Fertilización controlada

FERTIRRIGACION CONTROLADA

Resumen
Introducción
Fundamentos de los equipos para control de la fertilización. Su composición
Aplicaciones
Principales características de INTA, S.L.

Resumen.-

El objetivo final de cualquier sistema desarrollado para el control de la fertirrigación consiste en suministrar al cultivo agua y fertilizantes en la cantidad y frecuencia requeridas, de forma que se optimice el aprovechamiento de los mismos y evitando situaciones de estres que afectaran negativamente a la producción.
Los sistemas más evolucionados tienen se basan en la medición de factores ambientales o del medio en el que se desarrolla el cultivo para determinar la frecuencia y duración del riego. Por otra parte, se basan en la aplicación de soluciones nutritivas completas, cuya composición varia según el cultivo, estado de desarrollo, ciclo de cultivo e incluso condiciones ambientales.
Los equipos empleados para el control de fertirrigación están compuestos por un ordenador o unidad central de programación, dosificador múltiple de fertilizantes, bomba principal, tanque de mezcla, sondas de conductividad eléctrica y pH, estructura y accesorios. Además puede disponer de sonda de radiación solar, evaporímetro, tensiómetros, bandejas de activación de riego y de medición del drenaje, caudalímetros. Por otra parte puede disponer de un ordenador PC compatible en el que se instala un programa de gestión que permite controlar varios equipos, recopilando información y permitiendo un control mucho más exhaustivo del sistema.
Se están desarrollando aplicaciones concretas para cada cultivo, bandeja de control de drenaje en cultivo hidropónico, evaporímetro y radiación solar en cultivos en suelo. Se determina la frecuencia y duración del riego en función de los parámetros medidos. Hay que buscar al automatización en la toma de decisiones respecto a estos factores y emplear el criterio del agricultor o responsable de la explotación para corregir desviaciones.
Estamos evolucionando hacia el desarrollo de sistemas inteligentes que permiten establecer estrategias para el control de fertilización especificas de cada usuario. Esto requiere sistemas flexibles y accesibles al usuario para que cada uno diseñe su propia estrategia de actuación.

Introducción.-

El tema que pretendemos abordar es el control de la fertilización, los principios en los que se basa, los equipos que se emplean y las aplicaciones especificas que se han desarrollado.
L a agricultura ha progresado mucho en los últimos años dando lugar a una competición por ofrecer productos de calidad a un mercado cada día más exigente. Al mismo tiempo es imprescindible incrementar la productividad para mantenerse en un sector tan competitivo. Estas circunstancias han inducido a los agricultores y empresas agrícolas a mejorar considerablemente las técnicas de cultivo. El cultivo hidroponico de hortalizas es cada día más común . El sistema de cultivo en mesas móviles con reciclaje de la solución nutritiva se impone en el sector de planta ornamental en maceta. Los cultivos de flor cortada cada día más exigentes o la complicada gestión de un vivero de producción de plantas para transplantar. En el sector de los cultivos leñosos se están implantando técnicas de fertilización basadas en soluciones nutritivas completas que exigen equipos que controlen la dosificación de fertilizantes y el pH de la solución de riego.
En relación muy directa con lo anteriormente expuesto hace algunos años nuestra empresa emprendió la introducción de los instrumentos requeridos para poder aplicar con éxito las técnicas de cultivo que hemos mencionado. Hace más de 30 años que aparecieron los primeros dosificadores de fertilizante (U-75 y posteriormente ELB 80). Posteriormente, los primeros equipos mezcladores de fertilizante compuestos por instrumentos analógicos (LK 84 y PHK 82). En los años 80 los primeros equipos para control de fertilización controlados por ordenador . Actualmente podemos encontrar multitud de equipos, muchos de ellos de fabricación nacional. Todos se basan en los mismos principios pero podemos encontrar diferencias notables entre ellos. Vamos a intentar explicar en que se basan los equipos para control de fertilización, de que elementos están compuestos, en que dirección camina el desarrollo de los mismos.
El objetivo final de cualquier sistema desarrollado para el control del riego y fertilización consiste en suministrar a los cultivos el agua y fertilizantes en la cantidad y frecuencia requeridas, de forma que se optimice el aprovechamiento de los mismos y se eviten situaciones de estres que afectarán negativamente a la producción.

Fundamentos de los equipos para control de la fertilización. Su composición.-

Las plantas requieren para crecer disponer de una solución nutritiva completa que contenga todos los elementos esenciales para el desarrollo de las mismas en las proporciones adecuadas. Por otra parte el pH de la solución debe fijarse en el nivel optimo que permita la asimilación de los nutrientes por el cultivo. Esta función debe realizarse de forma continua y precisa, de tal forma que el agua que llegue a las plantas tenga una composición uniforme y que debe corresponder con la deseada. Los beneficios que se derivan de la aplicación de esta técnica son la mejora de la calidad, incremento de la producción, ahorro de agua y fertilizantes, incremento de la rentabilidad y respeto al medio ambiente.
La mayor parte de los equipos se basan en la medida de la conductividad eléctrica para regular la dosificación de fertilizantes y además controlando el pH por adición de un ácido o de una base.
Hay equipos que se basan en sistemas de dosificación volumétrica, midiendo el volumen de agua y el de los fertilizantes aplicados y regulando la dosificación de los mismos manteniendo unas determinadas proporciones programadas. Disponen de lectores de pH y conductividad eléctrica adicionales que actúan como información y sistema de seguridad.
Estos sistemas son caros en el caso de que se exija precisión, podemos encontrar caudalímetros para los fertilizantes que funcionan con infrarrojos y tienen dificultades en el caso de turbidez en la solución de riego, recomiendan necesariamente el empleo de fertilizantes líquidos. En el caso de emplear caudalímetros mecánicos el nivel de precisión disminuye bastante.
Centrando nuestra atención en los equipos cuyo funcionamiento se basa en la medida de la conductividad eléctrica, que constituyen la inmensa mayoría, podemos decir que se componen en términos generales de:

Unidad dosificadora múltiple, generalmente cuatro fertilizantes más ácido, aunque puede ampliarse hasta ocho más ácido, en casos especiales como viveros o centros experimentales, donde se requiere el empleo de muchos tipos de abono diferentes. Esta unidad dosificadora múltiple inyecta la solución madre procedente de los diferentes tanques al tanque de mezcla, a través de la apertura pulsante de electrovalvulas. Al inyectar en el tanque de mezcla la presión de trabajo es mínima. En nuestro caso hemos optado por desarrollar una bomba de membrana que en su tercera versión ya dispone de un elemento regulador del caudal que nos permite ajustar con precisión la dosificación. En principio hemos desestimado la opción de emplear dosificadores del tipo ventury que requieren válvulas de aguja y caudalímetro para ajustar la dosificación y que aparte de tener un coste más reducido no representan ninguna ventaja en el sistema de dosificación. También se pueden emplear bombas de accionamiento magnético, siempre que se tenga en cuenta algunas precauciones en el momento de la instalación, son recomendables en el caso de trabajar con grandes caudales. En cualquier caso desde cada tanque de fertilizante donde se disuelven los fertilizantes por separado a una concentración constante que suele oscilar entre el 10 al 15 % según los caudales de trabajo y la solubilidad de los fertilizantes, las bombas dosificadoras toman solución que ira al tanque de mezcla o retornara al tanque de donde procede formando un circuito cerrado. Cada vez que abre la electrovalvula dosificadora cesa momentáneamente el retorno. La unidad dosificadora de fertilizante es un elemento fundamental en el equipo y hay que exigir que sea preciso, sencillo y robusto.
Tanque de mezcla. Donde se homogeneiza la mezcla de fertilizantes y ácido, formulándose la solución nutritiva requerida. Cuanto mayor sea la capacidad de dicho tanque mayor será el tiempo de respuesta a un cambio determinado y por lo tanto menor la elasticidad del equipo. Emplear tanques de mezcla de gran capacidad es una muestra de la incapacidad de los equipos para controlar de forma estable la dosificación de fertilizantes y ácido. Por otra parte el diseño de la entrada de cada fertilizante, así como la del agua clara y la aspiración de la bomba principal es muy importante ya que se pueden producir oscilaciones en la conductividad eléctrica y el pH. Se debe producir una mezcla rápida y uniforme. Es el problema de los equipos poco elaborados o montados in situ y no han pasado un test en fabrica, por lo que no pueden garantizar un funcionamiento correcto y requieren constantes ajustes una vez instalados.
Las sondas de pH y conductividad eléctrica. Elementos fundamentales en el equipo. Ambos deben trabajar correctamente incluso a presiones elevadas y tener una respuesta rápida y precisa. Pretender ahorrar empleando sondas de inferior calidad es un error importante ya que limitaremos la precisión del equipo y corremos riesgos de sufrir accidentes. En el mejor de los casos empleando sondas de pH de baja calidad habremos de reponerlas antes de que pase un año. También es muy importante la ubicación de las mismas, se instalarán en un lugar próximo al tanque de mezcla para que la lectura sea tan rápida como posible. En el caso de equipos que toda el agua pasa por el tanque de mezcla conviene instalarlas en un retorno desde la impulsión al tanque de mezcla y en el caso de equipos con dosificación en bypass se instalaran en la tubería principal después un homogeneizador que se instalara después de la inyección. El disponer de doble juego de sondas no aumenta la precisión de los equipos y tan solo representa un sistema de seguridad para detección de fallos en las lecturas.
La bomba principal que en el caso de equipos en los que toda el agua pasa por el tanque de mezcla será la bomba de riego y en el caso de equipos en los que se realiza dosificación en bypass actuara como bomba inyectora de solución madre y deberá ser resistente a la agresión de ácidos y fertilizantes altamente concentrados. En caso contrario la vida será corta y requerirá mantenimiento constante. Debe estar bien dimensionada dependiendo del caudal máximo al que vamos a trabajar para evitar concentraciones excesivas de ácido y fertilizante.
El ordenador es el cerebro del equipo, donde se recogen todas las lecturas de los parámetros controlados y desde donde se puede controlar el funcionamiento del equipo. Fundamentalmente debe ser de manejo sencillo y fiable. Nuestros equipos específicamente construidos para cumplir la función que están destinados cumplen la normativa sobre compatibilidad electromagnética 89/336/CEE que obliga a proteger los mismos contra interferencias evitando bloqueos, pérdidas de memoria y anomalías en el funcionamiento por causa de las interferencias que se pueden producir en la red eléctrica. Esto no ocurre en el caso de ordenadores de fertilización que se han construido a partir de un PC corriente y que carecen de estas protecciones. Además de ser más sensibles a las condiciones adversas de un cabezal de riego.
Estructura. Compacto que ocupa poco espacio y forma un conjunto perfectamente dimensionado que se ha testado en fábrica previamente a su comercialización, garantizando un funcionamiento correcto de todos sus componentes.

Características de funcionamiento.

Los nuevos equipos son sencillos de manejar , solo disponen de un mando giratorio y dos teclas. El menú pasa por la pantalla al girar el mando y elegimos la opción pulsando la tecla verde. Podemos elegir entre múltiples idiomas y cada equipo puede integrarse en un sistema modular que esta intercomunicado.
Lo hemos denominado sistema 9000 y engloba todos los automatismos que se han desarrollado para el control de riego, fertilización y clima. Comunicados por un sistema ARC NET que se realiza a través de un cable de 4 hilos. Desde cualquiera de los instrumentos podemos acceder a otro. Podemos comunicar hasta 255 unidades y a una distancia máxima entre ellas de 1000 m sin amplificador. Además este sistema puede estar conectado a un ordenador PC compatible en el que se instala un programa de gestión desde el que se puede realizar un control centralizado del sistema, es decir, disponemos de un control central y otro local desde cada uno de los instrumentos.
Como características más destacables de la nueva gama de equipos para control de fertilización están las siguientes:

Control de conductividad eléctrica relativa. Si disponemos de una sonda de C.E. en la red de suministro de agua clara podemos controlar la conductividad electrica deseada con respecto a la del agua, con un limite máximo absoluto de seguridad. Muy útil en el caso de que dispongamos agua de distinta procedencia.
Sistema de seguridad. Muy completo y con respuesta selectiva a la condición de alarma. Según el tipo de alarma podemos elegir la respuesta del equipo. Evitaremos de esta forma bloqueos innecesarios y podremos diseñar la estrategia especifica de alarmas de nuestro equipo.
Ajuste de la lectura de las sondas por medio del software. La sondas de pH y C.E. se pueden ajustar por medio de software y no mecánicamente como hasta ahora.
Ajuste del redimiento de las bombas dosificadoras de fertilizante por software. A lo largo de los años de funcinamiento o también por la influencia de la instalación o densidad de los fertilizantes se pueden producir diferencias en el rendimiento de las bombas dosificadoras de fertilizante. Nuestro objetivo es que la dosificación sea perfecta por lo que podremos ajustar su rendimiento por medio de software.
Comunicación entre todos los componentes del sistema. por medio del sistema de comunicación ARC NET podemos disponer de un control centralizado en un PC o también control local desde cada componente. Ampliación de funciones y capacidad sin limites.
Otras . Es un sistema abierto que evoluciona con rapidez incorporándose nuevas funciones continuamente.

Aplicaciones.-

Cada modalidad o tipo de cultivo requiere un tratamiento especifico. Si quisiéramos construir un equipo que cubra todas las posibilidades que se nos puedan presentar , posiblemente seria excesivamente costoso en la mayoría de los casos y siempre carecería de alguna función. Por esta razón hemos optado por el desarrollo de una gama que puede complementarse modularmente y se adapta a cualquier circunstancia que requiera el cultivo. Un equipo tan grande no es practico.
Nuestro objetivo es sectorizar la finca para dar tratamiento especifico a cada parcela de la misma. Diversas soluciones nutritivas en relación con el tipo de cultivo o el estado de desarrollo del mismo, así como frecuencia y tiempo de riego individuales para cada una.
Se han desarrollado aplicaciones concretas para determinadas modalidades de cultivo, es el caso de cultivo en mesas o banquetas con reciclaje de la solución nutritiva.
También el caso de control de riego en cultivos hidroponicos a través de la bandeja de drenaje. Conseguimos un incremento notable de la eficiencia del riego ya que regulamos la frecuencia de riego en relación con el volumen de solución drenado. Observar como varia la frecuencia de riego a lo largo del día dependiendo de la radiación solar y el porcentaje drenado en cada riego.
Estos son ejemplos de programas aplicados a casos concretos pero en el mismo sentido se desarrollan programas específicos del usuario que permiten un control inteligente en relación con los parámetros ambientales o del sustrato. De una forma sencilla y eficaz.
Nuestro objetivo es disponer de un sistema de control global abierto para poder establecer la estrategia de funcionamiento más apropiada en cada caso. Evoluciona al mismo tiempo que las aplicaciones especificas de cada cultivo. Cada usuario puede establecer su propia estrategia de fertirrigación.

Principales características de INTA, S.L.

Es una empresa constituida en 1989 y cuyo objetivo fundamental es fomentar activamente la introducción de las técnicas más avanzadas aplicadas a cultivos agrícolas.
Por una parte mediante la distribución de aquellos equipos requeridos para el control de riego fertilización y clima y por otra mediante el asesoramiento de empresas o explotaciones agrícolas
Desde su constitución INTA ha asumido la distribución en exclusiva de los equipos fabricados por la prestigiosa empresa Danesa DGT-VOLMATIC para España y Portugal. Estableciendo una red de distribución que cubre todas las zonas agrícolas de interés en el mencionado territorio.
Actualmente colaboramos activamente con el departamento de desarrollo de la citada empresa con el fin de conseguir equipos específicamente adaptados a las necesidades de nuestros cultivos. Equipos para control de fertilización aplicables a cualquier cultivo y equipos para control ambiental de invernaderos. Una parte importante de nuestro trabajo consiste en poner a disposición de los agricultores y responsables de cultivos aquellas técnicas que permiten la optimización de las producciones empleando adecuadamente los instrumentos desarrollados para tal fin.