MARÍN PONS & ASOCIADOS, S.R.L.

INSTALACIÓN DE RIEGO LOCALIZADO EN INVERNADEROS

Riego por Goteo y Fertirrigación

Miriam C. Marín

30 de abril de 2013

El aporte adecuado de agua y fertilizantes es uno de los puntos básicos para mejorar la producción y la calidad de los cultivos en los invernaderos. Las Técnicas actuales de Fertirrigación que se detallan en este documento contribuyen a optimizar la Productividad y la Excelencia de Productos Agrícola Hortícola Intensiva

Página 2 de 19

CONTENIDO INSTALACIÓN DE RIEGO LOCALIZADO EN INVERNADEROS ....................................................................... 3

1-Fertirrigación de invernaderos ............................................................................................................. 3

1.1-Fuentes y calidad del agua de riego ............................................................................................... 3

2-Sistema de Riego ................................................................................................................................. 4

2.1-Embalse o depósito de regulación ................................................................................................. 4

2.2 Cabezal Del Sistema De Riego ........................................................................................................ 4

2.2.1.- Bomba de impulsión ............................................................................................................. 5

2.2.2 Equipo de filtración ................................................................................................................ 5

2.2.3. Equipo de fertirrigación ............................................................................................................. 7

2.2.4-Red de riego ......................................................................................................................... 10

2.2.5-Materiales utilizados: tuberías, piezas, accesorios, emisores goteros, difusores y micro

aspersores .................................................................................................................................... 12

2.3-Montaje Cabezal de Fertirrigación............................................................................................... 13

3-Elementos de control y medida...................................................................................................... 15

3.1. Contadores de agua ................................................................................................................... 15

3.2. Manómetros .............................................................................................................................. 16

3.3. Reguladores de presión .............................................................................................................. 16

3.4. Válvulas hidráulicas .................................................................................................................... 16

3.5. Electroválvulas ........................................................................................................................... 16

3.6. Ventosas .................................................................................................................................... 16

3.7. Elementos de automatización. Programadores de riego ............................................................. 17

4-. Sustrato ....................................................................................................................................... 17

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................... 19

Página 3 de 19

INSTALACIÓN DE RIEGO LOCALIZADO EN INVERNADEROS

1-FERTIRRIGACIÓN DE INVERNADEROS

1.1-FUENTES Y CALIDAD DEL AGUA DE RIEGO

El consumo de agua en un invernadero se estima, aproximadamente, en 1 m3/m2 por año. Esta cifra incluye el agua requerida por la planta para cubrir sus necesidades fisiológicas y un porcentaje adicional de agua en exceso (20- 30%) para el lavado de sales del suelo o sustrato, que puede ser recogida y reutilizada en riegos, en ocasiones la única disponible. El agua de ríos y lagos está muy oxigenada. Su calidad puede variar según la época del año, por llevar menos caudal, y las sales están más concentradas. Con frecuencia, cerca de poblados su calidad es mala debido a su contaminación por vertidos incontrolados de diversa procedencia. La composición del agua de pozos varía según la zona. El agua de lluvia es la mejor de todas, por lo que en áreas con pluviosidad importante se recomienda transportarla, por medio de tuberías y canalones, desde el techo del invernadero hasta un depósito donde se almacena para su posterior utilización. Finalmente, el agua procedente de la red pública de suministro de agua no es muy utilizada, pues, aparte de contener cloro, su coste es elevado. Los parámetros fundamentales de calidad del agua de riego son: su acidez o alcalinidad (valorada por su pH), el contenido total de sales (medido por la conductividad eléctrica CE), el contenido en sodio y cloruros, la presencia de metales pesados y la concentración de microorganismos. Debe mantenerse un control más riguroso del agua cuanto peor sea su calidad.

Si el valor de CE es elevado, el agua puede salinizar el suelo o sustrato y perjudicar la producción, dependiendo de la tolerancia a la salinidad del cultivo regado. Un valor de CE superior a 2 mS/cm (1 mS/cm equivale a 700-800 mg/I de sales, dependiendo de las características de cada sal) indica que la calidad del agua no es aceptable para el cultivo hidropónico (cultivo en un sustrato inerte) por lo se deberá mejorar su calidad. EI cuadro I sirve de orientación de la calidad del agua según su salinidad y porcentaje de sodio.

CALIDAD DEL AGUA SEGÚN SALINIDAD Y PORCENTAJE DE SODIO

CLASE DE AGUA CE (mg/l) SODIO (% Total Cationes) Excelente Hasta 160 Hasta 20 Buena 160-480 20-40 Mediana 480-1280 40-60 Mala 1280-1920 60-90 No Indicada Más de 1920 Más de 90 Fuente: Moya Talens (1994)

La permeabilidad del suelo o sustrato influye notablemente en la definición de la calidad del agua, por lo que es necesario considerar el suelo para conocer el riesgo de salinidad y de sodio que corresponde a cada agua de riego.

Además, se recomienda considerar el análisis del suelo y prever la interacción con el agua de riego que, en definitiva, determinará la nutrición de la planta.

Un sistema utilizado para mejorar la calidad del agua es el de desalinización. Entre los diferentes tratamientos de desalinización existentes (intercambio iónico, destilación o electrólisis) la ósmosis inversa es el más utilizado en invernaderos. En un proceso de ósmosis

Página 4 de 19

dos soluciones de diferente concentración están separadas por una membrana semipermeable, que permite el paso de agua pero no de sales. El agua, en estas condiciones, atraviesa la membrana hasta igualar la concentración de ambos lados. En la ósmosis inversa, se aplican altas presiones en el lado de mayor concentración de sales, obligando al agua a fluir al otro lado; de esta forma, el agua queda sin sales y se vuelve a mezclar, en determinada proporción, con el agua original para recuperar parte de las sales perdidas y para evitar problemas microbiológicos. Este procedimiento es caro, pero muy efectivo, y se está extendiendo en zonas con agua de mala calidad.

2-SISTEMA DE RIEGO El agua de las instalaciones de riego en invernadero suele provenir de balsas, depósitos de almacenamiento y regulación o directamente de pozos, pasa primero a la cabeza del sistema de riego, compuesta, generalmente, por un equipo de bombeo, un equipo de filtración y un equipo de fertirrigación, y desde aquí es transportada por una red de tuberías de PVC y PE hasta las mesas de cultivo. COMPONENTES DE UNA INSTALACIÓN Los componentes principales de una instalación de fertirrigación son los siguientes:

Embalse o depósito de regulación (en caso de ser necesario). Cabezal de riego. Red de riego. Goteros. Elementos de control.

2.1-EMBALSE O DEPÓSITO DE REGULACIÓN

Nos permite regular y garantizar el suministro de agua a la explotación, así como poder guardar el agua cuando se produce el riego a turnos.

2.2 CABEZAL DEL SISTEMA DE RIEGO

Página 5 de 19

En la cabeza del sistema de riego se colocan un conjunto de elementos con la función de medir el agua, aplicar y dosificar fertilizantes, filtrar el agua, regular presiones y de ejecutar los programas de riego previstos. Todo ello se encuentra regulado por un programador de riego, que permite controlar el funcionamiento de cada elemento. Normalmente, la presión del cabezal del sistema de riego en un invernadero oscila entre 1-2 kgf/cm2, y es proporcionada por un equipo de bombeo. Un cabezal no tendrá siempre los mismos componentes, esto dependerá de las necesidades concretas de la instalación.

2.2.1.- BOMBA DE IMPULSIÓN

Es la encargada de dar presión suficiente a toda la instalación para que el agua llegue a los emisores. Las bombas pueden ser de diferentes tipos. Lo habitual es que se utilicen bombas centrífugas, que pueden estar accionadas por motores eléctricos (lo más habitual hoy día si se dispone de electricidad en la instalación) o bien motores de combustión (gasolina o diesel) cuando no se dispone de electricidad. También existen bombas portátiles que pueden accionarse con la toma de fuerza del tractor. Es muy conveniente instalar dos bombas en paralelo, de forma que se asegure el suministro de riego si una se estropea.

2.2.2 EQUIPO DE FILTRACIÓN

Generalmente, el agua de riego presenta impurezas que hay que tratar para que no se produzcan problemas en la instalación. El equipo de filtración debe de proporcionar un filtrado eficaz del agua, que prevenga los efectos perjudiciales de las partículas sólidas en suspensión, las orgánicas o los minerales contenidas en ella, que de no ser eliminadas obstruirían los orificios de desagüe de los emisores y la sección de las tuberías, pudiendo dañarse también otros dispositivos de la instalación con elementos móviles. Existen diferentes tipos de filtros, según el problema que se quiera tratar:

hidrociclones, filtros de arena, y coladores de malla o anillas.

Los hidrociclones son dispositivos utilizados cuando el agua transporta un alto contenido de partículas más densas que ella (arenilla, limos...). Se instalan a la entrada de la cabeza del sistema de riego y tienen la ventaja de producir unas pérdidas de cargas constantes e independientes de la concentración de impurezas en el agua. No es un filtro propiamente dicho, sino un separador de arena. Se utiliza para separar partículas de mayor densidad que el agua, fundamentalmente cuando tenemos agua de pozo que no sale limpia. Se instala antes de las bombas de impulsión, para protegerlas de la arena, que las estropea rápidamente. Actualmente es poco frecuente su instalación en donde el agua suele pasar previamente por un embalse en el que se decanta la arena, o bien cuando se ha

Página 6 de 19

filtrado previamente en los equipos de bombeo sumergidos, para evitar problemas en los mismos. En cualquier caso, siempre que el agua presente arena habrá que instalarlos.

Los filtros de arena son un elemento básico en un cabezal de riego. Se utilizan para

eliminar impurezas de tipo orgánico, tales como algas, además de pequeñas partículas

minerales.

Son unos tanques metálicos o de poliéster, en cuyo interior se coloca una gruesa capa de arena que es atravesada por el agua, quedando retenidas la arena, algas y otras materias en suspensión. La pérdida de carga aumenta con la materia retenida en la arena, por lo que ésta debe lavarse con cierta frecuencia. Se conectan siempre, al menos, dos filtros, de forma que pueda realizarse la limpieza

de uno con el agua filtrada previamente con el otro, lo que se conoce como limpieza

por retrolavado o inversión del flujo.

Actualmente, los filtros de arena se utilizan cada vez menos, y se sustituyen por filtros

de anillas autolimpiantes. Esto se plantea habitualmente como una solución más

económica para la realización del cabezal de riego. Con aguas que no tengan mucha

materia orgánica puede servir, si bien el consumo de agua es mucho más elevado,

debido a la frecuencia de las limpiezas por retrolavado, y puede pasar materia

orgánica a la instalación, lo que a medio plazo puede provocar problemas en las

instalaciones. La solución más eficaz y recomendable para el mantenimiento de las

instalaciones a largo plazo es la colocación de baterías de filtros de arena.

Los coladores de anillas (filtros de anilla) En estos filtros, el elemento filtrante es un conjunto de discos ranurados, que se comprimen formando un cartucho, quedando pequeños agujeritos correspondientes a las ranuras entre disco y disco. El cartucho se monta sobre una carcasa que suele ser de plástico. El efecto de filtrado es intermedio entre los filtros de malla y los de arena, y se han popularizado mucho en los últimos años, por su facilidad para la automatización de la limpieza mediante la aplicación de chorros de agua a presión. Los filtros de anilla dejan pasar el agua y retienen las partículas cuyo tamaño sea mayor al del paso de la ranura.

Los Coladores de Malla (Filtros de malla). Estos filtros Realizan una retención de partículas superficial, por lo que se colmatan muy rápidamente. Por este motivo, se utilizan para filtrar partículas inorgánicas de aguas no muy sucias. Suelen instalarse en un cabezal de riego después de la inyección de fertilizantes.

Los coladores de malla consisten en un cuerpo cilíndrico, de plástico o metálico, en cuyo interior hay un cilindro o cartucho de malla de plástico o acero inoxidable por donde pasa el agua.

Estos dos últimos sistemas de filtrado (de Anillas y de Malla) son adecuados para retener las partículas minerales y se colocan aguas abajo del punto de inyección de

Página 7 de 19

fertilizantes. Se caracterizan por el número de mesh, que para un filtro de malla se define como el número de orificios por pulgada. En un filtro de anillas, el número de mesh se establece por comparación con un filtro de malla análogo. Los más utilizados están entre 50 y 200 mesh.

No funcionan bien cuando hay algas o materia orgánica, ya que se obstruyen muy rápidamente.

EQUIVALENCIA APROXIMADA DE FILTRADO ENTRE MESH Y MICRAS

Grado filtrado en mesh

Grado filtrado en micras

MENOR FILTRADO MAYOR FILTRADO

75 200

120 130

150 100

200 75

NECESIDADES DE FILTRADO SEGÚN CONDICIONES DEL AGUA

Tipo Filtro Arena Algas Partículas inorgánicas

Partículas orgánicas

Hidrociclón +++ — + —

Arena — +++ ++ ++

Malla — + ++ ++

Anillas — ++ ++ ++

2.2.3. EQUIPO DE FERTIRRIGACIÓN

La fertirrigación es una de las operaciones más importantes que se realizan en un cabezal de riego. Una vez que el agua es filtrada y acondicionada, se inyectan en la red de riego los distintos fertilizantes y tratamientos para las plantas. Esto se hace mediante el equipo de fertirrigación. Básicamente, un equipo de fertirrigación consta de unos tanques o depósitos, donde se realizan las soluciones nutritivas, así como unos equipos de inyección de fertilizantes a la red de riego.

Tanques de fertilización. Agitadores. Equipo de inyección de fertilizantes. Programador.

Tanques de fertilización Los tanques de fertilización son depósitos, generalmente de plástico o de poliéster reforzado, en los que se introduce la solución fertilizante. Según el tipo de instalación, pueden tenerse entre un único deposito de fertilización o hasta siete depósitos. Existen diversos tipos de fertilizantes que se utilizan para la nutrición de las plantas y, muchos de ellos, no se pueden mezclar al mismo tiempo en un tanque, por lo que se deben aplicar en tanques separados (en el caso de tener varios depósitos) o en un único

Página 8 de 19

depósito (en este caso hay que realizar las aportaciones de los fertilizantes en días separados para que no se mezclen). Con un único depósito se complican las labores de fertilización y, sobre todo, la automatización del sistema, que no puede ser completa, necesitándose una importante intervención manual. Lo más habitual es que se disponga de tres o seis tanques de fertilización. Los nutrientes (nitrógeno. potasio, fósforo.etc.) se almacenan en depósitos metálicos o de plástico reforzado con fibra de vidrio, donde están relativamente concentrados (a niveles de 10-100 kg/m3 para cada sal). Desde estos depósitos los nutrientes se vierten a un tanque de mezcla o se inyectan directamente a la tubería de suministro. La presencia de un tanque mezclador hace más homogénea la distribución y evita problemas de precipitación de sales en la tubería, por lo que se utiliza más que la inyección directa. En instalaciones sencillas, la inyección de los nutrientes se realiza desde un solo tanque de fertilización, pero en instalaciones más modernas el número de tanques aumenta, llegando a tener un depósito para cada elemento (con lo que la instalación tendría un total de cinco depósitos). Cuando se dispone de dos depósitos, en uno de ellos se encuentran las disoluciones concentradas de Ca(N03)2, del KN03 y microelementos, y, en el otro, las disoluciones de SO4 K2, SO4Mg y H3P04. El suministro se separa en estos dos depósitos, porque a las concentraciones mencionadas el sulfato y fosfato cálcico precipitan, por lo que estos iones deben mantenerse separados. Además de los depósitos anteriores, se debe instalar un depósito donde se almacenan soluciones ácidas (en general HN03) para corregir el pH de la solución y desobturar goteros cuando sea requerido. Aunque, en muchos casos, la solución de ácido se utiliza para realizar lavados sistemáticos al final de cada fertirrigación. En el agua de riego la concentración de nutrientes es de una magnitud 100 veces inferior a su concentración inicial (100 a 1.000 g/m3 para cada nutriente). La inyección de fertilizantes desde los tanques suele realizarse con venturis o con bombas dosificadoras.

Agitadores Pueden ser por aire, mediante una turbina que inyecta el mismo a través de una tubería al fondo del depósito, o bien mecánicos, con una hélice directamente accionada por un motor eléctrico. Los sistemas mecánicos permiten una mayor agitación, por lo que se utilizan con fertilizantes menos solubles, y son habituales en los tanques de aportaciones especiales como microelementos.

Inyección de fertilizantes La solución de fertilizantes que se prepara en los tanques, se incorpora a la red de riego mediante unos dispositivos de inyección. Existen tres formas de inyectar los fertilizantes: 1º. Venturi Es el sistema de inyección más económico y extendido. Es un pequeño dispositivo de plástico, con un estrechamiento interior, que permite que el fertilizante se inyecte en la red por diferencia de presión. Es un sistema sencillo, con muy poco mantenimiento y apenas se estropea, aunque produce perdidas de presión en la red. La inyección de fertilizante es proporcional al caudal que circula por el venturi. Suelen utilizarse baterías de inyectores venturi en los sistemas de fertilización, colocando uno para cada tanque de fertilizantes.

Página 9 de 19

Un venturi no es más que una porción de la tubería, por donde pasa el agua de riego, con una sección de estrechamiento en donde la velocidad del agua aumenta y, por lo tanto, su presión disminuye. Esta depresión succiona el fluido procedente de los tanques de fertilización con los nutrientes, incorporándolos al agua de riego. EL sistema se puede controlar mediante electroválvulas, de forma que la succión sólo se produzca cuando éstas se encuentren abiertas. Es un sistema barato pero tiene la desventaja que produce muchas pérdidas de carga. Las bombas de inyección son más precisas que el sistema anterior, pero más caras. 2º. Tanque de fertilización Consiste en un depósito cerrado en el que se introduce la solución fertilizante. El depósito se conecta en paralelo a la red de riego, después del sistema de filtrado, y pasa sólo una parte del caudal por el depósito. El caudal que entra y sale del depósito es el mismo. 3º. Bomba de inyección Puede ser de accionamiento eléctrico o hidráulico. Tienen un émbolo o una membrana, con un movimiento de vaivén, inyecta la solución fertilizante en la red de riego. Pueden tomar la solución desde un tanque fertilizante sin presión e inyectarla a una presión superior a la del agua de riego. Existen dos tipos de bombas inyectoras: eléctricas e hidráulicas. Las primeras están accionadas por un pequeño motor eléctrico, mientras que en las segundas, la presión de la propia red de riego proporciona la energía necesaria para su funcionamiento, no precisando un aporte de energía externo.

Programador La inyección de fertilizantes dependerá de los valores de pH y CE que, medidos con sensores adecuados, son registrados en el sistema de control de riego. En cultivo hidropónico, el pH de la solución nutritiva oscila entre 5,5 y 6,5 y la CE entre 2 y 3 mS/cm. Su medida se realiza con sensores de pH y CE colocados a la salida del tanque de mezcla o el punto de inyección de los fertilizantes. En ocasiones se colocan dos sensores de cada tipo para contrastar las medidas. Si sus lecturas son muy distintas, uno u otro no funciona correctamente. Se recomienda limpiar y calibrar regularmente los sensores. Las instalaciones de fertirrigación de cierta entidad poseen un equipo de control automático, que puede ser un autómata programable o un sistema similar específico para fertirrigación. A veces, a estos equipos se les denomina controladores. En general, el sistema visualiza los parámetros medidos con los sensores en una pantalla, o bien permite su conexión y visualización en una pantalla de ordenador. El equipo de control recibe información de las medidas de pH, CE, radiación solar, nivel de agua en determinados puntos de la instalación, hechas por los sensores y, en función de la información recibida y de su programación inicial, decide la fertilización a aplicar, la proporción de nutrientes que se añade al agua de riego y el tiempo de aplicación del riego. El sistema debe controlar los nutrientes aportados al riego. En general, el agua de riego se aporta con unos valores de pH y CE fijos y una proporción de nutrientes también fija para cada sector de riego y período del cultivo. El equipo de control recibe las medidas de pH y CE en tiempo real. En función de la medida de CE, el sistema incrementa o reduce la cantidad de nutrientes que, en proporciones fijas, se añaden al tanque de mezcla, para aumentar o disminuir la conductividad. Para corregir el pH se añade solución ácida o solución básica, dependiendo de si la medida realizada indica solución básica o ácida. El riego puede programarse en función de distintos factores. EL método más sencillo es programar un tiempo de aplicación de riego fijo para cada cultivo y época del año, basados en la experiencia del productor. Si se desea ajustar más el agua suministrada a las necesidades del cultivo, se puede relacionar el número de riegos con la radiación solar acumulada, con el nivel de agua en las mesas de cultivo, 0 en otros puntos determinados, con el peso de una planta representativa del cultivo o con la medida del agua de drenaje. De esta forma, se aplica un

Página 10 de 19

volumen de agua fijo en cada riego (función del agua que es capaz de retener el suelo o del agua que admite el sustrato de cultivo), pero la frecuencia entre riegos dependerá de alguno de los factores mencionados. En invernaderos donde se utilizan sistemas con recirculación del agua, otro aspecto importante es la desinfección del agua de riego, pues de otro modo ésta se convertiría en un flujo de transmisión de enfermedades. Los dos sistemas de desinfección más utilizados son el tratamiento térmico y la radiación ultravioleta. En el tratamiento térmico, el agua es sometida a una temperatura de 95 °C durante al menos 30 segundos. Su fiabilidad es buena, pero el coste es elevado. EL equipo requiere un primer intercambiador de calor para calentar hasta 95 °C y, a continuación, un segundo intercambiador para enfriarla hasta 25-27°C. Además, se deben añadir compuestos químicos antes y después del tratamiento para, sucesivamente, reducir y aumentar el pH, con el fin de evitar la precipitación de sales de hierro. Los tratamientos por radiación ultravioleta son un método de menor coste. Sus desventajas son que la instalación debe de ser limpiada con frecuencia y que el agua debe colarse para permitir la acción de la radiación. Este método es menos seguro que el tratamiento térmico. En climas fríos, en las instalaciones de riego en invernadero es habitual que el agua de riego se caliente en una pequeña caldera hasta una temperatura cercana a 25 °C con el fin de evitar los problemas que el agua fría puede provocar en las raíces.

2.2.4-RED DE RIEGO

La red de riego está formada por un sistema de tuberías que llevan el agua desde el cabezal de riego, una vez que esta ha sido debidamente filtrada y se han agregado los fertilizantes, hasta los emisores que se encuentran junto al cultivo. Normalmente hay una red principal de riego, formada por tuberías principales y secundarias, que lleva el agua hasta el principio de cada parcela, donde comienza lo que se denomina unidades o subunidades de riego. Al principio de cada subunidad de riego hay una arqueta que suele tener un regulador de presión, una llave de cierre y, en algunas ocasiones, un contador de agua desde el que parte una tubería (terciaria), y, a partir de ésta, los ramales laterales de riego, también llamados tuberías portaemisores o portagoteros, que son las que llevan los goteros La red principal de tuberías suele realizarse con materiales plásticos, generalmente PVC (policloruro de vinilo) o en PE (polietileno). Partiendo del cabezal de riego, la red se divide: • Tuberías principales y secundarias son las encargadas de transportar el agua hasta las unidades de riego. Se instalan normalmente en PVC o en PE, aunque es más frecuente el PVC, ya que para diámetros grandes es más económico. La red principal, normalmente se instala en zanjas enterradas. Las tuberías principales, de diámetros comprendidos entre 63 y 125 mm, suelen ser de PVC si van enterradas o de PE sin van al descubierto. • Tuberías terciarias son las que distribuyen el agua en la unidad de riego y a las que se conectan los ramales portaemisores. Pueden instalarse en PVC y en PE, normalmente es conveniente hacerlo en PE, lo que da mayor flexibilidad a la red y no es necesario enterrarlas, resultando más económico. Las tuberías portarrarnales o terciariarias son de PE de baja densidad con diámetros comprendidos entre 32 y 63 mm

Página 11 de 19

• Ramales portaemisores o portagoteros son las tuberías que distribuyen los puntos de goteo en la superficie de riego. Son siempre de PE. Los ramales portagoteros se disponen a lo largo de las líneas de cultivo y son de PE de baja densidad, con diámetros de 12 ó 16 mm y una longitud normalmente inferior a 30 m, con goteros insertados, aproximadamente, cada 0,5m (se suele colocar un gotero por planta). La separación entre ramales portagoteros depende de la disposición del cultivo. Los goteros son los emisores de riego de reducido caudal (2 ó 3 I/h) más utilizados en invernaderos. El agua pasa a través de secciones de paso pequeñas y tortuosas, por lo general con forma de laberinto, donde se disipa toda la presión de la tubería. De esta manera, la velocidad del agua cuando sale por el orificio de desagüe es muy pequeña y el agua queda dentro de un entorno localizado cerca del punto de emisión. Las sustancias que el agua lleva disueltas (arena, limo, arcilla, precipitados químicos, algas, bacterias, restos orgánicos...) quedan fácilmente retenidas en las secciones de paso pequeñas, favoreciendo la obturación parcial o total del gotero. La uniformidad en la distribución del agua de riego disminuirá y, por tanto, también disminuirá el rendimiento del cultivo regado. El problema de la obturación es importante y está condicionado por la calidad del agua de riego. Este problema debe tratar de aminorase con un buen equipo de filtración, llevando a cabo regularmente tratamientos con productos químicos (por ejemplo, ácido nítrico) y limpieza del equipo de filtrado. Por otra parte, dentro de la gama de modelos comerciales de gotero conviene elegir aquellos que tengan un orificio de desagüe de mayor diámetro. Dado que la longitud de los ramales de goteo en invernadero, por lo general, es inferior a 30m, la variación de la presión entre los goteros situados en cabeza y los situados en cola será pequeña (supuesto que la pérdida de carga localizada en el punto de inserción del gotero elegido es pequeña). Por lo tanto, la variación de caudal a lo largo del ramal debida a la variación de presión será poco importante. Sin embargo, se debe de tener en cuenta la variación del caudal debida al proceso de fabricación de los goteros, no todos los goteros son exactamente iguales, por lo que su caudal trabajando a la misma presión tampoco lo será. Esta variación del proceso de manufactura del gotero queda reflejada por un coeficiente de variación de manufactura que proporciona el fabricante del gotero. Habrá que elegir goteros con coeficientes de manufactura inferiores a 0,1 si se quiere lograr una buena uniformidad del riego. Los goteros con coeficientes de uniformidad más bajos suelen ser más caros. Los goteros tipo botón que va pinchado a la tubería son muy utilizados en el riego de viveros, semilleros e invernaderos. Pueden tener uno o más puntos de desagüe, lo que permite el riego simultáneo de macetas adyacentes. Los microaspersores son también utilizados para la distribución del agua de riego. La humedad relativa ambiente es más elevada que cuando se usan goteros, por lo que resulta beneficioso para ciertos cultivos. Existe un sistema denominado tren de riego, en el que los aspersores se colocan, a cierta altura, sobre un soporte metálico que es desplazado sobre cada sector del invernadero en cada riego. El sistema dispone de una tubería enrollada de determinada longitud que le permite desplegarse a lo largo del sector. La ventaja que tiene es que el invernadero no queda cubierto con tuberías. Cuando se acaba el riego, el sistema se coloca en un lateral del invernadero facilitando, de esta manera, el acceso a las macetas para cualquier otro tipo de labores. Existen otras alternativas de aplicación de agua del riego en invernaderos que no utilizan emisores. Una de ellas es el sistema denominado subirrigación, empleado en el cultivo de

Página 12 de 19

macetas en mesas. La mesa se cubre con una altura de agua de unos centímetros y las plantas de la maceta o de las bandejas toman el agua que necesitan por capilaridad. Cuando el agua desciende hasta un cierto nivel, un contacto eléctrico emite una señal con la que comenzará un nuevo riego. Este sistema exige una buena nivelación de la instalación.

2.2.5-MATERIALES UTILIZADOS: TUBERÍAS, PIEZAS, ACCESORIOS, EMISORES GOTEROS, DIFUSORES Y

MICRO ASPERSORES

Tuberías de polietileno (PE) Las tuberías terciarias y porta goteros se realizan normalmente en PE de baja densidad, por cuestiones de precio; fundamentalmente no hace falta enterrarlas, teniendo un buen comportamiento frente al envejecimiento por el sol. Es más flexible, económico y fácil trabajar con el polietileno que con el PVC. Además de estas ventajas, son de fácil instalación y muy resistentes a los ácidos y fertilizantes utilizados en el riego. Para tuberías de distribución de agua, como la red principal, además del PVC puede utilizarse también PE de alta densidad, siendo más rígido que el polietileno de baja densidad, con mayor resistencia al rayado y a las presiones elevadas, aunque resulta más quebradizo y menos flexible.

Tuberías de PVC Los tubos de PVC que se encuentran en el mercado se fabrican por extrusión y presentan una gran inercia química contra ácidos, bases minerales, líquidos alimenticios y gran número de cuerpos orgánicos. Sin embargo, es atacado por disolventes clorados y aromáticos, lo que permite la unión por encolado en frío. Las tuberías de PVC son muy sensibles a los rayos ultravioleta del sol, que las estropean rápidamente. Por este motivo, se deben enterrar las tuberías o pintarlas cuando están expuestas directamente al sol.

Accesorios y piezas especiales Los accesorios y piezas especiales son los elementos de unión entre tramos de tubería. Se fabrican normalmente en PE y en PVC. En el caso de los de PE, todos los accesorios y piezas especiales se unen a las tuberías introduciéndolas a presión en las mismas. Los extremos de las piezas están diseñados con bordes dentados para asegurar la estanqueidad de la unión y la sujeción en el tubo. La unión de tramos de tubería de PE, también puede realizarse por termosoldado, frecuente para tuberías de gran sección y PE de alta densidad. En el caso de los accesorios de PVC, la unión se realiza por encolado, mediante adhesivos disolventes o bien mediante termosoldado.

Emisores Son los encargados de controlar la salida del agua desde las tuberías al suelo. Son los elementos más importantes y delicados de una instalación de riego localizado. Por sus características se diferencian dos tipos de emisores:

Emisores de riego por goteo (hasta 16 l/h). Emisores de riego por micro aspersión (más de 16 l/h).

Emisores de riego por goteo. Goteros Existen en el mercado diferentes tipos de goteros. Los hay que son muy sensibles a la variación de presión, de forma que pequeñas variaciones de presión hacen que varíe mucho el caudal. Igualmente existen goteros que, ante variaciones importantes de presión, no varía prácticamente el caudal. A estos goteros se les denomina goteros autocompensantes. Se clasifican como goteros a los emisores que tienen un caudal entre 0 y 16 l/h. Lo más habitual es que se utilicen goteros con un caudal bajo, hasta 2 l/h. para cultivos de hortalizas, y goteros de mayor caudal, entre 4 y 8 l/h. para frutales.

Página 13 de 19

Un buen emisor debe cumplir los siguientes requisitos: Ser poco sensibles a las variaciones de presión. Ser muy uniformes (que todos los goteros sean iguales). Que no se obstruyan fácilmente.

El ser poco sensible a las variaciones de presión y muy uniformes, implica tamaños de salida de agua pequeños, y esto dificulta que se puedan realizar goteros que no se obstruyan fácilmente. Normalmente, los goteros están diseñados para trabajar a partir de 1 kg/cm2 de presión. Los goteros tienen una presión de trabajo para la cual emiten un caudal determinado. A esta presión le denominamos presión nominal, que es la presión a la que debe funcionar la red de riego. En las instalaciones de riego localizado, la presión varía de unas zonas a otras, por lo que la elección de un tipo u otro de gotero será muy importante. Ventajas e inconvenientes de los goteros autocompensantes Mejoran mucho la uniformidad del riego y facilitan su establecimiento en parcelas con pendiente. Entre los principales inconvenientes destaca que los goteros autocompensantes suelen tener tamaños de paso menores, se obstruyen con más facilidad, y son más caros que otros tipos de goteros.

Difusores y microaspersores El difusor es un dispositivo destinado a distribuir el agua sobre una superficie con un diámetro máximo efectivo de alcance de agua de 6 m, cuando una de sus partes está dotada de movimiento de rotación y, sin limitación, cuando ninguno de sus componentes es giratorio. Cuando un difusor tiene elementos giratorios, también se denomina microaspersor. Los microaspersores poseen un reflector giratorio, denominado rotor o bailarina, en vez de un reflector estático. Sus características son:

Mayor diámetro de cobertura. Menor tasa de precipitación Mayor tamaño de gota Mejor distribución del agua, sobre todo en la uniformidad de distribución. Por cada modelo de microaspersor existen varios tipos de rotores (bailarinas). Los difusores y microaspersores pueden instalarse directamente sobre la tubería, o

montados sobre una varilla con un microtubo. La presión nominal de funcionamiento de los difusores y microaspersores es de 2kg/cm2. Los difusores y microaspersores tienen diferentes usos. Por ejemplo, en suelos muy arenosos, para conseguir mojar una superficie suficiente de suelo, habría que colocar un excesivo número de goteros; para evitar este problema, se utiliza la Microaspersión. Cuando tiene un tamaño de gota muy pequeño, se utilizan en invernaderos, para aumentar la humedad relativa y para bajar las temperaturas (Nebulizadores).

2.3-MONTAJE CABEZAL DE FERTIRRIGACIÓN.

El montaje de las bombas, filtros, y sistema de fertirrigación, depende de las características de los equipos a montar, para ello es requisito indispensable contar con los manuales de cada

Página 14 de 19

equipo y las dimensiones que proporciona el fabricante, es recomendable realizar un esquema en planta y elevación del montaje de los equipos antes de comenzar la construcción de la caseta, con el fin de determinar si las medidas de esta son apropiadas para dichos equipos. Con estos esquemas se debe realizar un plano de montaje, se dibuja una planta de la caseta y se determina la ubicación más conveniente, que facilite la operación de todos los equipos y circulación entre estos. Este plano debe contener los aspectos siguientes:

a. Ubicación de las bases, dimensiones y sus características en general.

b. Ubicación acotada de los equipos y agregados que componen el cabezal.

c. Trazado de las tuberías y equipos tanto en elevación como en planta.

d. Ubicación y acotado de las zanjas de drenaje y conductos.

e. Ubicación acotada de fijaciones e insertos necesarios para la fijación de equipos,

accesorios y conductos.

f. Detalles acotados del montaje de elementos como son válvulas, bombas etc.

g. Listado de los materiales necesarios para el montaje.

Debe tenerse en cuenta en el plano de montaje las facilidades para el mantenimiento y sustitución de los distintos componentes que componen el cabezal. Ejemplos de esquemas de montaje de cabezal de fertirrigación

Página 15 de 19

3-ELEMENTOS DE CONTROL Y MEDIDA

3.1. CONTADORES DE AGUA

Son los equipos destinados a medir la cantidad de agua consumida. Deben ser capaces de medir el caudal instantáneo y también la cantidad de agua total acumulada. Hoy día es un elemento imprescindible en una instalación de riego, ya que nos permite tener un control de los volúmenes de agua aportados, así como detectar fugas de agua en la instalación. Existen diversos tipos de contadores, aunque los mas utilizados son los denominados de tipo Waltman. Se debe de colocar un contador como mínimo al inicio de la instalación, y es recomendable colocar uno en cada sector de riego. Hay un tipo de contador muy sencillo, que es el denominado rotámetro (también llamado flotámetro). Un rotámetro sólo mide el caudal instantáneo, no el acumulado, por lo que no

Agua Subterránea

Página 16 de 19

sustituye a un contador de otro tipo al inicio de un sector de riego, pero es un elemento muy útil en un cabezal de riego, sobre todo para comprobar que se está realizando adecuadamente la inyección de los fertilizantes en los modernos equipos de fertirrigación. Los rotámetros hay que instalarlos en posición completamente vertical para que funcionen adecuadamente.

3.2. MANÓMETROS

Los manómetros son los elementos encargados de medir la presión del agua en la red de riego. Son elementos extremadamente útiles para el control de la instalación. Nos permiten ver si la red esta trabajando a la presión adecuada, si existe alguna rotura, o por el contrario alguna sobrepresión peligrosa y, colocándolos adecuadamente, nos permiten ver si los equipos de filtrado necesitan ser limpiados. Para ello, deben instalarse manómetros a la entrada y a la salida de cada equipo de filtrado, procurando no instalarlos cerca de codos o piezas especiales, sino en un tramo recto de tubería y, la diferencia de presión entre la entrada y la salida del filtro, nos indicará si es necesaria la limpieza.

3.3. REGULADORES DE PRESIÓN

Son equipos que se utilizan para mantener constante la presión en una parte de la instalación de riego. Normalmente la función que realizan es la de disminuir la presión. Esto nos sirve para dos cosas: • Evitar que la presión sea excesiva en algunas zonas y, por tanto, que no se estropee la instalación. • Mejorar la uniformidad de aplicación del riego, instalándose al principio de cada subunidad de riego, y favoreciendo que todos los emisores trabajen en un rango cercano a su presión nominal. Existen modelos fijos, que regulan la presión a una predeterminada en fabrica, y no podemos modificarla, y otros modelos que llevan una pequeña llave o tornillo que permiten ajustar la presión de salida.

3.4. VÁLVULAS HIDRÁULICAS

Las válvulas son mecanismos que abren o cierran el paso de agua en respuesta a una orden hidráulica. Se utilizan para abrir y cerrar el paso de agua en las distintas zonas de la instalación de riego.

3.5. ELECTROVÁLVULAS

Cuando una válvula hidráulica se comanda mediante un sistema eléctrico se convierte en una electroválvula. Esto permite simplificar mucho la automatización de la red de riego, automatizando la apertura y cierre de las válvulas de la instalación mediante impulsos eléctricos generados por un programador de riego.

3.6. VENTOSAS

Son elementos que sirven para expulsar el aire que queda atrapado en el interior de las tuberías. De esta forma se protegen las instalaciones, bombas, .... También existen modelos denominados de doble efecto, que permiten la entrada de aíre cuando la red no tiene presión, para facilitar el vaciado de las tuberías después del riego.

Página 17 de 19

3.7. ELEMENTOS DE AUTOMATIZACIÓN. PROGRAMADORES DE RIEGO

Hoy en día lo normal es que la automatización del riego se realice por tiempos, asignando un tiempo de riego a cada sector. Para conseguir esto se recurre al uso de electroválvulas en cada subunidad de riego y a la instalación de un programador que controla toda la instalación. Existen muchos tipos de programadores de riego, desde los más sencillos, que sólo controlan unas pocas electroválvulas y un tanque de fertilizante, hasta los modernos equipos de fertirrigación, capaces de controlar múltiples sectores de riego, así como el arranque y paro de bombas de impulsión de agua, activar de forma automática la limpieza de filtros cuando ésta es necesaria y dosificar los fertilizantes en las proporciones adecuadas, controlando el pH y la conductividad eléctrica del agua. El control del pH se realiza mediante una sonda, que permite regular la inyección de ácido en la solución nutritiva, para mantener unos valores adecuados. El control de la conductividad eléctrica de la solución nutritiva permite, una vez elegido el equilibrio entre nutrientes, regular la cantidad total de los mismos que se aporta mediante el agua de riego. El control del pH y la conductividad eléctrica del agua de riego, es el método más utilizado hoy día para el control del agua y nutrientes en las instalaciones de riego.

4-. SUSTRATO El cultivo en invernaderos puede realizarse en suelo o sin suelo. Desde un punto de vista práctico, los cultivos sin suelo se clasifican en cultivos hidropónicos (cultivo en agua más nutrientes o sobre materiales inertes) y cultivos en sustrato (cultivo sobre materiales químicamente activos). La primera etapa de la aplicación de un sustrato en el cultivo sin suelo es la caracterización del mismo, con objeto de conocer sus propiedades físicas, físico-químicas, químicas y biológicas. Las propiedades de los materiales que componen el sustrato van a determinar su manejo posterior (contenedor, riego y fertilización). La caracterización física estudia la distribución volumétrica del material sólido, el agua y el aire, así como su variación en función del potencial matricial. Las propiedades químicas caracterizan las transferencias de materia entre el sustrato y la solución de sustrato: reacciones de intercambio de iones, reacciones de disolución e hidrólisis de los constituyentes minerales y reacciones de biodegradación de la materia orgánica. No existe un sustrato ideal para el cultivo sin suelo. EL mejor sustrato de cultivo en cada caso dependerá de numerosos factores: material vegetal (semilla, estaca, planta), especie cultivada, condiciones climáticas, tamaño y forma del contenedor, programas de riego y fertilización, etc. Para obtener buenos resultados durante la germinación, el enraizamiento y el crecimiento de las plantas, se requieren las siguientes características del sustrato: elevada capacidad de retención de agua disponible para la planta, un suministro de aire adecuado, salinidad reducida, pH ligeramente ácido y moderada capacidad tampón y estar libre de sustancias fitotóxicas y de semillas de malas hierbas, nematodos y otros patógenos. Entre los diferentes sustratos utilizados en cultivos hidropónicos los más utilizados son la perlita y la lana de roca. Otros sustratos menos usados son: la fibra de coco, la turba, la arena, la vermiculita y diversos residuos agrícolas o industriales.

Página 18 de 19

La perlita es un silicato de aluminio de procedencia volcánica, expandido a más de 1.000 °C a partir de la roca original, muy utilizada en el área mediterránea. Es un material prácticamente inerte, de pH neutro o ligeramente alcalino (pH = 7-8) fácil de corregir con los primeros riegos. Su salinidad es muy baja. Entre sus principales ventajas destacan: la estabilidad de su estructura, la baja densidad y su buena aireación. Se aplica mezclado con otros sustratos para mejorar su aireación. La humedad se distribuye bien a lo largo de la zona radical si se elige la granulometría adecuada. Con soluciones nutritivas de pH <_5 puede producir fitotoxicidad debido a una excesiva solubilización del aluminio. Tiene el inconveniente de tener poca resistencia a la fricción, por lo que suele degradarse a lo largo del ciclo de cultivo disminuyendo la aireación. Su duración es de 2-3 años. Se usan sacos de perlita con tamaños de partícula de 0-5 mm y volúmenes de sustrato de alrededor de 140 m3/ha. La lana de roca es también un sustrato de silicato de aluminio, obtenido por la fundición de roca basáltica, caliza y carbón de coque a 1.600 °C. EL producto fundido forma fibras a las que se añaden mojantes y estabilizantes en diferentes proporciones. EL producto final se obtiene por prensado. Es un sustrato de pH neutro o alcalino (pH = 7-8,5) de fácil neutralización muy utilizado en Holanda. Posee una baja densidad, una estructura homogénea, una porosidad total elevada, una buena capacidad de retención de agua para la planta y es de fácil desinfección. Sin embargo, tiene gradientes de agua. El agua se acumula en profundidad y en esta zona disminuye el contenido de aire. Esto deberá ser tenido en cuenta en el manejo del riego y en la disposición del sistema para la evacuación del agua sobrante procedente del drenaje. El agua retenida es fácilmente asimilable por la planta, por lo que dicho material no tiene prácticamente agua de reserva en el caso de condiciones hídricas desfavorables y obliga a un manejo adecuado del riego. Se usa, normalmente, en formas de tablas de 60-120 cm de longitud, con 10-30 cm de ancho y 7,5-10 cm de alto, forradas con polietileno blanco opaco, con volúmenes desde 30 hasta 140 m3/ha. Su capacidad de retención de agua depende del espesor y de la forma de la tabla. Su estabilidad mecánica es baja y su duración está limitada a 2-3 años. Pueden aparecer problemas ambientales con la eliminación de los residuos de éste sustrato una vez finalizada su vida útil.

Página 19 de 19

BIBLIOGRAFÍA

– Cultivos hortícolas y ornamentales, Ed. Mundi Prensa, Madrid, Domínguez Vivancos, A. 1993.

– Riego localizado y fertirrigación, Ed. Mundi Prensa, Madrid, Moya Talens, J.A. 1994. – Fertirrigación de invernaderos, L. Rodríguez, J.L. García, R.M. Benavente, C.E.L. Oliveira

y M. Muñoz, Cadahia López, C. 1998. – Manejo Y Mantenimiento De Instalaciones De Riego Localizado, Virgilio Plana

Arnaldos, Consejería de Agricultura y Agua, Centro Integrado de Formación y Experiencias Agrarias de Lorca, Comunidad Autónoma de la Región de Murcia, 2008