Fertilizacion por Riego localizado o Fertirrigacion

Fertilizacion por Riego localizado o Fertirrigacion

Se conoce como fertirrigación, fertigación o nutrigación, la aportación a las plantas de los fertilizantes disueltos en el agua de riego.

Esta técnica se inició, hacia el año 1930, en California (EEUU) y desde allí se extendió por el resto del mundo. En España comenzó hace unos 50 años cuando los agricultores valencianos ponían en las regueras sacos de yute de sulfato amónico para que el agua, al pasar a través de ellos, arrastrara el nitrógeno que el fertilizante contenía. A finales de los sesenta, con la aparición de los abonos líquidos, la fertirrigación se fue extendiendo, despegando, de forma definitiva, con la implantación del riego localizado. En función de los diferentes sistemas podemos distinguir:

  • Riego por aspersión. La fertirrigación se limita al aporte de abonos nitrogenados,  estando muy extendida en los sistemas de riego por aspersión para el maíz.
  • Riego localizado. De forma fácil y cómoda, se aportan todos los nutrientes, principalmente, en cultivos arbóreos en los que este sistema de riego ha ido implantándose de forma muy rápida. Es el que, por su importancia, se va a considerar.

RIEGO LOCALIZADO
En el año 2008 el riego localizado, en España, abarcaba ya más de 1,5 millones de hectáreas. El ahorro de agua, la eficiencia del sistema y la posibilidad de regar con aguas de baja calidad son algunas razones que justifican su expansión. Y además, una fundamental: que permite aplicar, a través del agua, de forma eficiente y con mínimas pérdidas, los nutrientes que la planta precisa. España es el país de la U.E. y del ámbito mediterráneo con mayor superficie fertirrigada.

VENTAJAS QUE APORTA LA FERTIRRIGACIÓN
En riego localizado, las ventajas de la fertirrigación son muy importantes:

  • Mayor eficiencia en el empleo de los fertilizantes, ya que se produce un incremento de las cosechas con menores dosis de abono.
  • Menores pérdidas de nutrientes por lixiviación y, por tanto, hay una mejora medioambiental.
  • Comodidad de aplicación y ahorro de mano de obra, sobre todo si se utilizan abonos líquidos.
  • Mejor y más rápida asimilación de los nutrientes, por mantenerse constante la humedad del bulbo.
  • Ajuste de las dosis de nutrientes a las necesidades de la planta en cada momento de su ciclo vegetativo.
  • Localización de los nutrientes a lo largo de todo el perfil del bulbo explorado por las raíces.
  • Perfecta dosificación de los fertilizantes gracias a los equipos que se utilizan.
  • Posibilidad de utilizar fertilizantes “a la carta”, especialmente diseñados.
  • Actuación inmediata para corregir deficiencias nutricionales.

Para la aplicación correcta de esta técnica el agricultor tiene que tener una adecuada preparación, manejar bien los abonos para evitar obturaciones de los goteros y disponer de una instalación de riego en la que sea uniforme el reparto del agua.

PROCESO DE LA FERTIRRIGACIÓN
Es fundamental decidir en cada momento cual es la solución nutritiva que más se adapta a las necesidades de la planta. Esta solución suele prepararse en el cabezal de riego, dentro de una instalación, que esquemáticamente se presenta en la figura 14.1.


El cabezal de riego consta de distintos elementos.
Por un lado, están los tanques que contienen los fertilizantes, que suelen ser tres y que pueden disponer de un agitador, si se emplean abonos sólidos, para preparar con ellos “soluciones madre”. Por otro, está el equipo de inyección del abono, normalmente bombas eléctricas o hidráulicas. Y a lo largo del circuito se colocan los filtros de arena y de anillas. La instalación puede controlarse de forma automática o manual.

DINÁMICA DE LOS NUTRIENTES
Para manejar bien la fertirrigación es necesario conocer el movimiento de los nutrientes en el bulbo. El nitrógeno como ión nitrato es totalmente móvil y se aplica, generalmente, en forma nítrico- amoniacal, transformándose rápidamente la parte amoniacal en nítrica. Por ello, la aplicación nitrogenada debe hacerse muy fraccionada. El nitrógeno en forma ureica se utiliza menos al ser difícil de controlar su velocidad de transformación, lo que puede ocasionar algún trastorno vegetativo a las plantas. En los cultivos leñosos se suele aplicar el 60% del nitrógeno hasta el cuajado y el 40% restante en el engorde del fruto.

El fósforo, en riego localizado, es 5 a 10 veces más móvil que en el riego tradicional, desplazándose bastante lejos del punto en que se incorpora. La aportación de este nutriente puede hacerse con antelación suficiente al momento de máximas necesidades, que coincide con la floración y el cuajado.

El potasio es menos móvil que el nitrógeno, pero más que el fósforo y su aplicación en los cultivos leñosos debe hacerse también fraccionada en el tiempo, aunque repartida al contrario que el nitrógeno: 40% hasta el cuajado y 60% durante el engorde del fruto.

FERTILIZANTES UTILIZADOS EN FERTIRRIGACIÓN
Cuando se vayan a utilizar fertilizantes en riego localizado hay que tener en cuenta distintos factores, unos relativos al abono y otros referidos a su utilización. Las características básicas que deben reunir los fertilizantes son:

  • Solubilidad total en agua de los abonos sólidos.
  • Pureza, pues si contienen materias inertes podrían producir obturaciones en los goteros.
  • Bajo “índice de sal”, de forma que aumenten lo menos posible la salinidad del agua de riego, que se mide por la Conductividad Eléctrica (CE).

Abonos complejos líquidos para fertirrigacion

Abonos complejos líquidos para fertirrigacion

En este apartado se hace un breve análisis de los abonos complejos líquidos que, por sus características, pueden ser aplicados a los cultivos de manera tradicional. Algunos de ellos son susceptibles de aplicarse también en fertirrigación y se tratarán en el capítulo dedicado a este tema.

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Estos fertilizantes compuestos líquidos son:

  • Suspensiones de abonos NPK
  • Soluciones de abonos NPK

Suspensiones de abonos NPK

Son soluciones sobresaturadas, en las que parte de los nutrientes no están disueltos y se mantienen en suspensión por la acción de arcillas especiales, tipo atapulgita, que evitan la precipitación de las partículas en suspensión, fundamentalmente el potasio.

En su fabricación entran a formar parte materias primas muy diversas. Su aspecto es de líquido espeso pero fluido, bastando una ligera agitación para recuperar sus propiedades físicas iniciales.

Comprenden formulaciones NPK, NP y NK muy variadas, generalmente de alta graduación.

Las características que las definen son:

  • la densidad, 1,4 a 1,5 kg/l;
  • el tamaño de sus partículas,inferior a 2 mm;
  • su viscosidad y;
  • el pH, entre 6 y 6,5.

Las suspensiones se almacenan en tanques de polietileno o poliéster provistos de sistemas de agitación, para evitar la decantación.

Se aplican por pulverización sobre la superficie del terreno, en las mismas dosis y momentos que otros complejos sólidos o líquidos.

Pueden ser aplicados conjuntamente con herbicidas y otros productos.

Soluciones de abonos NPK

Son soluciones saturadas de sales fertilizantes que contienen N, P2O5 y K2O, que se aplican generalmente en fertirrigación. Según su pH se clasifican en neutras, de pH próximo a 7, y ácidas, cercano a 2.

El pH condiciona su aplicación: las neutras se aplican con aguas de buena calidad en las que no hay riesgo de precipitaciones y las ácidas, con aguas salinas, ricas en bicarbonatos de calcio y magnesio, en las que existe riesgo de precipitación.

En su fabricación entran a formar parte materias primas muy diversas, generalmente: urea, fosfato monoamónico y ortofosfato amónico (en las neutras), ácido fosfórico (en las ácidas) y cloruro potásico.

Se almacenan en tanques de polietileno, poliéster, fibra de vidrio, acero inoxidable, butilo y PVC.

No deben mezclarse con otros fertilizantes para evitar precipitados y cristalizaciones.

Las fórmulas que se fabrican son de baja graduación para evitar cristalizaciones cuando la
temperatura desciende. Las fórmulas más frecuentes en el mercado español son:

  • • NPK 4-8-12 neutra y ácida
  • • NPK 6-8-8 ácida
  • • NPK 8-4-10 neutra y ácida
  • • NPK 10-6-10 neutra
  • • NPK 10-4-6 neutra
  • • NPK 12-4-6 ácida

Las características que las definen son:

  • la densidad, que está en torno a 1,2 kg/l,
  • y la temperatura de cristalización, que debe de ser igual o inferior a 0ºC.

Analisis y Simulacion de redes hidraulicas a presion

Analisis y Simulacion de redes hidraulicas a presion

EPANET es un programa de ordenador, desarrollado por la U.S. EPA, que realiza simulaciones en período extendido (o cuasiestático) del comportamiento hidráulico y de la calidad del agua en redes de tuberías a presión. Una red puede estar constituida por tuberías, nudos (uniones de tuberías), bombas, válvulas y depósitos de almacenamiento o embalses. EPANET permite seguir la evolución del flujo del agua en las tuberías, de la presión en los nudos de demanda, del nivel del agua en los depósitos, y de la concentración de cualquier sustancia a través del sistema de distribución durante un período prolongado de simulación. Además de las concentraciones, permite también determinar los tiempos de permanencia del agua en la red y su procedencia desde los distintos puntos de alimentación.

EPANET ha sido diseñado como una herramienta de investigación para mejorar el conocimiento del movimiento y evolución de los constituyentes del agua en el interior de los sistemas de distribución. El módulo de calidad del agua de EPANET permite modelizar fenómenos tales como la reacción de los constituyentes en el seno del agua, la reacción con las paredes de las tuberías, y el transporte de masa entre las paredes y el fluido trasegado.

El programa EPANET es un simulador dinámico en período extendido para redes hidráulicas a presión compuesto por:

  • Un módulo de análisis hidráulico que permite simular el comportamiento dinámico de la red bajo determinadas leyes de operación. Admite tuberías (tres opciones para el cálculo de las pérdidas), bombas de velocidad fija y variable, válvulas de estrangulación, reductoras, sostenedoras, controladoras de caudal, rotura de carga, depósitos de nivel fijo o variables, leyes de control temporales o por consignas de presión o nivel, curvas de modulación, etc.
  • Un módulo para el seguimiento de la calidad del agua a través de la red. Admite contaminantes reactivos y no reactivos, cálculo de concentraciones, procedencias y tiempos de permanencia.

EPANET permite calcular:

  • el caudal que circula por cada una de las conducciones,
  • la presión en cada uno de los nudos,
  • el nivel de agua en cada tanque,
  • la concentración de diferentes componentes químicos a través de la red,
  • el tiempo de permanencia del agua en las tuberías,
  • la procedencia del agua en cada punto de la red.

Ventana Principal de EPANET

CARACTERÍSTICAS DEL MODELO HIDRÁULICO

Algunas de las características del modelo de cálculo hidráulico de EPANET son:

  • No existe límite en el tamaño de la red que se desea analizar.
  • Calcula las pérdidas por fricción en las conducciones mediante las expresiones de Hazen-Williams, Darcy-Weisbach o Chezy-Manning.
  • Incluye pérdidas menores en elementos como codos, acoplamientos, etc.
  • Modela bombas funcionando tanto a velocidad de giro constante como a velocidades de giro variables.
  • Calcula la energía consumida y el coste de bombeo de las estaciones.
  • Modela diferentes tipos de válvulas, incluyendo válvulas de regulación, válvulas de retención, válvulas de aislamiento, válvulas reductoras de presión, válvulas de control de caudal, etc.
  • Permite el almacenamiento de agua en tanques que presenten cualquier geometría (sección del tanque variable con la altura del mismo).
  • Posibilidad de establecer diferentes categorías de consumo en los nudos, cada una de ellas con su propia curva de modulación.
  • Modela consumos dependientes de la presión que salen al exterior del sistema a través de emisores (rociadores, aspersores, fugas).
  • Permite utilizar controles de tiempo o sistemas de regulación más complejos mediante consignas.

Modulo de calculo de EPANET

CARACTERÍSTICAS DEL MODELO DE CALIDAD

Algunas de las características del modelo de calidad de EPANET son:

  • Seguimiento en el tiempo de sustancias no reactivas que se encuentran en la red.
  • Modelación del comportamiento de una sustancia reactiva a lo largo del tiempo.
  • Modelación del tiempo de permanencia del agua en red (edad del agua).
  • Seguimiento del porcentaje de fluido procedente de un nudo (procedencia del agua).
  • Modelación de reacciones cinéticas:
    • Reacciones en el seno de fluido mediante ecuaciones de orden n.
    • Reacciones con la pared interior de la tubería mediante reacciones de orden 0 ó 1.
  • Considera las limitaciones de transferencia de masa cuando modela reacciones en la pared de tubería.
  • Permite reacciones de crecimiento o decaimiento de una sustancia hasta alcanzar una concentración límite.
  • Permite correlacionar los coeficientes de reacción en la pared de la tubería con la rugosidad de la misma.
  • Permite la adición de sustancias en forma de concentración o de caudal másico variables a lo largo del tiempo en cualquier punto de la instalación.
  • Modela los depósitos como cuatro tipos distintos de reactores: de mezcla completa, de flujo en pistón (FIFO), en cortocircuito (LIFO) o con dos compartimentos de mezcla.
  • Capacidades de estudio de fenómenos de calidad:
    • Mezclado de aguas de diferentes fuentes.
    • Edad o tiempo de permanencia del agua en el sistema.
    • Disminución del cloro residual.
    • Crecimiento de los subproductos de la desinfección.
    • Seguimiento de posibles situaciones de propagación de sustancias contaminantes.

Modelo de calidad de EPANET

Modelo de calidad de EPANET

Comentarios a la traducción en castellano

EPANET ha sido desarrollado por la Water Supply and Water Resources Division, formalmente la Drinking Water Research Division de la Agencia de Protección del Medioambiente (U.S. Environmental Protection Agency) del gobierno de los Estados Unidos.
Desde las primeras versiones de EPANET los miembros del GMMF de la UPV se han mostrado sumamente activos en el conocimiento, compresión y corrección de los posibles errores aparecidos en el programa. Así, la presente traducción es el resultado de este profundo conocimiento. Dicha traducción la ha realizado personal del Grupo Multidisciplinar de Modelación de Fluidos de la Universidad Politécnica de Valencia, sin más financiación que sus propios recursos. Es por ello una versión gratuita, libre y sin ánimo de lucro. Descargar la traducción al castellano de EPANET

DESCARGAS DE EPANET EN ESPAÑOL

Descripción del archivo

Tamaño

Fecha

EPANET 2.00.12 vE – Programa de instalación 3,08 Mb 19/04/2010
Manual de usuario de EPANET 2.0 vE 5,35 Mb 22/01/2010

Notas a la versión Española

EPANET 2,0vE es la traducción realizada por personal del Grupo Multidisciplinar de Modelación de Fluidos de la Universidad Politécnica de Valencia. Esta traducción supone la modificación parcial de algunos de los ejemplos y unidades de los mismos a fin de poner mayor claridad en la comprensión y manejo del programa. Asimismo en la versión 2.0vE se han modificado las opciones por defecto del programa adaptándolas a lo estándares españoles. La versión actualmente traducida del inglés es la versión 2.00.12, no teniendo por qué coincidir con la última versión disponible d ela versión original. En ningún caso el GMMF de la UPV se hece responsable de los datos derivados del uso de la traducción realizada, remitiéndose en todo caso a la versión original del programa.