Cálculo de la solución nutritiva en fertirriego. Sistemas de Aplicación

4. Solución nutritiva
4.1. Solución nutritiva general o estándar
4.2. Cálculo de la Solución Nutritiva
4.3. Distintos sistemas para su aplicación

4.3. DISTINTOS SISTEMAS PARA SU APLICACIÓN

Cuando se termina el ajuste, la solución nutritiva queda calculada para preparar un litro de la misma (en ppm o mg·l^-1). Dependiendo del sistema empleado o tipo de instalación, se calcularán las cantidades de fertilizantes necesarias según sea el caso, existiendo al respecto diversas formas de aplicación. En este caso, se van a tratar los tipos más conocidos y empleados en las explotaciones agrícolas de hortalizas, tratando principalmente la forma de inyección del abonado.

- Aplicación con abonadora

Es un equipo sencillo, aunque esto no quiere decir que no se pueda realizar el fertirriego de manera óptima. Con la abonadora tradicional, en numerosas ocasiones se han aportado las cantidades de fertilizante en función de la superficie a regar, aunque debe ser calculada considerando el volumen de agua que se va a aplicar. Por ejemplo, en una parcela de cultivo de 7.000 m², que tiene dos goteros por m2 y un caudal de 3 l·h^-1, en la que se dan riegos de 30 minutos, se aplica una dotación volumétrica de 21.000 litros. De este modo, los cálculos realizados para los distintos fertilizantes se harán en función de este volumen de riego. Solamente hay que pasar las unidades de mg·l^-1 calculadas previamente a kg necesarios en esos 21.000 litros.

Si se utiliza una única abonadora, hay determinados abonos que no pueden mezclarse como el calcio con fosfatos y/o sulfatos, por lo que es preciso dividir la operación en dos para aplicar cada riego de manera separada. Por ejemplo, podría aportarse toda la combinación iónica en dos riegos al día o en dos días distintos si se riega una vez cada día. El mejor modo de solventar esta situación es la instalación de dos abonadoras, aportando de esta forma la solución nutritiva completa en cada riego.

Un inconveniente que se le atribuye a este sistema es la poca homogeneidad en la distribución del abonado, ya que al inicio del riego se aporta más abono que al final, resultando poco o nada uniforme la conductividad eléctrica durante el mismo. Sin embargo, lo que cuenta es la cantidad total al final del riego, aportando el contenido de fertilizantes deseado. El volumen de suelo ocupado por la rizosfera es lo suficientemente grande como para homogeneizar estos altibajos en la aplicación.

Otro problema que puede suponer este sistema es no poder automatizar dicha aplicación, siendo necesaria la presencia física del agricultor en cada riego. No obstante, para Moreno (2018), si la operación de riego se realiza correctamente, es decir, ajustando dotación y frecuencia, y se aplica una fórmula adecuada conforme al agua aportada, este método puede proporcionar la misma calidad en la operación de fertirriego que el más sofisticado.

Una alternativa a la abonadora es la disposición de dos depósitos abiertos donde verter los fertilizantes, que van conectados a la aspiración de la bomba de riego, en la cual no puede entrar aire. Para ello, es preciso cerrar las llaves de paso antes de agotar los fertilizantes de los depósitos.

- Aplicación con venturis y control manual de la inyección

Este método supone un paso más evolucionado en la tecnología del fertirriego, estando en un nivel intermedio entre la abonadora tradicional y los equipos más sofisticados.

Para un control eficiente del cultivo vea, Equipos de medición venturi en Infoagro

Para este caso, y los dos siguientes, los distintos fertilizantes se suelen distribuir, normalmente, en tres o más tanques (figura 5), albergando cada uno un tipo de abono distinto (cálcicos, potásicos, fosforados, sulfatos o ácidos), aunque hay profesionales que prefieren repartir todos los fertilizantes en dos tanques únicamente, con la misma concentración, evitando las mezclas indeseadas que provocan precipitaciones. De este modo, se inyecta el abono de ambos depósitos en una misma proporción, vaciándose a la vez y no existiendo ningún tipo de descompensación.

Fig. 5. Distribución de los fertilizantes en distintos tanques para su aplicación.

Los tanques se llenan con una concentración “n” veces superior a la solución nutritiva calculada. El valor estándar es 100 veces, aunque puede ser superior para obtener un mayor rendimiento a la capacidad de los depósitos. Esto dependerá del grado de solubilidad del fertilizante, así como de la temperatura ambiental.

El límite de concentración lo marca el sulfato potásico, que es la sal menos soluble de las empleadas en fertirrigación. Su solubilidad es de 110 g·l^-1 (a 20º C), por lo es aconsejable diluirlo al 50% (50-60 g·l^-1) para mantener un margen de seguridad y evitar la dichosa precipitación. Por tanto, considerando el mencionado grado de solubilidad de las sales que se van a utilizar y la temperatura, en la mayoría de casos se pueden concentrar hasta 200 veces en verano y hasta 150 veces en invierno (Moreno, 2018).

Por otra parte, para ajustar los caudales de inyección se utiliza un instrumento fundamental en los sistemas de fertirrigación, el caudalímetro o rotámetro (figura 6), que consta de una tubería transparente dispuesta en posición vertical y perfectamente aplomada, de sección troncocónica, que está intercalada en la tubería por la que pasa el fluido cuyo caudal se quiere conocer. Dentro del tubo hay una pieza libre que es empujada hacia arriba al paso del fluido, aumentando el caudal conforme esta pieza sube, hasta que se alcanza un punto de equilibrio en el que se igualan el empuje y el peso de la pieza flotante.

Es importante tener en cuenta que en el momento que se produce dicho equilibrio, lo que mide el caudalímetro es la masa de líquido que fluye, no su volumen. Así, cuando un rotámetro está marcando el valor 300, equivale a 300 kg·h^-1, o 300 l·h^-1 si el líquido que pasa es agua o cuya densidad es 1 kg·l^-1. En caso contrario, se deben realizar las oportunas correcciones.

Fig. 6. Detalle de un caudalímetro en funcionamiento.

La capacidad de inyección de un Venturi está en función de su diseño constructivo, del diferencial de presión entre los dos puntos de conexión hidráulica y de la altura de carga en la aspiración. Un aspecto a tener en cuenta es la disminución del caudal de inyección a medida que se va gastando el contenido de los depósitos, aportando una menor cantidad a los cultivos. Para corregirlo, se debe modificar dicho caudal, dependiendo de la presión de funcionamiento de los Venturis, de la altura de los depósitos, de la celeridad con que se produzca el gasto, etc. A este respecto, puede llevarse a cabo una comprobación, tomando muestras de los goteros. Si los valores son significativamente inferiores a los esperados, será preciso corregir los caudales de inyección (Moreno, 2018).

- Aplicación con venturis e inyección por medición de la CE

Estos equipos de fertirrigación suponen mayores prestaciones, principalmente la automatización de la inyección de los fertilizantes. En este caso, las válvulas manuales son sustituidas por electroválvulas, que reciben las señales de apertura y cierre para alcanzar el valor de CE que ha sido programado en el ordenador del equipo (figura 7). Estos valores son medidos por una sonda instalada en el sistema.

Fig. 7. Sistema de inyección automática

La mayoría de este tipo de instalaciones de fertirriego pueden automatizar, tanto el control de la CE como del pH. Sin embargo, hay quienes piensan que no siempre es aconsejable controlar el pH, ya que dichos equipos trabajan mejor cuando solamente tienen que controlar la CE. De este modo, se recomienda la utilización de los ácidos en los depósitos, manejados como fertilizantes, no activando la función de control del pH (figura 8), lo que supone una mayor comodidad y un mejor funcionamiento del sistema.

Fig. 8. Detalle pantalla del ordenador del sistema. Está activado el control de la CE, pero no del pH.

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En este sentido, si se analiza una muestra de agua de riego recogida de un gotero y su composición iónica coincide, de manera aproximada, con lo que se tenía previsto aportar, no sería necesario regular el pH, ya que éste también será el adecuado debido a la aportación de los ácidos presentes en la solución preparada. En el ajuste se dejan en torno a 0,5 mmol·l^-1 de bicarbonatos sin neutralizar, lo que corresponde a un valor de pH alrededor de 6, valor considerado como suficiente para asegurar la ausencia de precipitados de carbonato cálcico en la instalación de riego.

El caso ideal sería una inyección de forma continua del caudal necesario para conseguir el valor de CE programado. Esto se puede realizar con una válvula motorizada que va modificando el caudal de inyección a medida que recibe la lectura de la sonda de conductividad, consiguiendo una mezcla constante y homogénea y, por tanto, unos valores estables. Sin embargo, esta opción resulta cara, por lo que se está extendiendo la alternativa de instalar electroválvulas de “apertura-cierre” en los equipos de fertirriego.

Si la sonda de conductividad está situada cerca de los puntos de inyección tomará lecturas poco fiables porque la mezcla no se habrá homogeneizado debidamente. En caso contrario, si la sonda está lejos de los puntos de inyección para que tome lecturas cuando la mezcla está bien homogeneizada, la respuesta del equipo será lenta y controlada. La comprobación de que el ajuste está bien realizado es sencilla, basta con prestar atención cuando el equipo está funcionando, entonces se deben escuchar los sonidos de apertura y cierre de las electroválvulas de inyección con la misma cadencia el uno del otro, respectivamente (Moreno, 2018).

- Aplicación con venturis e inyección por medición de la CE y del pH

El fundamento es el mismo que en el caso anterior, la única variación para poder controlar automáticamente el pH es colocar el ácido nítrico en un depósito independiente con un Venturi de inyección y una electroválvula de regulación. Igual que ocurre con la CE, una sonda instalada en el sistema, transmite al controlador del equipo de fertirriego las lecturas de pH, las cuales son comparadas con el pH programado, enviando señales de apertura-cierre a la electroválvula de inyección del ácido para ajustar el valor de pH deseado.

La necesidad de ajustar adecuadamente la inyección de los Venturis para la aplicación de los fertilizantes adquiere mayor importancia en el caso del empleo de ácidos. Además, cuando se programan en el equipo valores de pH considerados ideales, es decir, los comprendidos dentro del intervalo 5,5-6,0, hay que tener en cuenta el nitrato aportado por el ácido nítrico cuando se tome muestra y se analice el contenido de un gotero.

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