resistir las cargas de agua pluvial, nieve o granizo, o personal de montaje que se desplacen sobre ellos. 9.2.2Arcos PENDIENTE 9.2.3Columnas a)La tolerancia de las columnas en cualquier dirección, de la posición proyectada no debe exceder mas de 0,05 cm por cada metro de altura (h) de la columna de la cimentación al canalón (véase figura 2).

En el caso de desviaciones respecto de la inclinación proyectada debe ser tenida en cuenta la influencia de las acciones térmicas. Según lo especificado en el anexo E, la temperatura bajo la cual los componentes están fabricados puede ser tomada de 20 o C.

Leyenda 1. Posición prevista 2. Posición real 3. Inclinación prevista 4. Desviación de la inclinación prevista FIGURA 2. Tolerancia de inclinación respecto de la posición prevista de una columna. b)La tolerancia de una base de cimentación no debe exceder de 0,5 cm por metro entre columna y columna de la posición proyectada entre ejes en ambas direcciones. c)La posición de una base de cimentación en la excavación realizada para recibier a dicha base, debe ser tal que (véase figura 3): -su centro se encuentre en el círculo de radio igual a D/5 del centro de la excavación de la zapata, -la distancia entre la cara de la columna y la pared de la excavación de la base de cimentación debe ser como mínimo 50 mm o D/8, escogiendo la mayor; -la distancia entre la base de la columna y el fondo de la excavación de la base de cimentación debe ser como mínimo 50 mm o D/8, escogiendo la mayor; donde D es el diámetro de la sección de la excavación para recibir la base de cimentación.

FIGURA 3. Posición de l a base de cimentación prefabricada con respecto de la excavación. d)La tolerancia en el plano horizontal entre base de columnas en posición longitudinal y transversal no será mayor de 20 mm.

Donde; L Longitud del invernadero l Distancia entre bases de columnas en la dirección de la longitud del invernadero. B Ancho del invernadero b Distancia entre bases columnas en dirección del ancho del invernadero FIGURA 4. Separación horizontal entre bases de columnas 9.2.4Largueros y tirantes de refuerzo Los largueros y tirantes que forman parte del sistema estructural del invernadero, deben tener una flecha máxima de deformación de acuerdo a lo expresado en la siguiente formula:

F= (L/240) + 0,5 Donde, L Longitud en cm F Flecha de deflexión 9.2.5Cimentaciones (anclaje) Se debe considerarse lo siguiente: a)Para determinar el área del soporte de base del cimiento debe considerarse lo siguiente: -30 cm como mínimo o, -Aplicando la siguiente formula: b = P / Rt Donde, b área de base, m2 P peso descargado en ese punto (columna), Kg Rt resistencia del terreno (capacidad de carga), en Kg/m2 b)Para determinar la altura o profundidad del cimiento debe considerarse lo siguiente: -60 cm como mínimo -Incluir formula c)Para determinar la dimensión de embocadura superior del cimiento debe considerarse lo siguiente: -20 cm como mínimo o, -80 % del área de la base en m2 10DURABILIDAD, MANTENIMENTO Y REPARACIONES 10.1Generalidades Los métodos de cálculo de diseño para invernaderos son validos si la estructura del invernadero está realizada según el punto 10.2. El punto 10.3 describe las consideraciones sobre la seguridad de mantenimiento y reparación.

10.2Durabilidad 10.2.1Invernaderos Clase A a)Cubierta Las películas para invernaderos deben cumplir con las especificaciones de durabilidad señaladas en la norma mexicana NMX-E-114-CNCP vigente (Véase 2 Referencias). b)Estructura Las estructuras de invernaderos deben ser protegidas contra la corrosión y el deterioro con el fin de garantizar la seguridad estructural por un período no inferior al del diseño, según el punto 5.4. 10.2.2Invernaderos Clase B a)Cubiertas Las mallas para invernaderos deben cumplir con las especificaciones de durabilidad señaladas en la norma mexicana NMX-E-148 vigente (Véase 2 Referencias). b)Estructura Las estructuras de invernaderos deben ser protegidas contra la corrosión y el deterioro con el fin de garantizar la seguridad estructural por un período no inferior al del diseño, según el punto 5.4. 10.3Mantenimiento y reparación. 10.3.1No debe haber cargas concentradas sobre la cubierta. 10.3.2Debe evitarse la presencia humana y el transporte de materiales pesados y equipos de limpieza durante el mantenimiento o reparación de las cubiertas. 10.3.3A fin de reducir los riesgos generales del trabajo sobre las cubiertas es conveniente que los materiales voluminosos, los componentes pesados y los equipos de reparaciones sean trasladados al lugar de la reparación por el interior del invernadero y posteriormente elevados a través del techo o en todo caso transportados sobre la cubierta con un dispositivo especial. 10.3.4Los fabricantes de invernaderos deben suministrar un manual detallado de las especificaciones del invernadero, que incluya las acciones de reparación y mantenimiento, evitando la concentración de materiales en la cubierta (Véase los anexos F y G). 11ACCIONES EN INVERNADEROS 11.1Generalidades 11.1.1Todas las acciones y posibles influencias que pueden ocurrir durante la vida útil del invernadero se deben tomar en cuenta en el cálculo de acuerdo a los procedimientos

mencionados en 8. En los siguientes apartados de este capitulo, se adaptan estos procedimientos a los invernaderos. 11.1.2El período mínimo de referencia (período de retorno) y la probabilidad anual de excedencia para determinar los valores característicos de las acciones variables, para el uso en el proyecto para cada clase de invernadero, vienen establecidos en la tabla 4. TABLA 4. Período mínimo de referencia para acciones y probabilidad anual de excedencia de acciones Categoría de invernadero

Periodo mínimo de referencia de acciones

A

B

15 años

10 años

Probabilidad anual de excedencia de 0,07 acciones correspondiente al período mínimo de referencia

0,10

11.1.3Deben considerarse las hipótesis de diseño seleccionadas e identificadas las cargas críticas. Para cada caso de carga crítica, los valores característicos de los efectos de las acciones deben determinarse. 11.1.4Las reglas de combinación de las acciones básicas en proyecto se dan en los siguientes apartados. Las acciones que no pueden darse al mismo tiempo, por ejemplo, debido a razones físicas, no se considerarán juntas en una combinación. 11.2Combinación de acciones. 11.2.1Todas las acciones que puedan ocurrir simultáneamente, deben considerarse conjuntamente. 11.2.2Para verificar el estado último de servicio y el estado límite último, los efectos más perjudiciales de las combinaciones de las acciones, deben incluirse para el cálculo de la estructura. La tabla 5 muestra ejemplos de combinación de acciones. 11.2.3Para la verificación de los estados límites de servicio se tendrán en cuenta las combinaciones de las acciones dadas en las tabla 5. 11.2.4Las cargas no uniformes de nieve, tal como se específica en el capitulo 3 del anexo C, deberían tenerse en cuenta, únicamente en combinación con el viento. TABLA 5. Ejemplo de combinación de acciones.

a)Acciones permanentes + acciones permanentes de las instalaciones + acción del viento + acción de nieve + productos

Acciones permanentes

Wm

Acciones permanentes de las instalaciones + Wi

Acción del viento

+ Ww

Acción de nieve

+ Wg

Productos

+ Wp

b)Acciones permanentes + acción del viento Acciones permanentes Wm

Acción del viento + Ww

c)Acciones permanentes + acciones permanentes de las instalaciones + productos + acción vertical puntual + acciones de las instalaciones presentes accidentalmente

Acciones permanentes

Wm

Acciones permanentes de las instalaciones + Wi

Acciones de las Acción vertical instalaciones presentes puntual accidentalmente

Productos

+ Wp

+ Wv

+ Wa

d)Acciones permanentes + acciones permanentes de las instalaciones + acción de nieve + productos + acción sísmica

Acciones permanentes

Wm

Acciones permanentes de las instalaciones + Wi

Acción de nieve

+ Wg

Productos

+ Wp

Acción sísmica

+ Ws

e)Acciones permanentes + acciones permanentes de las instalaciones + acción térmica Acciones permanentes

Acciones permanentes de las instalaciones

Acción térmica

Wm

+ Wi

+ Wt

f)Acciones permanentes + acciones permanentes de las instalaciones + productos + acción de nieve

Acciones permanentes

Wm

Acciones permanentes de las instalaciones + Wi

Productos

+ Wp

Acción de nieve

+ Wg

NOTA. El cálculo de la combinación de acciones la realiza el constructor de acuerdo a la información proporcionada por el propietario, conforme se establece en el 6.1 de esta norma. NOTA. El diseñador deberá considerar el realizar las reducciones o ajustes tanto en conversión de unidades o cantidades consideradas de acuerdo al método de cálculo utilizado. En los valores de la tabla 5 no se consideraron los coeficientes o los factores CONFIRMAR 11.3Valor característico de las acciones 11.3.1Acciones permanentes Wm 11.3.1.1Las acciones permanentes son las acciones producidas por el peso de los componentes estructurales y no estructurales, excluyendo el de las instalaciones aún si están presentes permanentemente. 11.3.1.2El valor característico del peso propio de los componentes estructurales debe ser estimado de acuerdo a las especificaciones del fabricante. 11.3.2Acciones permanentes de instalaciones Wi 11.3.2.1Las acciones permanentes de instalaciones son las cargas debidas a las instalaciones de equipamientos permanentes, tales como: calefacción, refrigeración, iluminación, riego, ventilación y aislamiento, entre otros. 11.3.2.2Los valores característicos del peso propio del equipamiento fijo debe ser estimado según la especificación del fabricante. 11.3.2.3El valor característico de la carga debida a la canalización principal de alimentación y a la tubería de retorno de la calefacción se debe de tomar como el peso propio de las tuberías aisladas y llenas.

11.3.2.4Cuando las estructuras de los invernaderos tengan cables y equipamiento de sombreo e irrigación, el valor propio mínimo (de tensión) de las fuerzas horizontales de los cables, cables de los sistemas de sombreo e irrigación debe ser: -Sistema de sombreo: Cables de sustentación: 250 N por cable Cable de accionamiento: 500 N por cable -Sistema de irrigación: Cable de sustentación: 1250 N por cable. 11.3.3Acciones del viento Ww 11.3.3.1Las acciones del viento son las cargas producidas por el viento sobre la estructura. 11.3.3.2Se recomienda que los valores propios de las acciones de viento se determinen de acuerdo al manual de diseño por viento publicado por la Comisión Federal de Electricidad, basado a la regionalización eólica de México (Véase Anexo B). 11.3.4Productos Wp 11.3.4.1Las acciones de los productos son las cargas producidas por los pesos de las plantas y productos que soporta la estructura. 11.3.4.2Cuando las estructuras de los invernaderos soportan plantas y productos, deben considerarse en el diseño las cargas debidas a las plantas y los productos, así como el crecimiento medio de éstos. Los valores propios de las plantas, productos y crecimiento medio deben ser estimados de acuerdo con la variedad y tipo de producto a cultivar, pero no deben ser menor que los valores indicados en la tabla 6. El valor mínimo propio de la carga indicada en la tabla 6 se debe tener en cuenta como uniformemente distribuida en planta y como acciones verticales. TABLA 6. Valores propios mínimos de los productos. Tipo de cosecha

Wp Kg/m2

Cosecha de carga ligera

15 kg/m2

Cosecha de carga media

20 kg/m2

Cosechas de carga pesada

35 kg/m2

11.3.4.3Cuando la carga del producto se transmite a la estructura a través de cables horizontales (portatutores), él efecto de estas fuerzas debe ser aplicado a la estructura en los puntos de soporte o apoyo de los mismos cables. NOTA. El valor propio de la fuerza horizontal por cable es igual a:

Donde, F Es el valor propio de la fuerza horizontal por cable; Wp Es la carga de los productos, según el apartado 10.4.5.2; a Es la distancia entre cables l Es la distancia entre los soportes de los cables u es la flecha media del cable cargado Se recomienda tomar un valor u como mínimo l/30 para un nivel de carga de 15 kg/m2 11.3.5Acciones verticales puntuales Wv (Cargas vivas) 11.3.5.1Las acciones verticales puntuales son las cargas producidas por el hombre en operaciones de mantenimiento y reparaciones. 11.3.5.2Los valores propios de las acciones verticales puntuales deben ser tomadas en un área cuadrada de 10 cm por 10 cm o sobre una longitud de 10 cm y sobre la anchura total del miembro estructural siempre inferior a 10 cm; estos valores se establecen en la tabla 7. TABLA 7. Valores propios de las acciones verticales puntuales Carga concentrada

Valor propio Wv Kg

Carga en elementos estructurales y/o canalones

90

Carga en miembros secundarios tales como largueros y/o tirantes

45 a

a

Para invernaderos de una sola nave sin canalón Wv se considera un valor 0.

11.3.6Acciones accidentales presentes en las instalaciones Wa

11.3.6.1Acciones accidentales presentes en las instalaciones son cargas de magnitud variable producidas por equipos móviles tales como puentes grúas sobre raíles soportados por la estructura, incluyendo el personal de servicio. 11.3.6.2El valor propio de acciones móviles se debe tomar el peso propio de los equipos proporcionados por el fabricante y de la máxima capacidad de carga de éstos. Las fuerzas de frenado y aceleración del transporte del equipo deben tomarse cuenta. 11.3.7Acciones térmicas Wt 11.3.7.1Son las acciones producidas por el efecto de la temperatura. 11.3.7.2El valor propio de acciones térmicas se deriva de las variaciones de la temperatura ocurrida en un período de 24 horas. Los valores propios de los intervalos de temperatura vienen establecidos en el anexo E. 11.3.7.3Para invernaderos Clase A, no es necesario tomar en cuenta la acción térmica cuando sean de una superficie inferior a 150 m2. 11.3.7.4En el apartado 2 del anexo H se recoge una guía sobre detalles estructurales con adaptación a los efectos producidos por los cambios de temperatura. 11.3.8Acciones sísmicas Ws 11.3.8.1Las acciones sísmicas son las acciones producidas por un terremoto. 11.3.8.2El valor propio de las acciones sísmicas se tomarán según lo establecido en el Manual de construcciones de la Comisión Federal de Electricidad (Véase Anexo j) o similar. 11.3.9Acciones de nieve o granizo Wg 11.3.9.1Las acciones de nieve o granizo son cargas impuestas con valores extremos, ya que sus valores propios no pueden ser estimados habitualmente por los métodos estadísticos normales utilizados para evaluarlos. 11.3.9.2Los valores propios de la carga de nieve o granizo se debe tomar como base 30 kg/m2. 11.3.9.3El anexo C recopila información adicional para adaptar los apartados 10.4 y 10.2 al caso particular de estructuras de invernaderos. 12DESPLAZAMIENTO Y DEFORMACIONES (ELS) 12.1Desplazamiento de los invernaderos Clase A y B. 12.1.1Desplazamiento de los puntos de unión de las columnas con la cimentación. Los desplazamientos, tanto en dirección horizontal como en “vertical”, de aquellos puntos donde las columnas están conectadas con la cimentación, no deben ser mayores de 20 mm.

12.1.2Desplazamientos a nivel del canalón. 12.1.2.1Los desplazamientos horizontales “longitudinal” del invernadero a nivel del canalón, en la dirección del mismo, deben cumplir con los siguientes requisitos (véase la figura 7). Dt < = Dper + Dlim Donde, Dt Es el desplazamiento horizontal del invernadero calculado a nivel del canalón, en la dirección del mismo igual 15 mm; Dper Es el valor limite del desplazamiento horizontal de la pared lateral a nivel del canalón en la dirección de éste, debido a la holgura en el pórtico frontal, según punto 12.1.2.3, es igual 15 mm. DlimEs el valor limite del desplazamiento horizontal de la cubierta en la dirección del canalón, es igual a 10 mm. NOTA. Los desplazamientos de un invernadero también deben ser limitados por el uso de diagonales perimetrales de arriostramiento.

FIGURA 7. Desplazamiento horizontales del invernadero a nivel de canalón, en la dirección del mismo. 12.1.2.2El desplazamiento horizontal del invernadero a nivel del canalón, paralelo a éste (tranversal), debe cumplir los siguientes requisitos (véase la figura 8). Dt < = Dper + Dlim

uh;^ Es el desplazamiento horizontal calculado del invernadero a nivel del canalón, perpendicular a éste; uh;gw;^;limEs el valor limite del desplazamiento horizontal del pórtico frontal a nivel del canalón perpendicular a éste, debido a la holgura de los paneles de revestimiento en el pórtico frontal, según punto 12.1.2.4. uh;r;^;lim Es el valor limite del desplazamiento horizontal de la cubierta perpendicular al canalón, debido a las holguras de los paneles de revestimiento en la cubierta, según punto 12.1.2.6. NOTA. Los desplazamientos de un invernadero también deben ser limitados por el uso de largueros y piezas de refuerzo.

FIGURA 8. Desplazamientos horizontales del invernadero a nivel del canalón perpendicular a éste. 12.2Flechas de los invernaderos Clase A y B. 12.2.1Introducción Salvo que se demuestre mediante un estudio riguroso, la inclusión de los efectos dinámicos cuando sean importantes, que produzcan deformaciones en los paneles de cerramiento o en otros componentes estructurales, o que los sistemas de drenaje de lluvias estén obstruidos, las flechas consideradas están sujetas a los apartados 12.2.2. a 12.2.4. 12.2.2Flechas de canalones, cuerda de arco y larguero de cumbrera 12.2.2.1La flecha vertical de los canalones, cuerda de arco y larguero de cumbrera perpendiculares a la superficie de la cubierta sea hacia arriba o hacia abajo, deben cumplir los siguientes requisitos:

(para canalones sólo bajo cargas permanentes) (para canalones sólo bajo cargas permanentes) Donde; ls Es la longitud del canalón, cuerda de arco y larguero de cumbrera nc;r Es el numero de paneles de revestimiento colocados adyacentes de la sección longitudinal; uv Es la flecha vertical del canalón, cuerda de arco y larguero de cumbrera 12.2.2.2La flecha horizontal de los canalones y largueros de cumbrera deben de cumplir los siguientes requisitos:

Donde; ls Es la longitud del canalón o de los largueros de cumbrera nc;r Es el numero de paneles de revestimiento colocados adyacentes de la sección longitudinal; uh Es la flecha horizontal del canalón o de largueros de cumbrera 12.2.3Flechas de vigas simples y vigas en armadura. 12.2.3.1La flecha de las vigas simples y vigas en armadura, en el plano de la estructura sea hacia arriba o hacia abajo, debe de cumplir los siguientes requisitos:

Donde; ls Es la longitud de las vigas simples y vigas en armadura; uv Es la flecha vertical de las vigas simples y vigas en armadura. 12.2.3.2La flecha de las vigas y vigas en armadura, fuera del plano de la estructura, debe cumplir con los siguientes requisitos:

Donde; ls Es la longitud de las vigas o de las vigas en armadura; uh Es la flecha horizontal de las vigas o de las vigas en armadura. 12.2.4Flechas de los componentes estructurales que soportan los pórticos frontales y las paredes laterales. 12.2.4.1La flecha de los componentes estructurales, perpendicular a la superficie de cerramiento, debe cumplir los siguientes requisitos:

Donde; u^ Es la flecha del elemento estructural, perpendicular a la superficie de cerramiento. ls Es la luz del elemento estructural 12.2.4.2Para el caso en el cual el elemento estructural esté cargado por productos colgados de cables, el segundo requerimiento del apartado 12.2.4 puede ser omitido. 12.2.4.3La flecha de los componentes estructurales, en la dirección de la superficie del cerramiento, debe cumplir los siguientes requisitos:

Donde;

ull Es la flecha del elemento estructural, en la dirección de la superficie de cerramiento. ls Es la luz del elemento estructural 12.2.5Flechas de las barras de acristalamiento (vidrio) 12.2.5.1La flecha exterior de las barras de acristalamiento debe cumplir las siguientes condiciones: -Barras de acristalamiento para paneles sencillos o paneles de cerramiento:

-Barras de acristalamiento para paneles de aislamiento de vidrio:

Donde; u^ Es la flecha exterior del plano de la barra de acristalamiento ls Es la luz de la barra de acristalamiento 12.2.5.2La flecha interior de las barras de acristalamiento debe cumplir las siguientes condiciones:

Donde; ull Es la flecha en el plano de la barra de acristalamiento ls Es la luz de la barra de acristalamiento El ángulo de giro de las barras de acristalamiento debe cumplir las siguientes condiciones: Φx ≤ 0,1 rad Donde: Φx es el ángulo de giro de la barra de acristalamiento.



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Inico Soporte técnico Notas técnicas Invernaderos Principales tipos de invernaderos Principales tipos de invernaderos PRINCIPALES TIPOS DE INVERNADEROS (Apartado 1 PRINCIPALES TIPOS DE INVERNADEROS 1. INTRODUCCIÓN Un invernadero es toda aquella estructura cerrada cubierta por materiales transparentes, dentro de la cual es posible obtener unas condiciones artificiales de microclima, y con ello cultivar plantas fuera de estación en condiciones óptimas. Las ventajas del empleo de invernaderos son: · Precocidad en los frutos. · Aumento de la calidad y del rendimiento. · Producción fuera de época. · Ahorro de agua y fertilizantes. · Mejora del control de insectos y enfermedades. · Posibilidad de obtener más de un ciclo de cultivo al año. Inconvenientes: · Alta inversión inicial. · Alto costo de operación. · Requiere personal especializado, de experiencia práctica y conocimientos teóricos. Los invernaderos se pueden clasificar de distintas formas, según se atienda a determinadas características de sus elementos constructivos (por su perfil externo, según su fijación o movilidad, por el material de cubierta, según el material de la estructura, etc.). La elección de un tipo de invernadero está en función de una serie de factores o aspectos técnicos: · Tipo de suelo. Se deben elegir suelos con buen drenaje y de alta calidad aunque con los sistemas modernos de fertirriego es posible utilizar suelos pobres con buen drenaje o sustratos artificiales.

· Topografía. Son preferibles lugares con pequeña pendiente orientados de norte a sur. · Vientos. Se tomarán en cuenta la dirección, intensidad y velocidad de los vientos dominantes. · Exigencias bioclimáticas de la especie en cultivo · Características climáticas de la zona o del área geográfica donde vaya a construirse el invernadero · Disponibilidad de mano de obra (factor humano) · Imperativos económicos locales (mercado y comercialización). Según la conformación estructural, los invernaderos se pueden clasificar en: · Planos o tipo parral. · Tipo raspa y amagado. · Asimétricos. · Capilla (a dos aguas, a un agua) · Doble capilla · Tipo túnel o semicilíndrico. · De cristal o tipo Venlo. 2. INVERNADERO PLANO O TIPO PARRAL Este tipo de invernadero se utiliza en zonas poco lluviosas, aunque no es aconsejable su construcción. La estructura de estos invernaderos se encuentra constituida por dos partes claramente diferenciadas, una estructura vertical y otra horizontal: · La estructura vertical está constituida por soportes rígidos que se pueden diferenciar según sean perimetrales (soportes de cerco situados en las bandas y los esquineros) o interiores (pies derechos). Los pies derechos intermedios suelen estar separados unos 2 m en sentido longitudinal y 4m en dirección transversal, aunque también se presentan separaciones de 2x2 y 3x4. Los soportes perimetrales tienen una inclinación hacia el exterior de aproximadamente 30º con respecto a la vertical y junto con los vientos que sujetan su extremo superior sirven para tensar las cordadas de alambre de la cubierta. Estos apoyos generalmente tienen una separación de 2 m aunque en algunos casos se utilizan distancias de 1,5 m.

Tanto los apoyos exteriores como interiores pueden ser rollizos de pino o eucalipto y tubos de acero galvanizado. · La estructura horizontal está constituida por dos mallas de alambre galvanizado superpuestas, implantadas manualmente de forma simultánea a la construcción del invernadero y que sirven para portar y sujetar la lámina de plástico. Los invernaderos planos tienen una altura de cubierta que varía entre 2,15 y 3,5 m y la altura de las bandas oscila entre 2 y 2,7 m. Los soportes del invernadero se apoyan en bloques troncopiramidales prefabricados de hormigón colocados sobre pequeños pozos de cimentación. Las principales ventajas de los invernaderos planos son: · Su economía de construcción. · Su gran adaptabilidad a la geometría del terreno. · Mayor resistencia al viento. · Aprovecha el agua de lluvia en periodos secos. · Presenta una gran uniformidad luminosa. Las desventajas que presenta son: · Poco volumen de aire. · Mala ventilación. · La instalación de ventanas cenitales es bastante difícil. · Demasiada especialización en su construcción y conservación. · Rápido envejecimiento de la instalación. · Poco o nada aconsejable en los lugares lluviosos. · Peligro de hundimiento por las bolsas de agua de lluvia que se forman en la lámina de plástico. · Peligro de destrucción del plástico y de la instalación por su vulnerabilidad al viento. · Difícil mecanización y dificultad en las labores de cultivo por el excesivo número de postes, alambre de los vientos, piedras de anclaje, etc. · Poco estanco al goteo del agua de lluvia y al aire ya que es preciso hacer orificios en el plástico para la unión de las dos mallas con alambre, lo que favorece la proliferación de enfermedades fúngicas. 3. INVERNADERO EN RASPA Y AMAGADO

Su estructura es muy similar al tipo parral pero varía la forma de la cubierta. Se aumenta la altura máxima del invernadero en la cumbrera, que oscila entre 3 y 4,2 m, formando lo que se conoce como raspa. En la parte más baja, conocida como amagado, se unen las mallas de la cubierta al suelo mediante vientos y horquillas de hierro que permite colocar los canalones para el desagüe de las aguas pluviales. La altura del amagado oscila de 2 a 2,8 m, la de las bandas entre 2 y 2,5 m. La separación entre apoyos y los vientos del amagado es de 2x4 y el ángulo de la cubierta oscila entre 6 y 20º, siendo este último el valor óptimo. La orientación recomendada es en dirección este-oeste. Ventajas de los invernaderos tipo raspa y amagado: · Su economía. · Tiene mayor volumen unitario y por tanto una mayor inercia térmica que aumenta la temperatura nocturna con respecto a los invernaderos planos. · Presenta buena estanqueidad a la lluvia y al aire, lo que disminuye la humedad interior en periodos de lluvia. · Presenta una mayor superficie libre de obstáculos. · Permite la instalación de ventilación cenital situada a sotavento, junto a la arista de la cumbrera. Inconvenientes: · Diferencias de luminosidad entre la vertiente sur y la norte del invernadero. · No aprovecha las aguas pluviales. · Se dificulta el cambio del plástico de la cubierta. · Al tener mayor superficie desarrollada se aumentan las pérdidas de calor a través de la cubierta. 4. INVERNADERO ASIMÉTRICO O INACRAL Difiere de los tipo raspa y amagado en el aumento de la superficie en la cara expuesta al sur, con objeto de aumentar su capacidad de captación de la radiación solar. Para ello el invernadero se orienta en sentido este-oeste, paralelo al recorrido aparente del sol. La inclinación de la cubierta debe ser aquella que permita que la radiación solar incida perpendicularmente sobre la cubierta al mediodía solar durante el solsticio de invierno, época en la que el sol alcanza su punto más bajo. Este ángulo deberá ser próximo a 60º pero ocasiona grandes inconvenientes por la inestabilidad de la estructura a los fuertes vientos. Por ello se han tomado ángulo comprendidos entre los 8 y 11º en la cara sur y entre los 18 y 30º en la cara norte.

La altura máxima de la cumbrera varía entre 3 y 5 m, y su altura mínima de 2,3 a 3 m. La altura de las bandas oscila entre 2,15 y 3 m. La separación de los apoyos interiores suele ser de 2x4 m. Ventajas de los invernaderos asimétricos: · Buen aprovechamiento de la luz en la época invernal. · Su economía. · Elevada inercia térmica debido a su gran volumen unitario. · Es estanco a la lluvia y al aire. · Buena ventilación debido a su elevada altura. · Permite la instalación de ventilación cenital a sotavento. Inconvenientes de los invernaderos asimétricos: · No aprovecha el agua de lluvia. · Se dificulta el cambio del plástico de la cubierta. · Tiene más pérdidas de calor a través de la cubierta debido a su mayor superficie desarrollada en comparación con el tipo plano. 5. INVERNADERO DE CAPILLA Los invernaderos de capilla simple tienen la techumbre formando uno o dos planos inclinados, según sea a un agua o a dos aguas. Este tipo de invernadero se utiliza bastante, destacando las siguientes ventajas: · Es de fácil construcción y de fácil conservación. · Es muy aceptable para la colocación de todo tipo de plástico en la cubierta. · La ventilación vertical en paredes es muy fácil y se puede hacer de grandes superficies, con mecanización sencilla. También resulta fácil la instalación de ventanas cenitales. · Tiene grandes facilidades para evacuar el agua de lluvia. · Permite la unión de varias naves en batería. La anchura que suele darse a estos invernaderos es de 12 a 16 metros. La altura en cumbrera está comprendida entre 3,25 y 4 metros. Si la inclinación de los planos de la techumbre es mayor a 25º no ofrecen inconvenientes en la evacuación del agua de lluvia.

La ventilación es por ventanas frontales y laterales. Cuando se trata de estructuras formadas por varias naves unidas la ausencia de ventanas cenitales dificulta la ventilación. 6. INVERNADERO DE DOBLE CAPILLA Los invernaderos de doble capilla están formados por dos naves yuxtapuestas. Su ventilación es mejor que en otros tipos de invernadero, debido a la ventilación cenital que tienen en cumbrera de los dos escalones que forma la yuxtaposición de las dos naves; estas aberturas de ventilación suelen permanecer abiertas constantemente y suele ponerse en ellas malla mosquitera. Además también poseen ventilación vertical en las paredes frontales y laterales. Este tipo de invernadero no está muy extendido debido a que su construcción es más dificultosa y cara que el tipo de invernadero capilla simple a dos aguas. 7. INVERNADERO TÚNEL O SEMICILÍNDRICO Se caracteriza por la forma de su cubierta y por su estructura totalmente metálica. El empleo de este tipo de invernadero se está extendiendo por su mayor capacidad para el control de los factores climáticos, su gran resistencia a fuertes vientos y su rapidez de instalación al ser estructuras prefabricadas. Los soportes son de tubos de hierro galvanizado y tienen una separación interior de 5x8 o 3x5 m. La altura máxima de este tipo de invernaderos oscila entre 3,5 y 5 m. En las bandas laterales se adoptan alturas de 2,5 a 4 m. El ancho de estas naves está comprendido entre 6 y 9 m y permiten el adosamiento de varias naves en batería. La ventilación es mediante ventanas cenitales que se abren hacia el exterior del invernadero. Ventajas de los invernaderos tipo túnel: · Estructuras con pocos obstáculos en su estructura. · Buena ventilación. · Buena estanqueidad a la lluvia y al aire. · Permite la instalación de ventilación cenital a sotavento y facilita su accionamiento mecanizado. · Buen reparto de la luminosidad en el interior del invernadero. · Fácil instalación. Inconvenientes: · Elevado coste. · No aprovecha el agua de lluvia.

8. INVERNADEROS DE CRISTAL O TIPO VENLO Este tipo de invernadero, también llamado Venlo, es de estructura metálica prefabricada con cubierta de vidrio y se emplean generalmente en el Norte de Europa. El techo de este invernadero industrial está formado por paneles de vidrio que descansan sobre los canales de recogida de pluviales y sobre un conjunto de barras transversales. La anchura de cada módulo es de 3,2 m. Desde los canales hasta la cumbrera hay un solo panel de vidrio de una longitud de 1,65 m y anchura que varía desde 0,75 m hasta 1,6 m. La separación entre columnas en la dirección paralela a las canales es de 3m. En sentido transversal está separado 3,2 m si hay una línea de columnas debajo de cada canal, o 6,4 m si se construye algún tipo de viga en celosía. Ventajas: · Buena estanqueidad lo que facilita una mejor climatización de los invernaderos. Inconvenientes: · La abundancia de elementos estructurales implica una menor transmisión de luz. · Su elevado coste. · Naves muy pequeñas debido a la complejidad de su estructura. 9. MATERIALES EMPLEADOS EN LAS ESTRUCTURAS La estructura es el armazón del invernadero, constituida por pies derechos, vigas, cabios, correas, etc., que soportan la cubierta, el viento, la lluvia, la nieve, los aparatos que se instalan, sobrecargas de entutorado de plantas, de instalaciones de riego y atomización de agua, etc. Deben limitarse a un mínimo el sombreo y la libertad de movimiento interno. Las estructuras de los invernaderos deben reunir las condiciones siguientes: · Deben ser ligeras y resistentes. · De material económico y de fácil conservación. · Susceptibles de poder ser ampliadas. · Que ocupen poca superficie. · Adaptables y modificables a los materiales de cubierta. La estructura del invernadero es uno de los elementos constructivos que mejor se debe estudiar, desde el punto de vista de la solidez y de la economía, a la hora de definirse por un determinado tipo de invernadero.

Los materiales más utilizados en la construcción de las estructuras de los invernaderos son madera, hierro, aluminio, alambre galvanizado y hormigón armado. Es difícil encontrar un tipo de estructura que utilice solamente una clase de material ya que lo común es emplear distintos materiales. En las estructuras de los invernaderos que se construyen en la actualidad se combinan los materiales siguientes: madera y alambre; madera, hierro y alambre; hierro y madera; hierro, alambre y madera; hormigón y madera; hormigón y hierro; hormigón, hierro, alambre y madera. TIPOS DE SUSTRATOS DE CULTIVO TIPOS DE SUSTRATOS DE CULTIVO 1. ¿QUÉ ES UN SUSTRATO? Un sustrato es todo material sólido distinto del suelo, natural, de síntesis o residual, mineral u orgánico, que, colocado en un contenedor, en forma pura o en mezcla, permite el anclaje del sistema radicular de la planta, desempeñando, por tanto, un papel de soporte para la planta. El sustrato puede intervenir o no en el complejo proceso de la nutrición mineral de la planta. 2. PROPIEDADES DE LOS SUSTRATOS DE CULTIVO. 2.1. PROPIEDADES FÍSICAS. A) POROSIDAD. Es el volumen total del medio no ocupado por las partículas sólidas, y por tanto, lo estará por aire o agua en una cierta proporción. Su valor óptimo no debería ser inferior al 80-85 %, aunque sustratos de menor porosidad pueden ser usados ventajosamente en determinadas condiciones. La porosidad debe ser abierta, pues la porosidad ocluida, al no estar en contacto con el espacio abierto, no sufre intercambio de fluidos con él y por tanto no sirve como almacén para la raíz. El menor peso del sustrato será el único efecto positivo. El espacio o volumen útil de un sustrato corresponderá a la porosidad abierta. El grosor de los poros condiciona la aireación y retención de agua del sustrato. Poros gruesos suponen una menor relación superficie/volumen, por lo que el equilibrio tensión superficial/fuerzas gravitacionales se restablece cuando el poro queda solo parcialmente lleno de agua, formando una película de espesor determinado. El equilibrio aire/agua se representa gráficamente mediante las curvas de humectación. Se parte de un volumen unitario saturado de agua y en el eje de ordenadas se representa en porcentaje el volumen del material sólido más el volumen de porosidad útil. Se le somete a presiones de succión crecientes, expresadas en centímetros de columnas de agua, que se van anotando en el eje de absisas. A cada succión corresponderá una extracción de agua cuyo volumen es reemplazado por

el equivalente de aire. De modo que a un valor de abscisas corresponde una ordenada de valor igual al volumen del material sólido más el volumen de aire. El volumen restante hasta el 100 % corresponde al agua que aún retiene el sustrato. B) DENSIDAD. La densidad de un sustrato se puede referir bien a la del material sólido que lo compone y entonces se habla de densidad real, o bien a la densidad calculada considerando el espacio total ocupado por los componentes sólidos más el espacio poroso, y se denomina porosidad aparente. La densidad real tiene un interés relativo. Su valor varía según la materia de que se trate y suele oscilar entre 2,5-3 para la mayoría de los de origen mineral. La densidad aparente indica indirectamente la porosidad del sustrato y su facilidad de transporte y manejo. Los valores de densidad aparente se prefieren bajos (0,7-01) y que garanticen una cierta consistencia de la estructura. C) ESTRUCTURA. Puede ser granular como la de la mayoría de los sustratos minerales o bien fibrilar. La primera no tiene forma estable, acoplándose fácilmente a la forma del contenedor, mientras que la segunda dependerá de las características de las fibras. Si son fijadas por algún tipo de material de cementación, conservan formas rígidas y no se adaptan al recipiente pero tienen cierta facilidad de cambio de volumen y consistencia cuando pasan de secas a mojadas. D) GRANULOMETRÍA. El tamaño de los gránulos o fibras condiciona el comportamiento del sustrato, ya que además de su densidad aparente varía su comportamiento hídrico a causa de su porosidad externa, que aumenta de tamaño de poros conforme sea mayor la granulometría. 2.2. PROPIEDADES QUÍMICAS. La reactividad química de un sustrato se define como la transferencia de materia entre el sustrato y la solución nutritiva que alimenta las plantas a través de las raíces. Esta transferencia es recíproca entre sustrato y solución de nutrientes y puede ser debida a reacciones de distinta naturaleza: a) Químicas. Se deben a la disolución e hidrólisis de los propios sustratos y pueden provocar: ·Efectos fitotóxicos por liberación de iones H+ y OH- y ciertos iones metálicos como el Co+2. ·Efectos carenciales debido a la hidrólisis alcalina de algunos sustratos que provoca un aumento del pH y la precipitación del fósforo y algunos microelementos. ·Efectos osmóticos provocados por un exceso de sales solubles y el consiguiente descenso en la absorción de agua por la planta.

b) Físico-químicas. Son reacciones de intercambio de iones. Se dan en sustratos con contenidos en materia orgánica o los de origen arcilloso (arcilla expandida) es decir, aquellos en los que hay cierta capacidad de intercambio catiónico (C.I.C.). Estas reacciones provocan modificaciones en el pH y en la composición química de la solución nutritiva por lo que el control de la nutrición de la planta se dificulta. c) Bioquímicas. Son reacciones que producen la biodegradación de los materiales que componen el sustrato. Se producen sobre todo en materiales de origen orgánico, destruyendo la estructura y variando sus propiedades físicas. Esta biodegradación libera CO2 y otros elementos minerales por destrucción de la materia orgánica. Normalmente se prefieren son sustratos inertes frente a los químicamente activos. La actividad química aporta a la solución nutritiva elementos adicionales por procesos de hidrólisis o solubilidad. Si éstos son tóxicos, el sustrato no sirve y hay que descartarlo, pero aunque sean elementos nutritivos útiles entorpecen el equilibrio de la solución al superponer su incorporación un aporte extra con el que habrá que contar, y dicho aporte no tiene garantía de continuidad cuantitativa (temperatura, agotamiento, etc). Los procesos químicos también perjudican la estructura del sustrato, cambiando sus propiedades físicas de partida. 2.3. PROPIEDADES BIOLÓGICAS. Cualquier actividad biológica en los sustratos es claramente perjudicial. Los microorganismos compiten con la raíz por oxígeno y nutrientes. También pueden degradar el sustrato y empeorar sus características físicas de partida. Generalmente disminuye su capacidad de aireación, pudiéndose producir asfixia radicular. La actividad biológica está restringida a los sustratos orgánicos y se eliminarán aquellos cuyo proceso degradativo sea demasiado rápido. Así las propiedades biológicas de un sustrato se pueden concretar en: a) Velocidad de descomposición. La velocidad de descomposición es función de la población microbiana y de las condiciones ambientales en las que se encuentre el sustrato. Esta puede provocar deficiencias de oxígeno y de nitrógeno, liberación de sustancias fitotóxicas y contracción del sustrato. La disponibilidad de compuestos biodegradables (carbohidratos, ácidos grasos y proteínas) determina la velocidad de descomposición. b) Efectos de los productos de descomposición. Muchos de los efectos biológicos de los sustratos orgánicos se atribuyen a los ácidos húmicos y fúlvicos, que son los productos finales de la degradación biológica de la lignina y la hemicelulosa. Una gran variedad de funciones vegetales se ven afectadas por su acción. c) Actividad reguladora del crecimiento.

Es conocida la existencia de actividad auxínica en los extractos de muchos materiales orgánicos utilizados en los medios de cultivo. 3. CARACTERÍSTICAS DEL SUSTRATO IDEAL. El mejor medio de cultivo depende de numerosos factores como son el tipo de material vegetal con el que se trabaja (semillas, plantas, estacas, etc.), especie vegetal, condiciones climáticas, sistemas y programas de riego y fertilización, aspectos económicos, etc. Para obtener buenos resultados durante la germinación, el enraizamiento y el crecimiento de las plantas, se requieren las siguientes características del medio de cultivo: a) Propiedades físicas: ·Elevada capacidad de retención de agua fácilmente disponible. ·Suficiente suministro de aire. ·Distribución del tamaño de las partículas que mantenga las condiciones anteriores. ·Baja densidad aparente. ·Elevada porosidad. ·Estructura estable, que impida la contracción (o hinchazón del medio). b) Propiedades químicas: ·Baja o apreciable capacidad de intercambio catiónico, dependiendo de que la fertirrigación se aplique permanentemente o de modo intermitente, respectivamente. ·Suficiente nivel de nutrientes asimilables. ·Baja salinidad. ·Elevada capacidad tampón y capacidad para mantener constante el pH. ·Mínima velocidad de descomposición. c) Otras propiedades. ·Libre de semillas de malas hierbas, nematodos y otros patógenos y sustancias fitotóxicas. ·Reproductividad y disponibilidad. ·Bajo coste. ·Fácil de mezclar.

·Fácil de desinfectar y estabilidad frente a la desinfección. ·Resistencia a cambios externos físicos, químicos y ambientales. 4. TIPOS DE SUSTRATOS. Existen diferentes criterios de clasificación de los sustratos, basados en el origen de los materiales, su naturaleza, sus propiedades, su capacidad de degradación, etc. 4.1. Según sus propiedades. ·Sustratos químicamente inertes. Arena granítica o silícea, grava, roca volcánica, perlita, arcilla expandida, lana de roca, etc. ·Sustratos químicamente activos. Turbas rubias y negras, corteza de pino, vermiculita, materiales ligno-celulósicos, etc. Las diferencias entre ambos vienen determinadas por la capacidad de intercambio catiónico o la capacidad de almacenamiento de nutrientes por parte del sustrato. Los sustratos químicamente inertes actúan como soporte de la planta, no interviniendo en el proceso de adsorción y fijación de los nutrientes, por lo que han de ser suministrados mediante la solución fertilizante. Los sustratos químicamente activos sirven de soporte a la planta pero a su vez actúan como depósito de reserva de los nutrientes aportados mediante la fertilización. almacenándolos o cediéndolos según las exigencias del vegetal. Las diferencias entre ambos vienen determinadas por la capacidad de intercambio catiónico o la capacidad de almacenamiento de nutrientes por parte del sustrato. Los sustratos químicamente inertes actúan como soporte de la planta, no interviniendo en el proceso de adsorción y fijación de los nutrientes, por lo que han de ser suministrados mediante la solución fertilizante. Los sustratos químicamente activos sirven de soporte a la planta pero a su vez actúan como depósito de reserva de los nutrientes aportados mediante la fertilización. almacenándolos o cediéndolos según las exigencias del vegetal. 4.2. Según el origen de los materiales. 4.2.1. Materiales orgánicos. ·De origen natural. Se caracterizan por estar sujetos a descomposición biológica (turbas). ·De síntesis. Son polímeros orgánicos no biodegradables, que se obtienen mediante síntesis química (espuma de poliuretano, poliestireno expandido, etc.). ·Subproductos y residuos de diferentes actividades agrícolas, industriales y urbanas. La mayoría de los materiales de este grupo deben experimentar un proceso de compostaje, para su adecuación como sustratos (cascarillas de arroz, pajas de cereales, fibra de coco, orujo de uva, cortezas de

árboles, serrín y virutas de la madera, residuos sólidos urbanos, lodos de depuración de aguas residuales, etc.). 4.2.2. Materiales inorgánicos o minerales. ·De origen natural. Se obtienen a partir de rocas o minerales de origen diverso, modificándose muchas veces de modo ligero, mediante tratamientos físicos sencillos. No son biodegradables (arena, grava, tierra volcánica, etc.). ·Transformados o tratados. A partir de rocas o minerales, mediante tratamientos físicos, más o menos complejos, que modifican notablemente las características de los materiales de partida (perlita, lana de roca, vermiculita, arcilla expandida, etc.). ·Residuos y subproductos industriales. Comprende los materiales procedentes de muy distintas actividades industriales (escorias de horno alto, estériles del carbón, etc.). 5. DESCRIPCIÓN GENERAL DE ALGUNOS SUSTRATOS. 5.1. SUSTRATOS NATURALES. A) AGUA. Es común su empleo como portador de nutrientes, aunque también se puede emplear como sustrato. B) GRAVAS. Suelen utilizarse las que poseen un diámetro entre 5 y 15 mm. Destacan las gravas de cuarzo, la piedra pómez y las que contienen menos de un 10% en carbonato cálcico. Su densidad aparente es de 1.500-1.800 kg/m3. Poseen una buena estabilidad estructural, su capacidad de retención del agua es baja si bien su porosidad es elevada (más del 40% del volumen). Su uso como sustrato puede durar varios años. Algunos tipos de gravas, como las de piedra pómez o de arena de río, deben lavarse antes de utilizarse. Existen algunas gravas sintéticas, como la herculita, obtenida por tratamiento térmico de pizarras. C) ARENAS. Las que proporcionan los mejores resultados son las arenas de río. Su granulometría más adecuada oscila entre 0,5 y 2 mm de diámetro. Su densidad aparente es similar a la grava. Su capacidad de retención del agua es media (20 % del peso y más del 35 % del volumen); su capacidad de aireación disminuye con el tiempo a causa de la compactación; su capacidad de intercambio catiónico es nula. Es relativamente frecuente que su contenido en caliza alcance el 810 %. Algunos tipos de arena deben lavarse previamente. Su pH varía entre 4 y 8. Su durabilidad es elevada. Es bastante frecuente su mezcla con turba, como sustrato de enraizamiento y de cultivo en contenedores.

D) TIERRA VOLCÁNICA. Son materiales de origen volcánico que se utilizan sin someterlos a ningún tipo de tratamiento, proceso o manipulación. Están compuestos de sílice, alúmina y óxidos de hierro. También contiene calcio, magnesio, fósforo y algunos oligoelementos. Las granulometrías son muy variables al igual que sus propiedades físicas. El pH de las tierras volcánicas es ligeramente ácido con tendencias a la neutralidad. La C.I.C. es tan baja que debe considerarse como nulo. Destaca su buena aireación, la inercia química y la estabilidad de su estructura. Tiene una baja capacidad de retención de agua, el material es poco homogéneo y de difícil manejo. E) TURBAS. Las turbas son materiales de origen vegetal, de propiedades físicas y químicas variables en función de su origen. Se pueden clasificar en dos grupos: turbas rubias y negras. Las turbas rubias tienen un mayor contenido en materia orgánica y están menos descompuestas, las turbas negras están más mineralizadas teniendo un menor contenido en materia orgánica. Es más frecuente el uso de turbas rubias en cultivo sin suelo, debido a que las negras tienen una aireación deficiente y unos contenidos elevados en sales solubles. Las turbias rubias tiene un buen nivel de retención de agua y de aireación, pero muy variable en cuanto a su composición ya que depende de su origen. La inestabilidad de su estructura y su alta capacidad de intercambio catiónico interfiere en la nutrición vegetal, presentan un pH que oscila entre 3,5 y 8,5. Se emplea en la producción ornamental y de plántulas hortícolas en semilleros. Propiedades de las turbas (Fernández et al. 1998) Propiedades

Turbas rubias

Turbas negras

Densidad aparente (gr/cm3) 0,06 - 0,1

0,3 - 0,5

Densidad real (gr/cm3)

1,35

1,65 - 1,85

Espacio poroso (%)

94 o más

80 - 84

Capacidad de absorción de agua (gr/100 gr m.s.)

1.049

287

Aire (% volumen)

29

7,6

Agua fácilmente disponible (% volumen)

33,5

24

Agua de reserva (% volumen) 6,5

4,7

Agua difícilmente disponible 25,3 (% volumen)

47,7

C.I.C. (meq/100 gr)

250 o más

110 - 130

F) CORTEZA DE PINO. Se pueden emplear cortezas de diversas especies vegetales, aunque la más empleada es la de pino, que procede básicamente de la industria maderera. Al ser un material de origen natural posee una gran variabilidad. las cortezas se emplean en estado fresco (material crudo) o compostadas. Las cortezas crudas pueden provocar problemas de deficiencia de nitrógeno y de fitotoxicidad. Las propiedades físicas dependen del tamaño de sus partículas, y se recomienda que el 20-40% de dichas partículas sean con un tamaño inferior a los 0,8 mm. es un sustrato ligero, con una densidad aparente de 0,1 a 0,45 g/cm3. La porosidad total es superior al 80-85%, la capacidad de retención de agua es de baja a media, siendo su capacidad de aireación muy elevada. El pH varía de medianamente ácido a neutro. La CIC es de 55 meq/100 g. G) FIBRA DE COCO. Este producto se obtiene de fibras de coco. Tiene una capacidad de retención de agua de hasta 3 o 4 veces su peso, un pH ligeramente ácido (6,3-6,5) y una densidad aparente de 200 kg/m3. Su porosidad es bastante buena y debe ser lavada antes de su uso debido al alto contenido de sales que posee. 5.2. SUSTRATOS ARTIFICIALES. A) LANA DE ROCA. Es un material obtenido a partir de la fundición industrial a más de 1600 ºC de una mezcla de rocas basálticas, calcáreas y carbón de coke. Finalmente al producto obtenido se le da una estructura fibrosa, se prensa, endurece y se corta en la forma deseada. En su composición química entran componentes como el sílice y óxidos de aluminio, calcio, magnesio, hierro, etc. Es considerado como un sustrato inerte, con una C.I.C. casi nula y un pH ligeramente alcalino, fácil de controlar. Tiene una estructura homogénea, un buen equilibrio entre agua y aire, pero presenta una degradación de su estructura, lo que condiciona que su empleo no sobrepase los 3 años. Es un material con una gran porosidad y que retiene mucha agua, pero muy débilmente, lo que condiciona una disposición muy horizontal de las tablas para que el agua se distribuya uniformemente por todo el sustrato. Propiedades de la lana de roca (Fernández et al. 1998) Densidad aparente (gr/cm3)

0,09

Espacio poroso (%)

96,7

Material sólido (% volumen)

3,3

Aire (% volumen)

14,9

Agua fácilmente disponible + agua de reserva (% 77,8 volumen) Agua difícilmente disponible (% volumen)

4

B) PERLITA. Material obtenido como consecuencia de un tratamiento térmico a unos 1.000-1.200 ºC de una roca silícea volcánica del grupo de las riolitas. Se presenta en partículas blancas cuyas dimensiones varían entre 1,5 y 6 mm, con una densidad baja, en general inferior a los 100 kg/m3. Posee una capacidad de retención de agua de hasta cinco veces su peso y una elevada porosidad; su C.I.C. es prácticamente nula (1,5-2,5 meq/100 g); su durabilidad está limitada al tipo de cultivo, pudiendo llegar a los 5-6 años. Su pH está cercano a la neutralidad (7-7,5) y se utiliza a veces, mezclada con otros sustratos como turba, arena, etc. Propiedades de la perlita (Fernández et al. 1998) Tamaño de las partículas (mm de diámetro) Propiedades físicas

0-15

0-5

3-5

(Tipo B-6)

(Tipo B-12)

(Tipo A-13)

Densidad aparente (Kg/m3)

50-60

105-125

100-120

Espacio poroso (%)

97,8

94

94,7

Material sólido (% volumen)

2,2

6

5,3

Aire (% volumen)

24,4

37,2

65,7

Agua fácilmente disponible (% 37,6 volumen)

24,6

6,9

Agua de reserva (% volumen) 8,5

6,7

2,7

Agua difícilmente disponible 27,3

25,5

19,4

(% volumen) C) VERMICULITA. Se obtiene por la exfoliación de un tipo de micas sometido a temperaturas superiores a los 800 ºC. Su densidad aparente es de 90 a 140 kg/m3, presentándose en escamas de 5-10 mm. Puede retener 350 litros de agua por metro cúbico y posee buena capacidad de aireación, aunque con el tiempo tiende a compactarse. Posee una elevada C.I.C. (80-120 meq/l). Puede contener hasta un 8% de potasio asimilable y hasta un 12% de magnesio asimilable. Su pH es próximo a la neutralidad (7-7,2). D) ARCILLA EXPANDIDA. Se obtiene tras el tratamiento de de nódulos arcillosos a más de 100 ºC, formándose como unas bolas de corteza dura y un diámetro, comprendido entre 2 y 10 mm. La densidad aparente es de 400 kg/m3 y posee una baja capacidad de retención de agua y una buena capacidad de aireación. Su C.I.C. es prácticamente nula (2-5 meq/l). Su pH está comprendido entre 5 y 7. Con relativa frecuencia se mezcla con turba, para la elaboración de sustratos. E) POLIESTIRENO EXPANDIDO. Es un plástico troceado en flóculos de 4-12 mm, de color blanco. Su densidad es muy baja, inferior a 50 Kg/m3. Posee poca capacidad de retención de agua y una buena posibilidad de aireación. Su pH es ligeramente superior a 6. Suele utilizarse mezclado con otros sustratos como la turba, para mejorar la capacidad de aireación. 6. BIBLIOGRAFÍA. CANOVAS, F.; DÍAZ, J.R. 1993. Cultivos Sin suelo. Curso Superior de Especialización. Ed. Instituto de Estudios Almerienses. Fundación para la Investigación Agraria en la Provincia de Almería. Almería. CANOVAS, F.; MAGNA, J.J.; BOUKHALFA, A. Cultivos sin suelo. Hidroponía. En Técnicas de producción de frutas y hortalizas en los cultivos protegidos del Sureste español. Ed. Instituto de la Caja Rural de Almería. Almería. FERNÁNDEZ, M.M.; AGUILAR, M.I.; CARRIQUE J.R.; TORTOSA, J.; GARCÍA, C.; LÓPEZ, M.; PÉREZ, J.M. 1998. Suelo y medio ambiente en invernaderos. Consejería de Agricultura y Pesca. Junta de Andalucía. Sevilla. LLURBA, M. 1997. Parámetros a tener en cuenta en los sustratos. Revista Horticultura Nº 125 Diciembre 1997. MAROTO, J.V. 1990. Elementos de Horticultura General. Ed. Mundi-Prensa. Madrid. MARTÍNEZ, E; GARCÍA, M. Cultivos sin suelo: hortalizas en clima mediterráneo. Ed Horticultura. Madrid. SADE, A. 1997. Cultivos bajo condiciones forzadas. Nociones generales. Ed. Hazera España 90, S.A. Tel Aviv. Israel. TERRES, V.; ARTETXE, A.; BEUNZA, A. 1997. Caracterización física de los sustratos de cultivo.

Revista Horticultura Nº 125 - Diciembre 1997. URRESTARAZU, M. 1997. Manual De Cultivo Sin Suelo. Ed. Servicio de Publicaciones Universidad de Almería. Almería. INSPECCION VISUAL DE SUPERFICIES 1. CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL INVERNADERO §MODELO.................................................................................................. MULTITÚNEL. §Nº DE MÓDULOS............................................................................................................ 2. §ANCHO DE MÓDULOS..................................................................................................4,00 Mts. §LONGITUD.......................................................................................................................10 Mts. §SUPERFICIE...................................................................................................................... 80 m2. §SEPARACIÓN DE ARCOS.............................................................................................. 2,50 Mts. §ALTURA AL CANALÓN.................................................................................................. 3,50 Mts. §ALTURA A LA CUMBRE................................................................................................. 4,00 Mts. §ALTURA A LA BARRA DE CULTIVO............................................................................... 3,35 Mts. §SEPARACIÓN DE PILARES EN LÍNEAS LATERALES..................................................... 2,50 Mts. §SEPARACIÓN DE PILARES EN LÍNEAS INTERIORES..................................................... 5,00 Mts. §MODELO DE LAS CORREAS……………………………………………………….PERFIL “H”.

2. CIMENTACIÓN Se medirá el terreno marcando los hoyos a la medida deseada, en sentido longitudinal y transversal. A la hora de cimentar se tendrá en cuenta: ØLa escuadra de los hoyos. ØLa alineación, nivelación, altura, aplomado y pendiente del invernadero. ØLos pilares de 100x50x2 mm. se introducirán a una distancia de 60 Cm. por debajo del suelo y se colocarán a 2,50 Mts. en las líneas laterales y a 5,00 Mts. en las líneas interiores. ØEl extremo del pilar que este mas defectuoso a causa del galvanizado y del corte será, el que será hormigón en el hoyo. ØEl dado de cimentación será de base circular de 90 Cm. de profundidad por 40 Cm. de diámetro.

3. MONTAJE DE LA ESTRUCTURA El montaje de la estructura se iniciará una vez hormigonados todos los pilares. ·Se procederá a la distribución de todos los materiales, dejando cada uno de ellos lo más cerca posible del lugar donde se tiene que montar. ·Se recontará el material, comprobando que no falte nada. Para el montaje de todo el material, piezas y otros elementos aconsejamos el siguiente orden: Ø1- Montaje de los capiteles interiores y laterales, con la abrazadera P-11 y tornillos de 8x25 mm. con arandela por ambos lados, dejando los tornillos sin apretar. Ø2- Se montarán los capiteles sobre la parte superior de los pilares, hasta que hagan tope con la ranura del capitel. Ø3- Al canalón se le pondrá el capitel intermedio, antes de montar el canalón sobre los pilares. Ø4- Montaje de canalones: se empezará por el extremo canal, de la parte más baja del invernadero, se colocará un cordón de silicona y se montará el canalón con los tornillos de 10x25 mm. con arandela de neopreno en la parte interior y arandela normal en el exterior. Ø5- Una vez colocado el canalón sobre los pilares, se pueden empezar a colocar sobre el canalón los perfiles (C) con tornillos de 6x20 mm. con arandela de neopreno en la parte interior del perfil y con arandela normal en la parte exterior. En el lado del canalón donde cierre la ventilación cenital no se pondrá ningún perfil. Ø6- Montaje de los arcos: en los arcos que no lleve ventilación cenital se montará la abraz. P-03

con la pieza interior perfil (H) en el centro del arco. También se pondrán los pendolones que correspondan con la abraz. P-23 con tornillos de 8x50 mm. En los módulos que lleve ventilación cenital se montará la pareja de abrazaderas P-12 con la pieza interior perfil (H) con tornillos de 8x25 mm. y la abraz. P-15, montada con tornillos de 8x50 mm. y los pendolones que correspondan. Una vez montadas todas las piezas, se procederá a la colocación de los arcos en los capiteles hasta que hagan tope en la ranura del capitel, también se apretarán por completo los tornillos del capitel. Ø7- Montaje de correas perfil (H) en cubierta: se comenzará por un extremo, teniendo en cuenta el perfecto aplomado de los arcos, colocando el alineador de perfiles en cada unión de dichos perfiles y apretando todos los tornillos. En los módulos que lleve ventilación cenital, se puede montar a la misma vez el brazo de ventilación cenital, cogiéndolo a la abraz. P-12 con tornillo de 8x60 mm. de media rosca y tuerca de seguridad, sin apretarla demasiado. Antes de poner el brazo de la ventilación cenital en el arco, se colocará la abrazadera P-14 en el extremo del brazo y la pareja de la P-04 y P-18 para coger la cremallera. A la hora de poner las correas de perfil (H), se tendrá en cuenta el dejar entre una correa y otra, una separación de 2 o 3 mm. aproximadamente. Ø8- Una vez montado el brazo de ventilación cenital, se le pondrá la correa de perfil (H) en el extremo del brazo, en la abraz. P-14 con la pieza interior de perfil (H). Ø9-Montaje de tirantes y pendolones: el tirante se colocará en el agujero del capitel, con tornillo de 8x25 mm. Se colocarán a 4,00 o 5 ,00 Mts. de distancia entre si. Los pendolones se sujetan al tirante mediante la abraz. P-17 y con tornillos 8x50 mm. Ø10- Montaje de correas en laterales: la correa de perfil (H), se sujeta a los pilares con dos abraz. P-06 y tornillos de 8x25 mm. La cantidad de correas depende de la altura del lateral. Ø11- Montaje de correas en frontales: Se colocarán después de haber colocado los pilares frontales de 80x50x1,5 mm. cogidos al arco con dos abraz. P-25 y tornillos de 8x25 y 8x100 mm. Las correas frontales se colocarán con dos abrazaderas P-09 en el pilar de 100x50x2 mm. y con tornillos de 80x50 mm. Se colocarán con la abraz. P-20 y con tornillos de 8x25 mm.

Entre la primera correa de la parte superior y el arco, se colocará otra correa sujeta a los dos pilares de 80x50x1,5 mm. con la abraz. P-20. En todas las abrazaderas se colocará la c correspondiente pieza interior de perfil (H). Ø12- Las curvas frontales se colocarán en el arco con dos parejas de abraz. P-08 en la parte más alta, y una pareja de abraz. P-19 en la parte baja. En el canalón se cogerá mediante un taladro pasado con tornillo de 8x50 mm. Ø13- Montaje de motor y barra mando: se colocará el motor sobre el soporte y se cogerá al arco con la abraz. P-16 y tornillos 8x25 mm. A partir del motor se empezará a montar la barra mando, poniendo en primer lugar los piñones con las cadenas de acoplamiento. Al montar la barra mando tendremos en cuenta el colocar todas las cajas piñón/cremallera en su lugar correspondiente. Ø14- Una vez montada la barra mando se pondrán las cremalleras en las cajas, cogiéndolas al brazo de la ventilación cenital con la abraz. P-04 y la P-18, que ya tenemos colocadas. Tendremos en cuenta el dejar visibles los prisioneros de la caja/cremallera para poder apretarlos. Ø15- Ventilaciones laterales enrollables: el tubo interior de la ventilación se cogerá en el capitel junto con la abraz. P-05. En la parte inferior se coloca a la correa de perfil (H) con la abraz. P-22. Cuando lleve doble ventilación se cogerá con la abraz. P-21. Ø16- El tubo exterior de ventilación lateral, se sujeta al capitel en la abraz. P-05 con tornillo de 8x25 mm. En la parte baja, se cogerá al pilar de 100x50x2 mm. con la abraz. P-24. Esta abraz. se cogerá al pilar con tornillo de 8x25 mm. Ø17- Colocación de refuerzos en (K): este refuerzo se pone desde el primer pilar de 100x50x2 mm. del frente al segundo pilar, con la abraz. P-09 y tornillos de 8x25 mm. Los tubos que forman la (K) se ponen uno en cada pilar, con la abraz. P-09 y tornillo de 8x25 mm.Se cogerán a la barra rectangular, uno en cada taladro con tornillos de 8x70 mm. Ø18- Refuerzos en pilares frontales de 80x50x1,5 mm: este refuerzo se coloca desde el pilar

frontal (80x50x1,5 mm.) con la abraz. P-26 y con la P-01 con tornillos de 8x100 mm., al rectangular de la (K), haciendo un taladro. Ø19- Refuerzos en esquinas: se colocan del primer pilar al segundo, y del segundo al tercero, con la abraz. P-09 y con tornillos de 8x25 mm. El refuerzo inclinado se coloca desde la parte alta del primer pilar, a la parte baja del segundo pilar, con la abraz. P-10 y tornillos de 8x25 mm. Ø20- Colocación de puertas: hay que poner la guía sobre el perfil (H) que vallamos a colocarla, marcando los agujeros para taladrar dicho perfil. Los tornillos a usar son de 8x50 mm. Una vez colocada la guía, se mete la puerta por un extremo de la guía y los soportes de la puerta se hormigonan al suelo.

CUALQUIER DUDA SOBRE EL MONTAJE PUEDE CONSULTAR CON LA EMPRESA, DONDE LE ATENDEREMOS CN MUCHO GUSTO. MANEJO DE INVERNADEROS

DATOS DE IDENTIFICACIÓN DEL CURSO Nombre del curso Manejo de invernaderos Elaborado por M.C. Heladio Linares Ontiveros Colaboradores Sra. Teresa Arellano Flores, Dra. Graciela Arias García Tipo de curso Teórico Práctico Fecha de elaboración Diciembre del 2004. Duración 122 horas Número de participantes 30 Propósito del curso Dar a conocer detalles técnicos, tecnológicos y prácticos del manejo de invernaderos. Objetivo general del curso: Al termino del curso, el joven emprendedor rural podrá definir los elementos necesarios y los parámetros a considerar para la instalación de un cultivo hortofrutícola bajo invernadero. Contenido del curso Tema 1: Invernaderos Tema 2: Requerimientos para la Producción Tema 3: Diferentes Tipos de Sustratos para la Producción Tema 4: Establecimiento de los cultivos Tema 5: Sistemas de Riego Tema 6: Prácticas Culturales Tema 7: Control de Condiciones Ambientales Tema 8: Cosecha Conclusiones Perfil del instructor Ingeniero Agrónomo con Especialidad en Invernaderos Perfil de los participantes Productores Agrícolas con conocimientos básicos del manejo de invernaderos.

Requerimientos del lugar de impartición Mobiliario Butacas, pintarrón, rotafolio, mesa, silla Equipo Cañón, computadora, proyector de acetatos Material didáctico Hojas para rotafolio, manuales, marcadores, lápices, lapiceros, Cuaderno, gomas, sacapuntas, disquete. Requerimientos para el desarrollo de ejercicios y prácticas Instrumentos, materiales, instalaciones y equipo Instrumentos: termómetro de máximas y mínimas, hidrómetro, potenciómetro, fotómetro. Materiales: Trazo y nivelación del terreno: Picos, palas, carretilla, hilo, estacas. Cimentación: Excavación de cepas, cemento, arena, grava, agua, colocación de zapatas y columnas de estructura. Instalaciones de estructura: PTR cintro o galvanizado 2 

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Inico Soporte técnico Notas técnicas Invernaderos Invernaderos de raspa y amagado Invernaderos de raspa y amagado INVERNADEROS DE RASPA Y AMAGADO INVERNADEROS DE RASPA Y AMAGADO 1.- CONCEPTO Los invernaderos de raspa y amagado, surgen a partir de los invernaderos planos o tipo parral, ante la necesidad de poder evacuar el agua de lluvia, ya que en los planos con las precipitaciones se forman grandes bolsas de agua, que perjudican seriamente la estructura. Para evitar esto se han hecho invernaderos con distintas vertientes, o lo que se conoce como “raspa”, sujetadas por tubos galvanizados y alambres o trenzas de hilos de alambres. La parte más

baja se conoce como “amagado”, se une a la estructura mediante horquillas de hierro, donde van las canales que evacuan el agua de lluvia, y se une al suelo mediante vientos.

Este invernadero típico de Almería basa parte de su éxito en su sencillez y bajo coste. En los últimos años se ha producido un progresivo abandono de las estructuras planas, debido a la dificultad que éstas presentan para la implantación de sistemas de control y mejora ambiental. Frente a esta regresión de los invernaderos de tipo plano, se observa un avance paulatino de los invernaderos en «raspa y amagado», como consecuencia de sus mejores prestaciones y coste similar.

Los invernaderos que se construyen actualmente tienen en su mayoría apoyos metálicos, ya sean de tubo de hierro galvanizado o de perfiles laminados. Además muchos agricultores están sustituyendo los apoyos de madera deteriorados de sus invernaderos antiguos, por soportes metálicos. 2.- CARACTERÍSTICAS Este tipo de invernadero debe ser hermético para disminuir la incidencia de plagas y enfermedades, disminuir las virosis, así como para mejorar el control climático, ya que controlamos mejor los diferentes factores medioambientales dentro del invernadero como temperatura, humedad, dióxido de carbono, etc., al tener un invernadero más estanco.

Los materiales que se están utilizando actualmente son a base de acero galvanizado, lo que produce una mayor rigidez y seguridad a toda la estructura. Una ventaja añadida en una estructura moderna en este aspecto, es que al disponer de materiales de fijación fuertes, la colocación de los diversos accesorios para el control climático, se realiza de mejor forma, que en las estructuras antiguas.

En una estructura moderna se puede hacer también una actividad más efectiva de control integrado, ya que los diversos insectos beneficiosos permanecen dentro del invernadero, y tenemos un gran número de poblaciones, ya que las continuas generaciones de insectos beneficiosos, permanecen siempre dentro del invernadero. Las alturas medias de los modernos invernaderos son de tres y medio, a cuatro metros de altura bajo canal. Esto hace almacenar un gran volumen de aire dentro del invernadero, con lo que las oscilaciones de temperatura y humedad del día a la noche, y en diferentes estaciones del año son menores. Una ventaja añadida a estos invernaderos tan altos es que las producciones son mayores, al tener la planta mucha más altura . El material de cubierta suele ser polietileno. En las bandas se puede utilizar también polietileno, policarbonato o incluso últimamente se está utilizando tela plastificada, ya que el precio es intermedio entre los dos materiales anteriores. La nivelación se suele hacer de 0,5 a 1 por ciento, siendo este factor muy importante para poder evacuar el agua del techo del invernadero. En cuanto a la orientación mucho se ha discutido sobre la mejor disposición del invernadero en el terreno. Normalmente se suelen orientar Norte-Sur, ya que si bien la dirección de los rayos solares es distinta en las diferentes estaciones del año, lo que provoca sombras en diferentes lugares del invernadero, el factor predominante de esta orientación son los vientos, ya que las bandas quedan

hacia levante y poniente, que son los vientos predominantes donde se realizan este tipo de invernaderos.

3.- CONSTRUCCIÓN Para el correcto diseño de una estructura de invernadero, primero se debe de replantear. Se van marcando ocho metros, y luego mediante unos alambres con una señal especial, se marcan seis metros. Posteriormente viene la actividad de la perforadora. Los hoyos son muy importantes ya que son el anclaje del invernadero al terreno. Los hoyos que se están realizando actualmente tienen un gran diámetro y van de un metro, a metro y medio de profundidad. Inicialmente se colocan los postes del ruedo con una cierta inclinación, y seguidamente los postes interiores. Una vez realizado el hoyo, se colocan los postes con niveles y se rellena todo con hormigón. Los postes tienen una separación de seis por ocho metros, normalmente. Para invernaderos más anchos la separación entre los postes de la raspa puede llegar a ser de cerca de nueve metros, y para invernaderos más estrechos esta separación puede llegar a ser de seis metros. Una vez colocados los postes se colocan las canalillas, emparrillado, etc. El plástico del techo se sujeta con una malla exterior y otra interior, ambas de alambre, y se va punteando en la zona de las cordadas.

Las mallas mosquiteras que se están empleando son de gran densidad (las denominadas antitrips), se están colocando en las bandas por fuera del plástico, y son de color negro, ya que se ha demostrado que de esta forma realizamos un mejor control climático y son de mayor durabilidad. Cuando se ha nivelado el terreno y tiene las pendientes necesarias, queda preparado para recibir una capa de estiércol, siendo el más apropiado el de oveja, sin llegar a ser pulvurulento y cuidando meticulosamente la homogeneidad, en el espesor de su reparto. La cantidad normalmente aportada es de unas cincuenta toneladas por hectárea, lo que viene a representar una capa de unos dos centímetros de espesor. Posteriormente se aporta una capa de arena, que debe tener una granulometría entre los 2 y 5 milímetros de diámetro, ya que a medida que disminuye este tamaño, disminuye también el tamaño de los poros entre los granos, con lo que las arenas pierden su capacidad de aislamiento. Este factor, provoca el ascenso por capilaridad del agua almacenada en el suelo, evaporándose. El aporte de la arena se hará depositando las cargas de arena convenientemente separadas, calculando un espesor medio de unos diez centímetros. El extendido de la arena se suele hacer con un motocultor provisto de una pala trasera, procurando que la compactación producida por las ruedas del vehículo sobre la arena, sea mínima. De esta forma, tenemos los tres estratos en el suelo del invernadero, fundamento del enarenado almeriense. Pero en las modernas estructuras se pueden realizar cultivos en enarenado o cultivos sin suelo, donde la capa superficial se sustituye por una de grava. 4.- ACCESORIOS Los invernaderos que se están construyendo actualmente tienen una gran resistencia mediante dos sistemas: el de contrapata con refuerzo lateral y el de cercha con refuerzo frontal. El viento, la lluvia y la misma carga del cultivo sobre la estructura, hacen que las estructuras sean cada vez más firmes y con mayor resistencia. Las resistencias de las estructuras se calculan por ordenador, por lo

que los materiales son de acero con un recubrimiento de galvanizado. La fijación de las uniones se realiza con tornillos igualmente de acero. Actualmente existen empresas que están adaptando los materiales que se emplean en los invernaderos multitunel, a los invernaderos de raspa y amagado, con lo cual, la estructura en mucho más rígida. En las bandas se está colocando tela plastificada, que llevan unas hebras de refuerzo por lo que son también más resistentes que el plástico y tienen una gran durabilidad. Se están colocando también placas de policarbonato onduladas en las bandas, con lo que el refuerzo en estas en mayor todavía. Los canales que se diseñaban tenían una duración de más de cinco años, aunque en algunas ocasiones la duración era mucho menor por la corrosión que producía el agua. Actualmente se están diseñando canales con otros materiales que son mucho más duraderos. Recientemente se ha diseñado una pequeña canalilla de plástico, que recoge el agua que caía dentro del invernadero, entre la raspa y el amagado, ya que normalmente hay una cordada en medio, donde va punteado el plástico, y esto provocaba pudriciones en las plantas que se encontraban en esta parte. Los postes del ruedo del invernadero se pueden reforzar con riostras y cerchas que van enganchadas al emparrillado, de esta forma se gana espacio en el invernadero, respecto al sistema de contrapatas. Los postes de dentro del invernadero, se pueden reforzar también con las cruces de San Andrés. Existe un modelo de cadenas que van sujetas al tirante del cultivo y al emparrillado, que hace que el cultivo pueda tomar diversas alturas, ya que estas cadenas se pueden modular mediante diversos tornillos. Estas cadenas se pueden subir o bajar según la altura del cultivo, y tienen un mecanismo muy simple de manejo, mediante la utilización de una serie de tornillos. Las puertas contrapesadas siempre quedan más herméticas que las correderas, por lo que se están colocando mucho en las nuevas estructuras de invernaderos. Pensando en los descuadres que pueda tener la finca, el invernadero se puede diseñar en dientes de sierra o en ángulo. El primero tiene la ventaja de que la estructura está más reforzada y tiene el inconveniente de que el agricultor pierde un poco de espacio para el cultivo. En ángulo la estructura queda menos reforzada, pero se aprovecha más espacio en el invernadero.

En zonas muy húmedas la ventilación es muy importante. Se puede hacer una ventilación alterna, es decir, una ventana cenital en una vertiente y en el siguiente no, dos si uno no, ventilación total, etc. En las bandas se pueden hacer también diversos tipos de ventilación: en guillotina, enrollable, etc.

La implantación de ventilación cenital es una de las principales necesidades en los invernaderos de Almería, dado que su gran anchura, en torno a 50 metros, hace insuficiente la ventilación lateral, sobre todo en cultivos de porte alto como el tomate, donde se dificulta aún más la circulación del aire dentro del invernadero. Esta ventilación se realiza mediante ventanas cenitales abatibles. El sistema de transmisión y apertura es normalmente mediante ejes de tubo de acero, que actúan como barras de mando y cremalleras que accionan y soportan la ventana. La apertura de estas ventanas se puede realizar desde el canalón, de medio arco, desde un cuarto de arco o desde la cumbrera. Las dobles puertas o antesalas del invernadero son otro factor muy importante en la modernización de las estructuras, ya que evitan la entrada de insectos y virus al invernadero, y facilitan la entrada a vehículos. La puerta interior de esta antesala tiene la peculiaridad de que puede abrir tanto para dentro como para fuera del invernadero, con lo se facilita el trabajo de las personas que trabajan en el. Las puertas exteriores deben ser contrapesadas , ya que son mucho más herméticas que las de corredera, no tienen problemas en el suelo de raíles y tienen un sistema mediante el cual se puede

acceder al invernadero a través de una puerta de servicio a personas, o bien mediante su apertura total para el acceso a camiones.

Se debe concienciar a los agricultores, sobre las carencias en control climático que presentan las actuales estructuras, y promover la implantación de mejoras y compra de equipos de climatización, como ya se hizo con los equipos de riego y fertilización. Por último señalar, que pese a observarse una buena tendencia en la evolución de los invernaderos almerienses con respecto al control ambiental, existe una falta de información. A este problema hay que añadir las dificultades económicas por la que atraviesan muchos agricultores, debido a los malos resultados obtenidos en los últimos años por bajos precios. Esto hace que muchos agricultores tengan intención de realizar mejoras en su invernadero, y no lo hagan por falta de recursos. Miguel Ángel Cervantes Flores. Profesor Titular del Centro de F. P. Campomar 

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Inico Soporte técnico Notas técnicas Invernaderos Control climático en invernaderos Control climático en invernaderos CONTROL CLIMÁTICO EN INVERNADEROS (Apartados del 1 CONTROL CLIMÁTICO EN INVERNADEROS 1.INTRODUCCIÓN El cultivo bajo invernadero siempre ha permitido obtener producciones de primor, de calidad y mayores rendimientos, en cualquier momento del año, a la vez que permiten alargar el ciclo de cultivo, permitiendo producir en las épocas del año más difíciles y obteniéndose mejores precios. Este incremento del valor de los productos permite que el agricultor pueda invertir tecnológicamente en su explotación mejorando la estructura del invernadero, los sistemas de riego localizado, los sistemas de gestión del clima, etc., que se reflejan posteriormente en una mejora de los rendimientos y de la calidad del producto final. En los últimos años son muchos los agricultores que han iniciado la instalación de artilugios que permiten la automatización de la apertura de las ventilaciones, radiómetros que indican el grado de luminosidad en el interior del invernadero, instalación de equipos de calefacción, etc. Por ello en el presente documento se exponen aquellos parámetros más relevantes que intervienen en el

control climático de los invernaderos, así como una breve descripción de los sistemas para la gestión del clima que se pueden encontrar actualmente. 2.PARÁMETROS A CONSIDERAR EN EL CONTROL CLIMÁTICO El desarrollo de los cultivos, en sus diferentes fases de crecimiento, está condicionado por cuatro factores ambientales o climáticos: temperatura, humedad relativa, luz y CO2. Para que las plantas puedan realizar sus funciones es necesaria la conjunción de estos factores dentro de unos límites mínimos y máximos, fuera de los cuales las plantas cesan su metabolismo, pudiendo llegar a la muerte. 2.1. TEMPERATURA Este es el parámetro más importante a tener en cuenta en el manejo del ambiente dentro de un invernadero, ya que es el que más influye en el crecimiento y desarrollo de las plantas. Normalmente la temperatura óptima para las plantas se encuentra entre los 10 y 20º C. Para el manejo de la temperatura es importante conocer las necesidades y limitaciones de la especie cultivada. Así mismo se deben aclarar los siguientes conceptos de temperaturas, que indican los valores objetivo a tener en cuenta para el buen funcionamiento del cultivo y sus limitaciones: ·Temperatura mínima letal. Aquella por debajo de la cual se producen daños en la planta. ·Temperaturas máximas y mínimas biológicas. Indican valores, por encima o por debajo respectivamente del cual, no es posible que la planta alcance una determinada fase vegetativa, como floración, fructificación, etc. ·Temperaturas nocturnas y diurnas. Indican los valores aconsejados para un correcto desarrollo de la planta. Tabla 1. Exigencias de temperatura para distintas especies TOMATE

PIMIENTO BERENJENA

PEPINO MELÓN SANDÍA

Tª mínima letal

0-2

(-1)

0

(-1)

0-1

0

Tª mínima biológica

10-12

10-12

10-12

10-12

13-15

11-13

Tª óptima

13-16

16-18

17-22

18-18

18-21

17-20

Tª máxima biológica

21-27

23-27

22-27

20-25

25-30

23-28

Tª máxima letal

33-38

33-35

43-53

31-35

33-37

33-37

La temperatura en el interior del invernadero, va a estar en función de la radiación solar, comprendida en una banda entre 200 y 4000 mm, la misión principal del invernadero será la de acumular calor durante las épocas invernales. El calentamiento del invernadero se produce cuando el infrarrojo largo, procedente de la radiación que pasa a través del material de cubierta, se transforma en calor. Esta radiación es absorbida por las plantas, los materiales de la estructura y el suelo. Como consecuencia de esta absorción, éstos emiten radiación de longitud más larga que tras pasar por el obstáculo que representa la cubierta, se emite radiación hacia el exterior y hacia el interior, calentando el invernadero. El calor se transmite en el interior del invernadero por irradiación, conducción, infiltración y por convección, tanto calentando como enfriando. La conducción es producida por el movimiento de calor a través de los materiales de cubierta del invernadero. La convección tiene lugar por el movimiento del calor por las plantas, el suelo y la estructura del invernadero. La infiltración se debe al intercambio de calor del interior del invernadero y el aire frío del exterior a través de las juntas de la estructura. La radiación, por el movimiento del calor a través del espacio transparente. 2.2.HUMEDAD RELATIVA La humedad es la masa de agua en unidad de volumen, o en unidad de masa de aire. La humedad relativa es la cantidad de agua contenida en el aire, en relación con la máxima que sería capaz de contener a la misma temperatura. Existe una relación inversa de la temperatura con la humedad por lo que a elevadas temperaturas, aumenta la capacidad de contener vapor de agua y por tanto disminuye la HR. Con temperaturas bajas, el contenido en HR aumenta. Cada especie tiene una humedad ambiental idónea para vegetar en perfectas condiciones: al tomate, al pimiento y berenjena les gusta una HR sobre el 5060%; al melón, entre el 60-70%; al calabacín, entre el 65-80% y al pepino entre el 70-90%. La HR del aire es un factor climático que puede modificar el rendimiento final de los cultivos. Cuando la HR es excesiva las plantas reducen la transpiración y disminuyen su crecimiento, se producen abortos florales por apelmazamiento del polen y un mayor desarrollo de enfermedades criptogámicas. Por el contrario, si es muy baja, las plantas transpiran en exceso, pudiendo deshidratarse, además de los comunes problemas de mal cuaje. Para que la HR se encuentre lo más cerca posible del óptimo el agricultor debe ayudarse del higrómetro. El exceso puede reducirse mediante ventilado, aumento de la temperatura y evitando el exceso de humedad en el suelo. La falta puede corregirse con riegos, llenando canalillas o balsetas de agua, pulverizando agua en el ambiente, ventilado y sombreado. La ventilación cenital en invernaderos con anchura superior a 40 m es muy recomendable, tanto para el control de la temperatura como de la HR. 2.3.ILUMINACIÓN

A mayor luminosidad en el interior del invernadero se debe aumentar la temperatura, la HR y el CO2, para que la fotosíntesis sea máxima; por el contrario, si hay poca luz pueden descender las necesidades de otros factores. Para mejorar la luminosidad natural se usan los siguientes medios: ·Materiales de cubierta con buena transparencia. ·Orientación adecuada del invernadero. ·Materiales que reduzcan el mínimo las sombras interiores. ·Aumento del ángulo de incidencia de las radiaciones sobre las cubiertas. ·Acolchados del suelo con plástico blanco. En verano para reducir la luminosidad se emplean: ·Blanqueo de cubiertas. ·Mallas de sombreo. ·Acolchados de plástico negro. Es interesante destacar el uso del blanqueo ya que esta labor está en función del desarrollo del cultivo y de las temperaturas, y tiene efectos contradictorios que hay que conocer para hacer un correcto uso. Hay que saber que la planta sombreada se ahila y se producen abortos de flores en determinadas especies sensibles a la luz (especialmente tomate, pimiento y berenjena), por lo que el manejo del riego y de la solución nutritiva tiene que ir unida al efecto que produce el blanqueo. Los plásticos sucios o envejecidos provocan el mismo efecto que el blanqueo. 2.4. CO2 El anhídrido carbónico de la atmósfera es la materia prima imprescindible de la función clorofílica de las plantas. El enriquecimiento de la atmósfera del invernadero con CO2, es muy interesante en muchos cultivos, tanto en hortalizas como en flores. La concentración normal de CO2 en la atmósfera es del 0,03%. Este índice debe aumentarse a límites de 0,1-0,2%, cuando los demás factores de la producción vegetal sean óptimos, si se desea el aprovechamiento al máximo de la actividad fotosintética de las plantas. Las concentraciones superiores al 0,3% resultan tóxicas para los cultivos. En los invernaderos que no se aplique anhídrido carbónico, la concentración de este gas es muy variable a lo largo del día. Alcanza el máximo de la concentración al final de la noche y el mínimo a las horas de máxima luz que coinciden con el mediodía. En un invernadero cerrado por la noche, antes de que se inicie la ventilación por la mañana, la concentración de CO2 puede llegar a límites mínimos de 0,005-0,01%, que los vegetales no pueden tomarlo y la fotosíntesis es nula. En el caso que el invernadero esté cerrado durante todo el día, en épocas demasiado frías, esa concentración

mínima sigue disminuyendo y los vegetales se encuentran en situación de extrema necesidad en CO2 para poder realizar la fotosíntesis. Los niveles aconsejados de CO2 dependen de la especie o variedad cultivada, de la radiación solar, de la ventilación, de la temperatura y de la humedad. El óptimo de asimilación está entre los 18 y 23º C de temperatura, descendiendo por encima de los 23-24º C. Respecto a la luminosidad y humedad, cada especie vegetal tiene un óptimo distinto. El efecto que produce la fertilización con CO2 sobre los cultivos hortícolas, es el de aumento de la precocidad de aproximadamente un 20% y aumento de los rendimientos en un 25-30%, mejora la calidad del cultivo así como la de su cosecha. Sin embargo, no se puede hablar de una buena actividad fotosintética sin una óptima luminosidad. La luz es factor limitante, y así, la tasa de absorción de CO2 es proporcional a la cantidad de luz recibida, además de depender también de la propia concentración de CO2 disponible en la atmósfera de la planta. Se puede decir que el periodo más importante para el enriquecimiento carbónico es el mediodía, ya que es la parte del día en que se dan las máximas condiciones de luminosidad. 3.CONTROL AMBIENTAL El control ambiental está basado en manejar de forma adecuada todos aquellos sistemas instalados en el invernadero: sistema de calefacción, la ventilación y el suministro de fertilización carbónica, para mantener los niveles adecuados de la radiación, temperatura, humedad relativa y nivel de CO2, y así conseguir la mejor respuesta del cultivo y por tanto, mejoras en el rendimiento, precocidad, calidad del producto y calidad del cultivo. 4.CLIMATIZACIÓN DE INVERNADEROS DURANTE PERÍODOS FRÍOS. Existen distintos sistemas para calentar y mantener la temperatura en el interior de un invernadero, como son: ·Empleo adecuado de los materiales de cubierta. ·Hermetismo del invernadero, evitando pérdidas de calor. ·Empleo de pantallas térmicas, cuyo uso permite mantener entre 2 y 4º C más en el interior del invernadero, con el consiguiente ahorro de energía. Dichas pantallas están justificadas en el caso de utilización de sistemas de calefacción. ·Condensación que evita la pérdida de radiación de longitud de onda larga, aunque tiene el inconveniente del goteo sobre la planta.

·Capas dobles de polietileno de 150 galgas o de polipropileno, que se pueden emplear como pantalla térmica, para evitar condensaciones sobre cubierta, con el inconveniente de pérdida de luminosidad en el interior. Se emplea mucho en invernaderos sin calefacción. ·Invernaderos más voluminosos que permiten mayor captación de la luz y al mismo tiempo mayor pérdida de calor por conducción. La mayor inercia térmica de volúmenes grandes, permite un mejor control del clima. ·Propio follaje de las plantas, ya que almacenan radiación. ·Sistemas de calefacción por agua caliente o por aire caliente. 4.1. SISTEMAS DE CALEFACCIÓN El calor cedido por la calefacción puede ser aportado al invernadero básicamente por convección o por conducción. Por convección al calentar el aire del invernadero y por conducción se se localiza la distribución del calor a nivel del cultivo. Los diferentes sistemas de calefacción aérea o de convección más utilizados se pueden clasificar en: ·Tuberías aéreas de agua caliente. ·Aerotermos. ·Generadores de aire caliente. ·Generadores y distribución del aire en mangas de polietileno. Los sistemas de distribución de calor por conducción se basan en tuberías de agua caliente, las diferencias entre ellos se encuentran en la temperatura del agua y su localización: ·Suelo a nivel de cultivo. ·Tuberías enterradas. ·Banquetas. 4.1.1. Calefacción por agua caliente Es el sistema de calefacción aérea más tradicional y se basa en la circulación de agua caliente o vapor procedente de un foco calorífico (caldera, bomba de calor, etc.) por una red de tuberías. En la caldera el agua se calienta a 80-90º C y las tuberías se colocan a unos 10 cm sobre el suelo, que pueden ser fijas o móviles. Los sistemas antiguos tenían las tuberías colgadas del techo lo que incrementaba los costos energéticos. La distribución del calor dentro del invernadero por el sistema de calefacción central por agua caliente se puede hacer de dos formas diferentes:

·Por termofusión, con tubos de diámetro grande, con una ligera pendiente unidescendiente. ·Por impulsión de bombas o aceleradores con tubería de diámetro menor y una temperatura en el agua de retorno más elevada que en el caso anterior. Las características del sistema de calefacción del suelo por agua caliente que más destacan, son: ·Al estar el calor aplicado en la base, la temperatura del aire del invernadero es mucho más uniforme en comparación con la calefacción tradicional por tubo caliente colgado del techo. ·Para calentar el suelo se puede utilizar agua entre 30 y 40º C y por tanto es una forma de aplicación de energías alternativas como la geotérmica, calor residual industrial y solar a baja temperatura. ·Los costos de bombeo de agua son mayores. Debido a que la caída de temperatura del agua de calefacción en el invernadero es menor en los sistemas a baja temperatura, se precisa bombera mayor cantidad de agua para ceder la misma cantidad de calor. ·Se pueden usar materiales económicos como el polietileno en lugar de tuberías más caras de acero o aluminio. ·En general, los sistemas de calefacción de suelo representan un ahorro de energía. ·Sus costos de instalación son elevados. 4.1.2. Calefacción por aire caliente En este caso se emplea aire para elevar la temperatura de los invernaderos. La calefacción por aire caliente consiste en hacer pasar aire a través de focos caloríficos y luego impulsarlo dentro de la atmósfera del invernadero. Existen dos sistemas: ·Generadores de combustión directa. Un ventilador lanza una corriente de aire al interior de la cámara de combustión del generador, con lo que en su salida el aire ya caliente arrastra consigo gases de la combustión, que pueden crear problemas de fitotoxicidad debido a sus componentes azufrados. ·Generadores con intercambiador de calor. La corriente de aire no pasa directamente a través de la cámara de combustión, sino que se calienta atravesando una cámara de intercambio. Por otra parte, la cámara de combustión elimina los gases que se producen en ella a través de una chimenea. Los generadores de aire caliente pueden instalarse dentro o fuera del invernadero. Si están fuera el aire caliente se lleva hasta intercambiadores que están establecidos dentro del invernadero. Cuando los generadores están colocados dentro del invernadero, los ventiladores aspiran el aire del invernadero por una parte del aparato, donde se calienta y es expulsado directamente a la atmósfera del invernadero. También puede distribuirse por medio de tubos de plástico perforado,

que recorren en todas las direcciones el invernadero. En el caso de que el generador de calor esté en el exterior, el aire del invernadero es retornado al generador con la ayuda de unos conductos termoaislantes, donde se calienta y es impulsado de nuevo por medio de otros conductos. Normalmente el combustible empleado es gasoil o propano, y los equipos están dotados de un sistema eléctrico de encendido con accionamiento a través de un termostato. Los sistemas de calefacción por aire caliente tienen la ventaja de su menor inversión económica y mayor versatilidad al poder usarse como sistema de ventilación, con el consiguiente beneficio para el control de enfermedades. Como inconvenientes pueden citarse los siguientes: ·Proporcionan una deficiente distribución del calor, creando a veces turbulencias internas que ocasionan pérdidas caloríficas (menor inercia térmica y uniformidad). ·Su costo de funcionamiento es elevado y si se averían, la temperatura desciende rápidamente. 4.2.EMPLEO DE PANTALLAS TÉRMICAS Se puede definir una pantalla como un elemento que extendido a modo de cubierta sobre los cultivos tiene como principal función ser capaz de variar el balance radiactivo tanto desde el punto de vista fotosintético como calorífico. El uso de pantallas térmicas consigue incrementos productivos de hasta un 30%, gracias a la capacidad de gestionar el calor recogido durante el día y esparcirlo y mantenerlo durante la noche, periodo en el que las temperaturas bajan sobremanera en los invernaderos del sureste español. Las pantallas también son útiles como doble cubierta que impide el goteo directo de la condensación de agua sobre las plantas en épocas de excesiva humedad. Así las pantallas térmicas se pueden emplear para distintos fines: a) Protección exterior contra: ·El exceso de radiación con acción directa (UV) sobre las plantas, quemaduras. ·El exceso de temperatura (rojo, IR cercano). ·Secundariamente, viento, granizo, pájaros. b) Protección interior: ·Protección térmica, ahorro energético (IR). ·Exceso contra el enfriamiento convectivo del aire a través de la cubierta. ·Secundariamente, humedad ambiental y condensación.

Existen distintos tipos de pantallas, presentando la mayoría una base tejida con hilos sintéticos y láminas de aluminio. La composición, disposición y grosor de los hilos es variable, ofreciendo distintas características. También existen pantallas en las que se tejen directamente las láminas del material reflectante entre sí o con otro tipo de lámina plástica (poliéster, polipropileno, etc.). Otro tipo es adaptando el sistema de las mallas de sombreo tradicionales, sustituyendo la llamada rafia de polipropileno o polietileno por aluminio. Así mismo, las pantallas pueden ser abiertas o ventiladas y cerradas o no ventiladas en lo referente al paso del aire. Las abiertas presentan la ventaja de ser muy útiles en verano al permitir la evacuación del exceso de temperatura y ofrecer propiedades térmicas, reflejando gran parte de la radiación IR durante la noche. Las pantallas cerradas limitan las pérdidas por convección del calor en el aire y reducen el volumen de aire a calentar con lo que el ahorro de cara a la calefacción es mayor. 9. BIBLIOGRAFÍA ALPI, A.; TOGNONI, F. 1999. Cultivo en invernadero. Ed. Mundi-Prensa. Madrid. 347 pp. BAIXAULI, C. 1996. Aspectos prácticos del control ambiental para hortalizas en invernadero. Ed. Fundación Cultural y de Promoción Social. Caja Rural Valencia. BENAVENTE, R.M.; GARCÍA, J.L.; PASTOR, M.; LUNA, L.; NOLASCO, J. 2000. Sistemas para la automatización de los invernaderos. Vida Rural Nº 118. 66-70. DÍAZ, J.R.; PÉREZ, J. 1994. Tecnología de invernaderos. Curso superior de especialización. Ed. Fundación para la Investigación Agraria en la Provincia de Almería (FIAPA). Almería. 352 pp. LORENZO, P.; SÁNCHEZ-GUERRERO, M.C.; MEDRANO, E.; PÉREZ, J.; MAROTO, C. 1997. El enriquecimiento carbónico en invernadero del Sur Mediterráneo. Horticultura. Nº 118. 66-67 MAROTO, J.V. 2000. Elementos de Horticultura General. Ed. Mundi-Prensa. 424 pp. MATALLANA, A; MONTERO, J.I. 1995. Invernaderos. Diseño, construcción y ambientación. Ed. Mundi-Prensa. 207 pp. MONTERO, J.I.; ANTÓN, M.A. 1993. Tecnología del invernadero. Ed. Instituto Nacional Tecnología Agropecuaria. Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad de Buenos Aires. 128 pp. NAVARRO, J.A. 1999. Pantallas térmicas para el control ambiental en invernadero. Plantflor. Cultivo y Comercio. Año 12. Nº 3. 20-24. SERRANO, Z. 1983. Invernaderos. Instalación y manejo. Ed. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Madrid. 427 pp.

SERRANO, Z. 1990. Técnicas de Invernadero. Ed. el autor. Sevilla. 644 pp. VALERA, D.L.; MOLINA, F.; PEÑA, A.A.; PÉREZ, J.; URRESTARAZU, M. 1999. Gestión del clima en invernaderos de Almería. Plantflor. Cultivo y Comercio. Año 12. Nº 3. 40-43. VILARNAU, A. 1997. El CO2 en la horticultura. Horticultura Nº 118. 64-70. 5.CLIMATIZACIÓN DE INVERNADEROS EN PERÍODOS CÁLIDOS Durante la mayor parte del ciclo productivo, la temperatura del invernadero es excesiva tanto para el buen rendimiento del cultivo como para la salud de los trabajadores que realizan en pleno verano las labores culturales. El reducir la temperatura es uno de los mayores problemas de la horticultura protegida en climas cálidos, porque no es fácil refrigerar el invernadero sin invertir cantidades relativamente altas en instalaciones y equipos. Los cuatro factores fundamentales que permiten reducir la temperatura son: ·La reducción de la radiación solar que llega al cultivo (blanqueado, sombreado, etc.). ·La evapotranspiración del cultivo. ·La ventilación del invernadero. ·La refrigeración por evaporación de agua (nebulización, "cooling system", etc.). A continuación se detallan las técnicas y equipos de refrigeración más empleados en la climatización de invernaderos. 5.1. SISTEMAS DE SOMBREO El sombreo es la técnica de refrigeración más usada en la práctica. La reducción de temperatura se basa en cortar más de lo conveniente el porcentaje de radiación fotoactiva, mientras que el infrarrojo corto llega en exceso a los cultivos. Se pueden dividir los distintos sistemas de sombreo en dos grupos: ·Sistemas estáticos. Son aquellos que una vez instalados sombrean al invernadero de una manera constante, sin posibilidad de regulación o control: encalado y mallas de sombreo. ·Sistemas dinámicos. Son aquellos que permiten el control más o menos perfecto de la radiación solar en función de las necesidades climáticas del invernadero: cortinas móviles y riego de la cubierta. 5.1.1. Encalado Es el sistema más extendido en la cuenca mediterránea y se basa en el blanqueo de las paredes y de la cubierta del invernadero a base de carbonato cálcico (Blanco de España) o de cal apagada. Desde el punto de vista técnico el blanqueo presenta una serie de inconvenientes:

·Permanencia de la cal en el invernadero durante periodos cubiertos, ya que no permiten ajustar el grado de sombreo en función de las condiciones ambientales. ·La aplicación de la cal no es homogénea, por lo que existen diferencias en la cantidad de luz que llega a las plantas. Es importante destacar que conforme se aumenta la concentración de blanqueante la transmitancia se reduce, y por lo tanto la cantidad de luz que llega a las plantas es menor. ·Consumo de mano de obra en las operaciones de aplicación y limpieza. ·La limpieza de la cal no es homogénea, quedando manchas sobre la cubierta y paredes del plástico. A veces es preciso el empleo de ácidos, que dañan el plástico. Quizás la única ventaja del encalado es su relativa efectividad y la economía de su uso. 5.1.2. Mallas de sombreo Las mallas suelen ser de polietileno, polipropileno, poliéster o de derivados acrílicos. Las mallas se clasifican en función de su porcentaje de transmisión, reflexión y porosidad. Siempre que sea posible deben situarse las mallas de sombreo en el exterior del invernadero, para que la reducción de la temperatura sea más efectiva. La malla interior absorbe la radiación solar y la convierte en calor dentro del invernadero, que debe evacuarse por ventilación. Sin embargo, la malla exterior se calienta con la radiación, pero se refrigera con el aire exterior del invernadero. En ensayos realizados se ha comprobado como en invernaderos sin sombreo se alcanzaban temperaturas medias máximas de 46,6º C. Al colocar la malla de sombreo negra por el exterior se conseguía reducir la temperatura a los 40,8º C, pero si se ponía en el interior ésta se incrementaba hasta los 50,5º C. El color de la malla es importante. La de color negro es la de mayor duración pero bajo el punto de vista climático no es la mejor. Por ello se recomienda que no sean de color, puesto que cualquier material coloreado corta un porcentaje mayor del espectro visible. 5.2.VENTILACIÓN La ventilación consiste en la renovación del aire dentro del recinto del invernadero. Al renovar el aire se actúa sobre la temperatura, la humedad, el contenido en CO2 y el oxígeno que hay en el interior del invernadero. La ventilación puede hacerse de una forma natural o forzada. 5.2.1.Ventilación natural o pasiva Se basa en la disposición, en las paredes y en el techo del invernadero, de un sistema de ventanas que permiten la aparición de una serie de corrientes de aire que contribuyen a disminuir las temperaturas elevadas y a reducir el nivel higrométrico. Las ventanas pueden ser cenitales si se disponen en la techumbre o laterales si están colocadas

sobre las paredes laterales del invernadero. Se admite que una ventana cenital de una determinada superficie resulta a efectos de aireación hasta ocho veces más efectiva que otra situada lateralmente de igual superficie. Normalmente las ventanas deben ocupar entre un 18 y 22% de la superficie de los invernaderos, teniendo en cuenta que con anchuras superiores a los 20 m. será imprescindible disponer de ventilación cenital que mejore la aireación lateral. La apertura y cierre de las ventanas suele hacerse mecánicamente a través de un sistema de cremalleras, accionado eléctricamente por un termostato, aunque también puede hacerse manualmente. 5.2.2.Ventilación mecánica o forzada Los sistemas de ventilación forzada consisten en establecer una corriente de aire mediante ventiladores extractores, en la que se extrae aire caliente del invernadero, y el volumen extraído es ocupado inmediatamente por aire de la atmósfera exterior. Con este sistema solamente se puede conseguir una temperatura idéntica a la del exterior, pero su control es más preciso que el que se logra con la ventilación pasiva. 5.3.REFRIGERACIÓN POR EVAPORACIÓN DE AGUA 5.3.1.Nebulización fina (Fog System) Consiste en distribuir en el aire un gran número de partículas de agua líquida de tamaño próximo a 10 micras. Debido al escaso tamaño de las partículas, su velocidad de caída es muy pequeña, por lo que permanecen suspendidas en el aire del invernadero el tiempo suficiente para evaporarse sin llegar a mojar a los cultivos. Para ello es preciso emplear un sistema de nebulización formado por un conjunto boquillas nebulizadoras conectadas a tuberías que cuelgan de la techumbre del invernadero. La instalación se completa con bombas, motores, inyectores, filtros y equipos de control (termostatos, humidostatos, etc.) que permiten la automatización del sistema. Normalmente los difusores o boquillas tienen un caudal de 4l/h y se colocan cada 20-25 metros cuadrados. El control del sistema se hace a través de una electroválvula accionada por un humedostato. Con este sistema pueden conseguirse descensos térmicos en el interior del invernadero de hasta 10-15º C. Se emplea mucho en la producción de ciertas plantas ornamentales como rosas, crisantemos, orquídeas, etc. Es importante disponer de un sistema de filtros para evitar que las aguas ricas en bicarbonatos y otras sales provoquen daños en los sistemas de fog, como la obturación de las boquillas. Como emisores de fog system pueden utilizarse boquillas de alta presión (60 kg/cm2, 5 l/h y gotas con un diámetro inferior a 20 micras), boquillas de baja presión (3-6 kg/cm2 y gotas con un diámetro inferior a 10 micras) y humificadores mecánicos.

5.3.2.Pantalla evaporadora (Hidrocooling o Cooling System) Se trata de una pantalla de material poroso que se satura de agua por medio de un equipo de riego. La pantalla se sitúa a lo largo de todo el lateral o un frontal del invernadero. En el extremo opuesto se instalan ventiladores eléctricos. El aire pasa a través de la pantalla porosa, absorbe humedad y baja su temperatura. Posteriormente es expulsado por los ventiladores. El rendimiento de un buen equipo se acerca al 85%. La pantalla suele estar confeccionada con fibras (virutas de madera) o con materiales celulósicos en láminas coarrugadas y pegadas con aditivos. Destacan las pantallas celulósicas por: ·Admiten agua de muy mala calidad, gracias a que no necesitan de estructuras auxiliares de sujeción que puedan deteriorarse por las sales. ·Con el tiempo la fibra tiende a compactarse dentro de su soporte, dejando huecos por los que entra el aire sin humectarse adecuadamente. ·Tienen mayor superficie de contacto y, por tanto, se puede reducir el área de pantalla a instalar. Es importante que el invernadero sea muy hermético, de manera que todo el aire forzado por los ventiladores penetre únicamente a través de la pantalla. De existir otras aperturas, el aire entrará por ellas sin recibir aporte de humedad, y el cooling será ineficaz. Con el cooling system la temperatura en el interior del invernadero puede reducirse en unos 10º C, aunque lo normal es que ese descenso sea de 4-6º C. Si la humedad relativa del exterior es elevada este sistema no funciona convenientemente. 6.ILUMINACIÓN ARTIFICIAL EN INVERNADEROS En ciertas ocasiones es preciso aplicar iluminación artificial o simplemente regular la iluminación natural en el interior del invernadero. Esto puede hacerse con el fin de: ·Aumentar la asimilación neta, forzando una mayor tasa de fotosíntesis, durante los meses invernales. La iluminación otoño-invernal supletoria ayuda a incrementar los rendimientos productivos en la mayor parte de las especies hortícolas y en numerosas ornamentales (claveles, Anthurium, gerbera, orquídeas, etc.). ·Aumentar la duración del día, en plantas de día largo que no florecerían de otra manera, durante el otoño-invierno. Destaca su empleo en plantas ornamentales como Anthirrinum, Dahlia, Calceolaria, Gegonia tuberosa, etc. ·Romper la continuidad del periodo oscuro en plantas ornamentales de día corto (crisantemo, Poinsetia, Kalanchoe, etc.) con la finalidad de favorecer el crecimiento vegetativo en una época en que se vería favorecida la floración sin que las plantas tuvieran el adecuado tamaño, o bien para provocar la floración en plantas de día largo en épocas de poca iluminación.

·Disminuir la intensidad luminosa en siembras estivales de hortalizas como el apio, la cebolla, cubriendo los semilleros con mallas, cañizos, etc. ·Disminuir la duración del período iluminado, con el fin de que plantas de días coro puedan florecer en épocas en que la duración del día es demasiado elevada. · Para conseguir estos fines es común el empleo de diferentes tipos de lámparas, cuyas características se recogen en el cuadro siguiente: Tabla 2. Tipos y características de lámparas empleadas en iluminación de invernaderos (Serrano, 1990) Características

Incandescentes

Vapor de mercurio

Incandescentes y Fluorescentes vapor de mercurio

Luz producida

Rojo e inflarrojo (elevado poder calorífico)

Visible y ultravioleta

Mixta

Mixta con preponderancia de azul y rojo

Potencia

3 W/m2

150-200 W/m2

-

-

Rendimiento luminoso

10 %

90 %

30%

90% (emana poco calor)

Duración

1000 horas

3500 horas

2000 horas

3500 horas

Aplicación

Invernadero de grandes Crecimiento dimensiones. Adelanto de plantas o retraso de la floración

Adelanto de la floración

Crecimiento de plantas

Observaciones

Atención al Bajo costo de Elevado costo de tipo comercial instalación; elevado uso uso que se elige

Débil intensidad luminosa, colocación en batería de 34

7.SISTEMAS DE FERTILIZACIÓN CARBÓNICA EN INVERNADEROS Ya al principio de este documento se comentó detalladamente la importancia del CO2 en los cultivos en invernadero, así como algunos fundamentos de su manejo durante las diferentes etapas del cultivo. A continuación se van a describir los sistemas de aportación de CO2 más conocidos.

Uno de los más conocidos es el sistema por combustión, de distintas sustancias, como alcohol, parafina, propano, petróleo, etc. En este caso la formulación de CO2 va acompañada del desprendimiento de calor, con lo que se puede, además, elevar la temperatura del invernadero. El mayor inconveniente de este sistema, es la emanación, junto al CO2, de sustancias sulfurosas, que pueden ser fitotóxicas para las plantas. Otro sistema, también muy empleado es la aportación directa de gas puro en bombonas de CO2, haciendo expandir el anhídrido carbónico líquido y regulando el caudal, a través de una válvula y el correspondiente medidor gaseoso. La distribución puede realizarse a través de tuberías de plástico perforadas.Por último, la aportación directa de CO2 puede realizarse a través de nieve carbónica cuyos bloques, se distribuyen a lo largo del invernadero, y poco a poco se va sublimando. 8.SISTEMAS INTEGRALES DE CONTROL CLIMÁTICO En la actualidad son numerosos los sistemas de automatización que existen el mercado para controlar los parámetros climáticos de los invernaderos. Estos sistemas se basan en el empleo de un ordenador central al que se conectan un conjunto de sensores, que recogen las variaciones de los distintos parámetros respecto a unos valores programados inicialmente. Se trata de una pequeña estación meteorológica que registra valores de temperatura exterior e interior, humedad relativa, velocidad del viento, la iluminación, etc. Estos sistemas a su vez pueden estar conectados a los sistemas de fertirriego y de regulación climática. Los sensores o automatismos se distribuyen en diferentes sectores, pudiendo funcionar cada uno de forma autónoma. En el controlador central se recoge la información captada por los sensores, se coordinan las actuaciones, y se envían las órdenes a los distintos sectores. 

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Inico Soporte técnico Notas técnicas Invernaderos Aspectos críticos en el manejo de invernaderos Aspectos críticos en el manejo de invernaderos ASPECTOS CRÍTICOS EN EL MANEJO DE INVERNADEROS DR. MANUEL SANDOVAL VILLA Programa de Edafología, Colegio de Postgraduados, Montecillo, Méx. MÉXICO 56230 [email protected]

¿Por qué utilizar invernaderos? •Control de la luz, temperatura y humedad relativa •Incrementos en la producción del orden de 3 a 6 veces comparado con campo abierto •Reducen riesgos ocasionados por condiciones climáticas adversas •Programación de las cosechas en periodos de poca oferta en el mercado. MANEJO DE INVERNADEROS •PRINCIPALES PROBLEMAS –Ventilación del invernadero durante la primavera y verano –Calefacción durante el invierno –Interaccióndelascondicionesambientalesenelinvernaderoconelmanejodelaplanta

VENTILACIÓN •Ventilación Cenital –El aire caliente abandona el invernadero por la parte más alta de éste •Mallas Sombra o Mallas Reflejantes –Disminuyen la radiación que potencialmente se puede transformar en calor •Combinación de mallas y ventilación lateral •extractores de aire •ventiladores para recircular aire

DETERMINACIÓN DE LAS NECESIDADES DE VENTILACIÓN Diferencias aceptables de temperatura entre el aire del interior y el exterior siempre y cuando se considere que el aire exterior es usado para remover el calor generado por la radiación solar. En términos prácticos la diferencia de temperatura no debe ser mayor de 7 °F (~ 4 °C). Intercambio de aire de 8 pcm/pie2 de área de piso, generalmente satisface este requerimiento.

Si se requiere enfriamiento adicional, se emplea evaporación si la HR del aire externo es muy baja. pcm = pies cúbicos por minuto. Generalidades Ventilación L = 192 pies; A = 96 pies; Area = 18, 432 pies2 La capacidad instalada de los ventiladores es de: 8 pcm/pie2x 18,432 pies2= 147, 456 pcm Los ventiladores se deben de colocar en una de las paredes laterales del invernadero y jalar aire a lo largo de los 96 pies. No es recomendable mover aire más allá de 150 pies (»50 m)La abertura de la ventana en el lado opuesto al ventilador debe ser de aproximadamente 250 ppm. EJEMPLO PASO 1. Enumerar las dimensiones del invernadero Ancho B = 96 pies Longitud C = 192 pies PASO 2. Calcular la superficie para cada nave A x B = 18, 432 pies2 PASO 3. Calcular el flujo de aire requerido para cada nave (generalmente se usan 8 pcm/pie2de área) AxBx 8 pcm/pie2= 147, 456 pcm de capacidad instalada PASO 4. Seleccionar ventiladores de catálogo para proveer mínimo tres fases de ventilación (proveer 2 pcm/pie2para la primera fase. 1) 2ventiladores a 18,900 pcm _____________ 2) 2 ventiladores a 18,900 pcm _____________ 3) 4 ventiladores a 18,900 pcm _____________ PASO 5. Calcular el tamaño de las rejillas de ventilación o persianas para que sean al menos 10% más largas que el área del ventilador.Si se usan aberturas en pared continua, calcular que la velocidad del aire sea »250 ppm en estas.

CALEFACCIÓN •Combustión de gas licuado •Mallas térmicas •Plásticos dobles •Doble capa de policarbonato •Recirculación de agua caliente •Energía solar

Determinación de las necesidades de calefacción Calor de calefacción Es estimado para calentar el invernadero cuando no hay sol, se ignora el calor generado por motores e iluminación. La mayor pérdida de calor ocurre por conducción a través de la cubierta del invernadero y de la estructura hf (calor de calefacción)= hc (calor de conducción) + hsa (calor de intercambio de aire) La transferencia de calor se estima por la siguiente ecuación: hc = AU(ti-to) Donde: hc = Calor de conducción, btu/h A = superficie del invernadero, pie2 U = Coeficiente promedio de transmisión, btu/h-pie2 ti = temperatura interior , °F

to = temperatura exterior, °F En la mayoría de invernaderos, la perdida de calor a través de la estructura es inferior al 5% del correspondiente a la superficie y puede ser ignorado en los cálculos. Los valores de U para varios tipos de cubiertas, se obtienen de Cuadros (NRAES-33, 1994).

La segunda causa de perdida de calor es el intercambio de aire entre el interior y el exterior del invernadero. El calor se transfiere en las formas sensible y latente. Sensible: incremento de la temperatura del aire que entra Latente: se remueve como vapor de agua (E+T). Estimación de la transferencia de calor sensible: hsa = 0.02 M (ti-to)Donde hsa = calor por intercambio de aire, Btu/h M = Intercambio de aire, pie3/h La velocidad de intercambio de aire entre el interior y el exterior es afectada por el viento y el tipo y calidad del invernadero.

El calor de calefacción es dado por la siguiente ecuación: hf = hc + hsa = AU (ti-to) + 0.02M (ti-to) hf = calor de calefacción (Btu/h) requerido para mantener el aire del invernadero a la temperatura deseada. La ganancia de calor en días muy soleados reemplazará parte del calor de calefacción. Si la radiación solar > pérdida de calor. La temperatura del invernadero aumentará y se requerirá ventilar el invernadero. La ganancia de calor proveniente del sol se puede estimar: hs = T Is Af Donde: hs = ganancia de calor solar, Btu/h T = transmitancia de la cubierta del invernadero a la radiación solar Is = intensidad de la radiación solar en una superficie horizontal exterior, Btu/h-pie2 Af = área del piso del invernadero, pies2

La transmitancia varía con el ángulo de incidencia, pero un promedio de 60% dará estimaciones razonables. En la ecuación anterior; el valor de los cuadros de T debe multiplicarse por 0.6 si no se conoce el ángulo de incidencia. La velocidad de transpiración es afectada por la radiación solar y por la etapa del cultivo. La relación de la radiación solar con la evapotranspiración para plantas creciendo activamente en un invernadero es de aprox. 0.5; es decir, la mitad de la radiación solar recibida por las plantas es usada para evaporar agua. Expresada como una ecuación tenemos: hcv = E F hs Donde hcv = velocidad de EVT, Btu/h E = cociente de EVT/radiación solar F = factor de cobertura de piso (superficie cubierta por plantas/superficie total del suelo)hs = ganancia solar, Btu/h Sabemos que hs = T Is Af; por lo tanto hcv = E F T Is Af Si se va a utilizar un sistema de enfriamiento evaporativo, to debe ser la temperatura del aire que sale del aire acondicionado. La temperatura to será: to = to-0.8 (to-twb) = 0.2 to –0.8 twb Donde to = Temp. del aire del aire acondicionado, °F twb = temp. Ext. de bulbo húmedo, °F hsa = 0.02 M (ti-to) entonces pasa a ser hsa = 0.02 M (ti-0.2 to –0.8twb) En el caso de la utilización de aire acondicionado, hsa es el exceso de de calor proveniente de la radiación solar que puede ser removido por intercambio de aire para mantener la temperatura deseada.

Características del Invernadero (Ejemplo) •Una sola capa de vidrio con una pendiente de 26.7 grados •La estructura es de acero galvanizado ( 940 kg/m3. Para el cerramiento de invernaderos se utiliza sólo el de baja densidad (baja cristalinidad) y alto peso molecular (bajo índice de fluidez). Una de las características del PE es que su alargamiento en el punto de rotura es cercano al 500 %. Un material se considera degradado cuando su alargamiento se ha reducido en un 50 % de su valor inicial. El PE se degrada por la radiación UV y el oxígeno, por lo que la exposición permanente a la intemperie provoca su rotura al perder las propiedades mecánicas. Para evitar esto es común añadir en el proceso de fabricación del PE diversas sustancias: ·Absorbentes de radiación UV (derivados de benzotriazoles y benzofenona). · Secuestradores de radicales libres. ·Desactivadores (sales orgánicas de níquel). ·Estabilizantes (Hindered Amines Light Stabilizers). Así existen dos grandes grupos de aditivos: ·Aditivos de proceso. Destinados a evitar la degradación térmica durante la extrusión (antioxidantes) o para mejorar la procesabilidad del polímero. · Aditivos de aplicación. Se añaden al polímero con el fin de obtener las cualidades deseadas: deslizantes, antibloqueo, estabilizantes frente a UV, aditivos térmicos, pigmentos. El PE transparente tiene un poder absorbente de 5 al 30% en los espesores utilizados en agricultura; el poder de reflexión es de 10 al 14%; el poder de difusión es bajo. Según esto, la transparencia del PE está comprendida entre el 70-85%, es decir, dentro del recinto cubierto por el material plástico se percibe un 15-30% menos de luz aproximadamente que en el exterior. El PE de baja densidad es el material plástico que menos resistencia tiene a la rotura. El de alta densidad tiene más resistencia que el PVC flexible pero menos que el resto de los demás plásticos. Se desgarra con facilidad. El PE es el material plástico que menos densidad tiene; es decir, es el que menos pesa por unidad de superficie a igualdad de grosor. El PE no se oscurece como ocurre con el PVC y el poliéster. Debido a su gran transparencia, el PE transparente da lugar durante el día a un elevado calentamiento del aire y suelo del interior del invernadero. En el mercado existen tres tipos de polietileno:

a) Polietileno Normal. Presenta muy poca opacidad a las radiaciones nocturnas del suelo; es permeable en un 70% a las radiaciones de longitud de onda larga que emiten el suelo y las plantas. En el PE transparente normal se forma una lámina de agua, que aunque tiene inconvenientes para los cultivos, retiene un poco el calor que emiten las plantas y el suelo durante la noche. Las láminas de PE normal, cuando se utilizan como cubierta de invernadero, sino lleva en su composición antioxidantes e inhibidores de rayos UV, la duración de éstos tipos de plásticos no excede de un año, reduciéndose a 10 meses cuando la luminosidad es muy fuerte y prolongada y las oscilaciones térmicas son considerables. b) Polietileno Normal De Larga Duración Este tipo de PE tiene unas características idénticas al PE normal, a excepción de su duración, que es bastante mayor, debido a los antioxidantes e inhibidores que lleva en su composición. La duración de este tipo de plástico es de 2 a 3 años, según la luminosidad y el régimen de viento al que se éste expuesta la lámina. c) Polietileno Térmico De Larga Duración El PE transparente térmico es un plástico que tiene la propiedad de dificultar mucho el paso de las radiaciones nocturnas (tiene una permeabilidad del 18% a las radiaciones longitud de onda larga en grosores de 800 galgas). Esto permite a los invernaderos cubiertos con este material que se anule casi en su totalidad la inversión térmica y que las temperaturas mínimas absolutas sean de unos 2 ó 3 ºC más elevadas a las registradas en cubiertas de PE normal. El PE transparente térmico, por los aditivos que se emplean en su fabricación, tienen un gran poder de difusión de la luz, que en algunas marcas comerciales puede llegar al 55% de la radiación luminosa que atraviesa la lámina de plástico; también, por la misma razón de los aditivos añadidos, tienen un buen efecto antigoteo. La técnica de la coextrusión permite combinar propiedades que no pueden ser reunidas por un polímero único, las propiedades más comunes son optimización termicidad, estabilidad frente a las radiaciones UV, mejora de las propiedades mecánicas, antimoho, antipolvo. 3.3.3. COPOLÍMERO ETIL-ACETATO DE VINILO (EVA) Actualmente se están fabricando los copolímeros de etileno y acetato de vinilo (EVA). Se sintetiza por calentamiento suave de etileno y AV en presencia de peróxidos. La proporción usual en AV para agricultura oscila entre el 6 % y el 18 %. Un mayor contenido en AV aumenta su opacidad al IR pero disminuye su resistencia mecánica. Esta formulación mejora las propiedades físicas del polietileno incluyendo su resistencia a la ruptura en bajas temperaturas y al rasgado.

Su transparencia a la luz visible cuando el material es nuevo es más alta que la del polietileno térmico, la opacidad a las radiaciones térmicas depende del contenido de acetato de vinilo, siendo necesario del 15 al 18% de VA para conseguir un buen nivel térmico para un espesor de 0,15 a 0,20 mm. Resulta más caro que el polietileno térmico. De entre los films plásticos es el que presenta una más gran resistencia a los UV. Los problemas más importantes que presentan los copolímeros EVA son su excesiva plasticidad (cuando se estiran no se recuperan), gran adherencia al polvo lo que puede provocar reducciones de hasta un 15 % en transmisividad a la radiación solar. Son difíciles de lavar debido a su alta carga electrostática. Respecto a la duración de la lámina como cubierta de invernadero es de 2 años para los grosores de 800 galgas y de 1 año para los grosores de 400 galgas. En las láminas de copolímero EVA con un alto contenido de acetato de vinilo (AV), son los recomendables para cubierta de invernadero en lugares geográficos con excesiva luminosidad y temperaturas elevadas, por las grandes dilataciones que sufre este material (cuanto más porcentaje de AV mayor dilatación con calor), que luego da lugar a bolsas de agua de lluvia y la rotura por el viento. Valoración de las principales propiedades de cuatro de los materiales de cubierta plásticos más utilizados (Fuente: MONTERO; ANTÓN, 1993). PROPIEDAD

PE

PVC EVA PC

Resistencia a UV

+/-

-/+

+

+

Transparencia a rad. Visibles

-/+

+

+

-

Propiedades térmicas

-/+

+

+/-

+

Antigoteo

-

-

-

+

Propiedades mecánicas

-/+

+/-

+

+

Compatibilidad con aditivos

-

+

+

+

Resistencia al rasgado

+

+

-

+

Resistencia a las bajas temperaturas

-

-

+

+

Resistencia a las altas temperaturas

+

-/+

-

+

Precio

+

-

+

-

Anchuras grandes

+

-

+

-

4. DESARROLLO DE NUEVAS FORMULACIONES La luz desempeña un papel fundamental en el crecimiento y desarrollo vegetativo de las plantas ya que estas dependen de la energía que les suministra la radiación solar para la fotosíntesis. Independientemente, existen también diversos efectos lumínicos que controlan la estructura y desarrollo de la planta. Al evaluar y modificar la cantidad, calidad, dirección y duración de la luz se pueden optimizar y controlar los complejos procesos del desarrollo. Los nuevos desarrollos se encaminan hacia materiales que mejoran sus propiedades mecánicas y hacia una selectividad de la radiación UV tanto en cantidad como en calidad. 4.1. PLÁSTICOS FOTOSELECTIVOS Los plásticos fotoselectivos modifican la cantidad y calidad de la radiación. En la zona del infrarrojo cercano (700 – 1000 nm) se induce un alargamiento en la planta. Estudios sobre la fotomorfogénesis han mostrado la gran influencia que ejerce la calidad espectral de la radiación sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas. La relación de los flujos de fotones rojo / rojo lejano (610 – 700 / 700 – 800 nm) actúa sobre un alargamiento de los tallos. En el rojo (610 – 700 nm) y azul (410 – 510 nm) es donde se concentra la mayor radiación aprovechada en fotosíntesis o radiación PAR. Así se han formulado plásticos que permiten seleccionar estas longitudes de onda del infrarrojo y por tanto adaptarlas a las necesidades lumínicas de la planta durante su desarrollo fenológico, fomentando así los niveles de producción. 4.2. FILMES ANTIVIRUS Se ha constatado que los tomates cultivados bajo invernaderos cubiertos con láminas fotoselectivas absorbentes de radiaciones UV, se encuentran ampliamente protegidos contra las invasiones de la mosca blanca Bemisia tabaci y como consecuencia de ello contra el virus TYLCV (Tomato Yellow Leaf Curl Virus o "virus de la cuchara") del cual es vector esta mosca, estos cultivos se encuentran igualmente protegidos contra el minador de hojas Lyriomyza trifolii. El uso desmesurado de pesticidas en la protección de los cultivos ha provocado en las poblaciones de insectos la aparición de resistencias a estas sustancias químicas y por tanto, una reducción de su eficacia. El abuso de pesticidas contribuye también a la contaminación del medio ambiente y a la comercialización de productos contaminados.

Esta evolución negativa hace que se desarrolle la lucha integrada, que tiene por objeto fundamental limitar el empleo de productos químicos e introducir métodos alternativos. Uno de esos métodos consiste en utilizar barreras físicas como las mallas antiinsectos o los filmes de acolchado reflexivos metalizados (repelentes de insectos). Una alternativa al control de enfermedades transmitidas por los insectos dentro del invernadero es el empleo de cubiertas de plástico fotoselectivas que bloquean ciertas longitudes de onda dentro del espectro UV (280- 390 nm). 4.3. FILMES ANTIBOTRYTIS La producción de esporas, viabilidad y crecimiento están condicionados por factores como la luz, humedad y temperatura. Si se rompe el ciclo de desarrollo se distorsiona su expansión. La radiación UV-b incide sobre la esporulación de Botrytis cinerea y otros hongos, de igual forma que la luz monocromática azul inhibe este proceso. 4.4. FILMES FOTODEGRADABLES Se emplean fundamentalmente en acolchados, donde una vez concluida la vida del plástico se desintegra y basta con arar el terreno para que los restos desaparezcan. La dificultad para determinar el momento en que el plástico debe degradarse en campo es elevada y depende de la radiación acumulada, estructura del invernadero, tratamientos fitosanitarios. 4.5. PLÁSTICOS MULTICAPA La coextrusión de varias películas pretende combinar distintas propiedades para mejorar las prestaciones del material plástico. En el mercado destacan los plásticos bicapa y tricapa. Los plásticos tricapa están formados por tres láminas, que les otorga cada una de ellas unas características determinadas: ·Capa externa. Resistencia a la degradación por UV, resistencia al rasgado, rigidez, transparencia y evitar la fijación de polvo. ·Capa intermedia. Efecto termoaislante, elasticidad y difusión de la luz. ·Capa interna. Efecto termoaislante y antigoteo. El PE y EVA son los materiales más utilizados en la coextrusión. Así la coextrusión de EVA entre dos capas de PE (llegando hasta un 28 % AV) limita la transmisividad al IR a valores inferiores al 10 % mejorando la transparencia a la transmisión solar y dando mayor resistencia al material resultante. 4.6. PLÁSTICOS ANTIGOTEO Intentan aumentar la transmisividad y reducir el ataque de enfermedades. Como principales desventajas presentan una rápida pérdida de los aditivos y una importante acumulación de polvo por su carga electrostática.

Están aditivados con elementos que modifican la tensión superficial, haciendo que la gota de agua en contacto con el material de cubierta tenga un ángulo más pequeño, tendiendo a ser plana. Esto hace que las gotas que se condensen en la cara interna del plástico tiendan a unirse unas a otras. Si la estructura y la pendiente de la cubierta permiten la eliminación de esa capa de agua, se evitará el goteo sobre los cultivos y por tanto el riesgo de enfermedades y quemaduras. En estructuras con poca pendiente y malla de alambre para sujetar el material de cubierta esta evacuación no es posible. La forma plana de las gotas aumentará la transmisividad al reducir las reflexiones de la luz. El problema de los aditivos antigoteo radica en su corta vida ya que son fácilmente degradables por la radiación solar, pero actualmente se trabaja en nuevas formulaciones donde los aditivos antigoteo permanezcan durante toda la vida útil del plástico. 4.7. FILMES BIODEGRADABLES Existen estudios para caracterizar y aislar determinadas bacterias que degraden el polietileno. Para ello se investiga la formulación de plásticos formados por pequeñas partículas con gran área superficial y bajo peso molecular que permita la degradación por parte de los microorganismos. 5. MANEJO Y MANTENIMIENTO DE LOS PLÁSTICOS Existen diversos factores que influyen en la duración de un plástico: · Radiaciones ultravioleta. A mayor luz, más degradación por los rayos ultravioletas. También influye la orientación de la lámina en la exposición al sol. Si el material está tratado con productos antioxidantes e inhibidores a la acción de los ultravioletas, la duración es mayor. · Temperatura a la que está sometido el plástico. · Colocación de la lámina sobre la estructura. Plásticos excesivamente tensados pueden desgarrase por rociamiento con los bordes de los soportes. · Tipo y estado de la estructura. Las películas se degradan siempre sobre la estructura. La causa es la elevada temperatura que puede alcanzar un tubo expuesto al sol. Las reacciones químicas se aceleran a temperaturas elevadas. Debido a ello, la duración de una película sobre un soporte metálico se reduce en la práctica en un 40%. Sobre los alambres se acumula también agua de condensación que contiene residuos de pesticidas. El contacto prolongado con estos residuos en los alambres combinados con las altas temperaturas allí existentes, provoca la ruptura de la película. · Calidad de la lámina, que viene definida por la calidad de la materia prima o granza, propiedad, cantidad, calidad y dispersión de los aditivos empleados y la uniformidad en el espesor de la lámina. La duración es mayor cuanto más grueso es el plástico.

· Régimen de vientos. Plásticos poco tensados pueden ser desplazados por el viento. · Productos fitosanitarios. El azufre e insecticidas azufrados o halógenos (clorados) causan daños a los laminados de polietileno. Estos daños o erosión del plástico se producen al pulverizar insecticidas con un rociador, por lo que hay que tomar las precauciones necesarias y no pulverizar directamente sobre el mismo. La mayoría de los pesticidas se fabrican con compuestos fotodegradables que permiten al agricultor iniciar rápidamente la siembra. Ello origina cantidades más altas de radicales sobre la superficie de la película, que pueden interaccionar negativamente con los aditivos que componen el plástico. Por todo esto a continuación se recogen una serie de recomendaciones y consejos útiles que pueden ayudar a alargar la vida de los plásticos: A. TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO. · No arrastrar las bobinas ni rozar sus bordes. · Apoyarlas sobre una superficie lisa y sin salientes. · No colocar sobre las bobinas objetos pesados, duros o punzantes. · Guardar las bobinas en un lugar oscuro y seco. B. COLOCACIÓN DEL PLÁSTICO. · No rodar la bobina por el suelo. · No colocar los plásticos durante las horas de máximo calor para evitar su excesiva dilatación. · Al instalar los laminados de tres capas, verificar que la parte exterior del laminado quede por encima del invernadero, de acuerdo a los pliegues e instrucciones de instalación dadas por el fabricante. · No tensar excesivamente los plásticos sobre las estructuras ya que se puede reducir su espesor y duración. · Revisar el invernadero antes de instalar el plástico. Si los soportes son de madera, proteger la parte que esté en contacto con el plástico con pintura acrílica base acuosa. Cambiar los alambres oxidados, puntas o astillas de palo. · Sujetar bien el plástico para que no sea desplazado por el viento. C. DURANTE EL CULTIVO. · Si se realiza desinfección del suelo, se recomienda usar técnicas de solarización antes de la instalación de la nueva cubierta.

· Realizar los tratamientos necesarios y ventilar el invernadero de forma apropiada para evitar que los productos fitosanitarios se fijen en el plástico. · Para la eliminación de encalados se recomienda el empleo de agua a presión y no emplear ácidos. · Traslado de los plásticos deteriorados a los centros de recogida apropiados. 

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Inico Soporte técnico Notas técnicas Invernaderos Diseño de sistemas de riego para invernadero Diseño de sistemas de riego para invernadero 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.

Área de almacén Es necesario considerar en el proyecto la operación y almacenamiento de productos químicos, tanto líquidos como sólidos.

Almacén de químicos corrosivos

Prefiltrado En sistemas donde es abundante piedras gruesas y basura en suspensión

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.

Toma, filtro y dren de tanque Se debe consider ar un filtro en los tanques de agroquí mico, 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.

Mezcladores o agitadores

Existen tres sistemas básicos de agitación. •Mecánica •Aire •Recirculatorio

Caudalimetro Bajo este esquema de riego es preferible regar por volumen y no por tiempo

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.

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.

Siste ma auxil iar de inyec ción 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.

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