Gestión de la fertirrigación a través de bombas de control avanzado

El equipo de fertirrigación de la empresa ITC ya ha sido testado frente a los popularmente utilizados en el campo almeriense y que cuentan con inyectores por efecto Venturi ('venturis').

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¿En qué condiciones se ha testado el equipo de fertirrigación?

El equipo se instaló en agosto de 2019 en una finca de Almerimar (El Ejido, Almería) en un invernadero tipo parral dedicado a la horticultura intensiva y el primer cultivo tras la implantación ha sido calabacín.

Para su instalación se ha sustituido una tradicional máquina de ‘Venturis’ por un equipo con cinco bombas dosificadoras de control avanzado gestionadas por un controlador de riego ITC Water Controller 3000. 

Esta nueva tecnología ha cumplido con las expectativas del agricultor, dosificando con precisión y alcanzando las consignas de pH y conductividad eléctrica (CE) rápidamente, además de mantenerlas durante todo el ciclo de riego.

Figura 1. Las bombas dosificadoras de control avanzado son gestionadas por un controlador de riego ITC

La finca, que ocupa en cultivo 2,4 hectáreas, está distribuida en cinco invernaderos en un terreno en ligera pendiente. La balsa y caseta de bombeo se encuentran en el centro, por lo que algunos sectores están por debajo de la cota de la balsa y otros por encima. 

En la temporada 2019-2020 se cultivó tanto en enarenado como en sustrato y con diferentes tipos de gotero y dimensiones de sector, de manera que los caudales estabilizados de agua eran de 8 a 15 m³/h, pero llegando a picos de hasta 36 m³/h durante el llenado inicial de las tuberías.

¿Qué problemas había que resolver?

El suministro habitual de agua de la finca se mezcla cuando hay ocasión con agua de lluvia recogida de la escorrentía de las cubiertas. El suministro habitual contiene una elevada cantidad de sales (1701 mg/L, EC=2,51 dS/m), entre las cuales se han identificado nutrientes útiles para el cultivo (287 mg/L de N, 94 mg/L de CaO, 76 mg/L de MgO...), que pueden deducirse de la fertirrigación. 

El balance de nutrientes en el agua del pozo no coincide con el equilibrio solicitado por el cultivo, por lo que la dosificación debe complementar de manera diferente según la proporción lluvia/pozo.

La salinidad, así como la concentración de nutrientes del agua de la balsa, puede variar día a día, lo que exige un equipo cuyas consignas se puedan variar fácilmente, tanto en concentración de solución madre en riego, como de composición de la solución madre.

El equipo de fertirrigación original disponía de cinco depósitos en una caseta, más dos depósitos grandes en un almacén adicional, lo que ocupaba una parte importante de los almacenes cerrados en la finca. Por otra parte, se aplicaban soluciones confeccionadas in situ disolviendo fertilizantes solubles en concentraciones bajas con la ayuda de bombas soplantes.

Un problema observado (seguramente a partir de alguna modificación en la red de goteo) es que, a pesar de que la bomba centrífuga estaba sobredimensionada para el bombeo solicitado, cuando los ‘venturis’ actuaban, generaban una pérdida de carga que impedía que el agua alcanzase las cotas más elevadas de la finca. Por ello, se había previsto su sustitución por una bomba más potente, que a su vez habría originado un mayor consumo eléctrico.

El usuario realizaba mediciones de las alturas de los depósitos, solicitando en ocasiones al equipo la dosificación pareja de dos de ellos para asegurar la exactitud de la dosificación o regular el caudal de los ‘venturis’. A pesar de ello, muy habitualmente se observaba una descalibración de los equipos, indicando que se había aportado al cultivo un equilibrio diferente al trazado por el técnico responsable de la fertilización. Posiblemente también influyera la larga distancia a cubrir por los fertilizantes en el edificio adicional.

Para ajustar el pH, se disolvía ácido en diferentes proporciones en los distintos depósitos de fertilizante de soluciones madre. Sin embargo, al ser las cantidades y proporciones a dosificar variables entre los dos tipos de agua, como también la concentración de bicarbonatos y pH, la cantidad de ácido aportada estaba en función de la CE y no podía responsabilizarse el equipo para alcanzar un pH determinado.

¿Qué solución se ha adoptado?

El aporte de fertilizantes a través del agua de riego se realiza de manera precisa mediante bombas dosificadoras. La bomba dosificadora permite un control de los volúmenes y los caudales aportados al riego sin importar la densidad o viscosidad de los fertilizantes, la presión o velocidad del agua en el punto de inyección, o la altura del producto en el tanque de origen.

Figura 2. Los fertilizantes se dosifican a través de dosificadoras ITC DOSTEC-AC, de control avanzado

Han sido instaladas cinco dosificadoras, que son gestionadas a partir de las consignas del usuario a través de señales analógicas independientes (la 1, 2 y 3 para fertilizantes, la 4 para ácido fosfórico y la 5 para ácido nítrico).

Los fertilizantes se dosifican a través de dosificadoras ITC DOSTEC-AC, de control avanzado, en caudal variable en función de CE y la proporción entre ellos, o bien de manera proporcional al caudal de riego instantáneo medido por un caudalímetro de alta frecuencia. El tipo de control y consigna puede establecerse para cada riego y sector individual. Estas dosificadoras pueden dosificar con precisión desde el 1 % hasta el 100 % de su capacidad (155 L/h de caudal nominal), a través de su variador de frecuencia integrado.

Los ácidos se dosifican puros directamente de la garrafa, sin disolver, a través de bombas dosificadoras ITC DOSITEC-MA, de 6 L/h de caudal nominal. La garrafa se emplaza bajo la dosificadora, introduciendo la válvula de pie con filtro que, por su peso, va al fondo de la garrafa. Cuando una garrafa se agota, simplemente se substituye por otra.

Las bombas de fertilizante han llegado a la finca ya montadas sobre depósitos de 1.000 litros dotados de agitación (con agitadores de turbina).

También se ha instalado un controlador ITC WATER CONTROLLER 3000-6-24, que permite el control del riego (24 salidas digitales para sectores, agitadores, bomba de la balsa y bomba del pozo) y la fertirrigación a través de una o varias dosificadoras mediante consigna de CE, pH y dosificación proporcional. Cada dosificadora es controlada a través de señal analógica independiente. 

Pueden programarse un máximo de 50 programas de riego, con hasta 15 repeticiones diarias (750 riegos/día como máximo) a los que pueden atribuirse hasta 48 programas de fertirrigación, permitiendo diferentes consignas de CE, pH o porcentaje según sector o programa. 

El equipo puede gestionar hasta 6 productos de manera independiente (o más, si son dependientes). Todo el sistema se controla a distancia a través de App o cualquier navegador de internet. Además, el usuario dispone en su pantalla de todos sus equipos y puede gestionarlos de manera sencilla.

¿Qué resultados se han obtenido?

El agricultor se familiarizó rápidamente con la programación de riegos y fertirrigación, y muy pronto pasó a gestionar siempre el equipo a través del móvil, teniendo un completo dominio de las funciones de la app. También ha consultado los volúmenes aplicados y funcionamiento a través de navegador.

Figura 3. El agricultor tiene un control permanente del riego y la fertilización del cultivo a través de móvil

El uso de dosificadoras ha permitido seguir regando con la bomba de la balsa, alcanzando perfectamente los goteros a mayor cota de la finca sin necesidad de sustituirla o añadir una segunda bomba Booster, pues la inyección a través de dosificadoras no genera pérdidas de carga en la red.

También se inició el uso doblemente concentrado de las soluciones madre con las que se trabajaba inicialmente, de manera que el volumen almacenado total se redujo, como también la frecuencia necesaria de preparación de soluciones madre. Esto permitió eliminar los depósitos de 2.000 litros en el almacén anexo, que hoy se emplea como taller y almacén de maquinaria.

Las consignas de CE y pH se alcanzan en pocos segundos (aproximadamente 5”, con una precisión de 0,2 puntos, y 5” más en el alcance preciso de 0,1 puntos), manteniéndose estables a lo largo de todo el ciclo de riego.

Sin necesidad de calibraciones periódicas, los volúmenes dosificados han sido los previstos y con el equilibrio previsto y definido en los programas.

El equipo puede aplicar soluciones muy diluidas, como es tradicional en Almería, o soluciones próximas a saturación como son los abonos líquidos, siendo una elección adecuada para la transición o el uso simultáneo de ambos tipos de abono.

El rango de actuación de 1 a 100 % del caudal máximo, a través de variador de frecuencia, ha permitido adaptarse con unos mismos productos desde plantación hasta máxima demanda.

El sistema ofrece datos históricos de parámetros y consumos de fertilizante y agua individualizados para cada sector y en cualquier período de tiempo establecido por el usuario. El resumen diario de actividad en cada sector está siempre a disposición del usuario a un solo click en su móvil, lo que le permite la asignación de costes a cada unidad servida por una válvula, que en este caso coincide con la unidad de invernadero.

Las únicas operaciones de mantenimiento realizadas en el equipo han sido la calibración periódica del sensor pH y CE, expresando el agricultor su satisfacción con el uso del equipo.

¿Cuáles son las conclusiones?

Los equipos de fertirrigación mediante diversas bombas dosificadoras de control avanzado controladas a partir de un programador Water Controller 3000 son adecuados para la gestión del riego y abonado en los sistemas de cultivo habituales en Almería, permitiendo una reducción de los volúmenes de fertilizante manejados, precisión volumétrica en la dosificación, y rapidez y estabilidad en la obtención de lecturas de CE y pH.

El uso intuitivo de la app y la posibilidad de obtención de informes sencillos de consumo de agua y fertilizantes facilitan la gestión de la finca.