14/05/2020
Crecimiento demográfico y crisis alimentariaby Infoagro / mayo 23, 2019- El micro aspersor auto compensado Micro Sprinkler PC de Toro fue diseñado específicamente para su uso en huertos, viñedos y viveros en donde la longitud de las laterales así como las pendientes de los campos representan un verdadero desafío.
- La función de auto compensación proporciona caudales y diámetros de rocío uniformes en un rango amplio de presiones operativas. A diferencia de los micro aspersores anteriores de Toro, el Micro Sprinkler PC posee un diámetro de rocío más amplio.
- Combatir el cambio climático a través de agricultura rentable, sostenible y que protege a largo plazo la naturaleza es posible.
- Un sistema de riego por goteo logra eficiencias del 90-95 % en el empleo del agua y de los fertilizantes, mientras que con un sistema por gravedad la eficiencia es del orden de 55-60 %.
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¿Qué es la conductividad eléctrica y los sólidos totales disueltos?
La conductividad es una variable que se controla en muchos sectores, desde la industria química a la agricultura. Esta variable depende de la cantidad de sales disueltas presentes en un líquido y es inversamente proporcional a la resistividad del mismo.
Con los instrumentos convencionales, la medida de la conductividad se obtiene aplicando un voltaje entre dos electrodos y midiendo la resistencia de la solución. Las soluciones con conductividad alta producen corrientes más altas. Para contener la intensidad de la corriente en una solución altamente conductiva, es necesario disminuir la superficie de la sonda o incrementar la distancia entre los polos. Por esta razón se deben usar sondas diferentes para rangos de medida diferentes.
Sólo el método de 4 anillos puede medir distintos rangos usando una única sonda. Las ventajas de este método respecto al de dos puntas (método amperímetrico) son numerosas: lecturas lineales en un amplio rango, sin ninguna polarización, y sin necesidad de limpiezas exhaustivas por las incrustaciones.
Conductividad (CE) y sólidos totales disueltos (TDS)
La conductividad se define como la capacidad de una sutancia de conducir la corriente eléctrica y es lo contrario de la resistencia.
La unidad de medición utilizada comúnmente es el Siemens/cm (S/cm), con una magnitud de 10 elevado a -6, es decir microSiemens/cm (µS/cm), o en 10 elevado a -3, es decir, miliSiemens (mS/cm).
Conductividad del agua
Agua pura: 0.055 µS/cm
Agua destilada: 0.5 µS/cm
Agua de montaña: 1.0 µS/cm
Agua para uso doméstico: 500 a 800 µS/cm
Máx. para agua potable: 10055 µS/cm
Agua de mar: 52 mS/cm
En el caso de medidas en soluciones acuosas, el valor de la conductividad es directamente proporcional a la concentración de sólidos disueltos, por lo tanto, cuanto mayor sea dicha concentración, mayor será la conductividad. La relación entre conductividad y sólidos disueltos se expresa, dependiendo de las aplicaciones, con una buena aproximación por la siguiente regla:
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grados ingleses
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grados americanos
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1.4 µS/cm = 1ppm o 2 µS/cm = 1 ppm (partes por millón de CaCO3)
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|
donde 1 ppm = 1 mg/L es la unidad de medida para sólidos disueltos.
Además de los normales conductivímetros, existen instrumentos que convierten automáticamente el valor de conductividad en ppm, ofreciendo directamente las medidas de la concentración de sólidos disueltos.
La conductividad de una solución se determina por un movimiento molecular.
La temperatura influye en dicho movimiento, por lo que es necesario tomarla en cuenta cuando se realizan mediciones de precisión. Generalmente, para realizar mediciones comparativas, la temperatura de referencia es de 20 ºC ó 25 ºC. Para corregir los efectos de la temperatura, se utiliza un factor de compensación ß. Se expresa en % / ºC que varía de acuerdo con la composición de la solución que se está midiendo. En la mayor parte de las aplicaciones, el coeficiente ß se fija en 2% / ºC.
Medida de la conductividad
Es posible diferenciar los distintos conductivímetros según el método de medición que utilicen, es decir, amperímetrico o potenciométrico. El sistema amperimétirco aplica una diferencia potencial conocida (V) a dos electrodos y mide la corriente alternada (?) que pasa a través de ellos. Según la ley de Ohm, las dos dimensiones está sujetas a la relación: I = V / R.
Donde R es la resistencia, V es el voltaje conocido e I es la corriente que va de un electrodo a otro. Por lo tanto, cuanto más elevada sea la corriente obtenida, mayor será la conductividad. La resistencia, sin embargo, depende de la distancia entre los dos electrodos y sus superficies, las cuales pueden variar debido a posibles depósitos de sales u otros materiales (electrólisis). Por esta razón, se recomiendo limitar el uso del sistema amperimétrico para soluciones con baja concentración de sólidos disueltos, 1 g/L (aproximadamente 2000 µS/cm).
El sistema potenciométrico de 4 anillos está basado en el principio de inducción y elimina los problemas comunes asociados al sistema amperimétrico, como los efectos de la polarización. A los dos anillos externos va aplicada una corriente alterna; mientras que , los dos anillos internos miden la diferencia de potencial inducida por el flujo de corriente, que depende de la conductividad de la solución donde se ha sumergido la sonda.
Una pantalla de PP mantiene el flujo de corriente fijo y constante. Con este método es posible medir la conductividad con rangos de hasta 200000 µS/cm y 100 g/L.
Conductividad y dureza del agua
Utilizando medidores de conductividad o sólidos disueltos, es posible obtener con muy buena aproximación, el valor de la dureza del agua, incluso en grados franceses. La dureza del agua está determinada por la concentración de carbonato de calcio (CaCO3), la que constituye el 90% aproximadamente de los sólidos disueltos en el agus. La unidad de medición de dureza más común es el grado francés (of), definido como:
1 ºf = 10 ppm de CaCO3
Dividiendo por 10 las medidas en ppm obtenidas con un medidor de sólidos disueltos, se obtiene el valor de dureza del agua en of. Como se señalaba anteriormente, 1 ppm = 2 µS/cm de conductividad, por lo tanto:
1 ºf = 20 µS/cm
Dividiendo por 20 las medidas en µS/cm, se obtiene el valor de dureza del agua en grados franceses.
IMPORTANTE: Las mediciones de dureza del agua por medio de conductivímetros o medidores de TDS deben ser realizadas antes de los tratamientos de descalcificación del agua. De hecho, estos dispositivos sustituyen el calcio (carbonato) con el sodio, diminuyendo el grado de dureza del agua, sin variar las concentraciones de sólidos disueltos.
| Conductividad y dureza del agua | |||
|
ppm
|
µS/cm
|
ºf
|
Dureza
|
| 0-70 |
0-140
|
0-7
|
muy blanda
|
| 70-150 |
140-300
|
7-15
|
blanda
|
| 150-250 |
300-500
|
15-25
|
ligeramente dura
|
| 250-320 |
500-640
|
25-32
|
moderadamente dura
|
| 320-420 |
640-840
|
32-42
|
dura
|
| superior a 420 |
superior a 840
|
superior 42
|
muy dura
|
| Sector | Aplicación |
| Artes gráficas | Baños de calibración, procesado de películas |
| Producción de cerveza y levadura | Limpieza y control de filtros en las instalaciones, dosificación de la sal en la levadura |
| Desalinización | Tratamiento de las aguas de entrada en las instalaciones, control de agotamiento de resinas de suavización, control de membranas osmóticas |
| Dosificación fertilizantes | Hidroponía y sistemas de regadío |
| Industria química | Control de pérdidas en los intercambiadores de calor, control de la concentración de soluciones ácidas y alcalinas y de la concentración de sales en procesos productivos |
| Generadores de calor/calderas | Intercambiadores iónicos, redichos de sales en el agua de las calderas, control de pérdidas en humedecedores y condensadores |
| Galvánica | Soluciones de grabado químico, cincado, baños galvánicos, enjuague en la elaboración de semi-conductores |
| Elaboraciones metálicas | Preparación de los minerales, procesado de la bauxita |
| Industria alimenticia | Conservas vegetales, lixiviación, salmueras, centrales azucareras, elaboración de quesos |
| Industria textil, papelera, curtidos | Tratamiento de aguas residuales, baños blanqueantes y detergentes, mordientes |
| Producción de detergentes | Eliminación de la glicerina no combinada en la producción de jabón, lixiviación |
| Torres de refrigeración | Diagnóstico de incrustaciones y control de la agresividad del agua de refrigeración |
Necesidades de agua de riego
La necesidad de agua de riego es la cantidad de agua que debe aportarse a un cultivo para asegurar que recibe la totalidad de sus necesidades hídricas o una fracción de terminada de éstas. Cuando el riego es la única aportación de agua de que se dispone, la necesidad de agua de riego será al menos igual a las necesidades hídricas del cultivo, siendo mayor cuando existen pérdidas (escorrentía, percolación, falta de uniformidad en la distribución, etc.), y menor cuando la planta puede satisfacer sus necesidades hídricas a partir de otros recursos (lluvia, reservas de agua en el suelo, etc.).
Por tanto, para poder planificar los riegos, tanto en lo que se refiere a la frecuencia como a la dosis, es necesario conocer las necesidades hídricas de los cultivos , es decir , la cantidad de agua que requieren para un desarrollo óptimo. Según la FAO (1986) este agua se corresponde con «el nivel de evapotranspiración de un cultivo libre de enfermedades y creciendo en un terreno de superficie superior a 1 Ha en unas condiciones óptimas de suelo (ETc)». Dichas necesidades se miden en mm/día y van a depender en cada momento de diversos factores: condiciones metereológicas, características del suelo y del propio cultivo (especie, variedad, estado fenológico, adaptación al hábitat de cultivo, etc.). Para su cálculo, en primer lugar hay que determinar la evapotranspiración de referencia (ETo), que se define como (FAO, 1986): «el nivel de evapotranspiración de una superficie considerable de césped de una altura uniforme (entre 8 y 15 cm) en crecimiento activo que recubra completamente el suelo y bien abastecida de agua». Para ello pueden emplearse diversos métodos, que requieren la medición de distintos datos climatológicos: Penman, Blaney-Criddle, medición de la radiación solar, medición de la evaporación de un tanque evaporimétrico, etc. Entre éstos, el más sencillo y de uso más extendido es el basado en la medición de la evaporación en tanque evaporimétrico y, concretamente, de «Clase A».
La programación de los riegos también puede llevarse a cabo aplicando procedimientos basados en la medición del volumen de agua en el suelo mediante sondas de neutrones, técnicas de reflectometría (TDR o Time Domain Reflectometry) o por el método gravimétrico, pero estos métodos presentan el inconveniente de que son caros o de difícil aplicación. No obstante, también es útil la medida de la tensión del agua en el suelo mediante tensiómetros, siendo éste el método más empleado en riego por goteo, ya que se ajusta a las necesidades del agricultor.
Adicionalmente, existen sofisticados métodos que tienen en cuenta determinados parámetros de la planta, como tensión de la savia y temperatura foliar, cuya medición se realiza mediante cámaras de presión y termómetros de infrarrojos, respectivamente.
Las primeras son instrumentos que evalúan el estado hídrico de la planta a partir de la medida de la tensión de la savia, de forma que a mayores valores de tensión mejor es el estado hídrico de la planta. No obstante, este método costoso y de difícil aplicación. El termómetro de infrarrojos aún está en fase experimental y consiste en un dispositivo para la medida de la temperatura foliar: dado que la transpiración tiene un efecto refrigerante, un aumento de la temperatura supone una reducción de la transpiración y por tanto un déficit en la absorción de agua por la planta.
TANQUE EVAPORÍMETRO DE CLASE A.
Se trata de un recipiente cilíndrico fabricado a base de hierro galvanizado, de 1,21 m de diámetro y 25,4 cm de alto, que se coloca a unos centímetros sobre el suelo utilizando una plataforma, generalmente de madera El agua de la cubeta debe mantenerse a 5-7 cm del borde.
La evaporación debe calcularse diariamente por diferencia entre dos lecturas consecutivas del limnímetro (instrumento dotado de un tornillo micrométrico, que permite determinar el nivel de agua en el tanque). Es recomendable realizar dichas lecturas a primera hora de la mañana y a la misma hora.
A partir del promedio de los valores de la evaporación (E), para períodos de al menos una semana, se calcula la ETo, mediante la siguiente expresión:
ETo = Kp x E, siendo Kp un coeficiente que depende de las características del tanque, situación, condiciones climáticas, etc.
La ETc se calcula a partir del valor de la ETo, conociendo el coeficiente de cultivo específico en la zona (Kc):
ETc = Kc x ETo
El valor de Kc depende del cultivo (especie e incluso variedad), de su ciclo vegetativo, y de su fenología, así como de las condiciones específicas del cultivo en la explotación (densidad de población, orientación de las líneas, etc.) y de las condiciones climáticas locales. Por tanto, este coeficiente varia a lo largo del ciclo de cultivo, creciendo desde los valores más bajos en el período inicial (siembra o trasplante) a lo largo de la fase de crecimiento vegetativo, alcanzando los valores más altos en el período de máximo desarrollo (máximo sombreado del suelo) y decreciendo en la maduración o senescencia.
Posteriormente se tendrán en cuenta otras fuentes de suministro, así como una serie de coeficientes que consideren el rendimiento de la instalación de riego y su uniformidad y el aporte necesario que permita cubrir las necesidades de lavado de sales, para finalmente realizar un balance hídrico que será el que nos indique las dosis real de riego:
Nr = ETc – R + Lr
Donde:
Nr, son las necesidades netas de riego.
R, es el agua que utiliza el cultivo procedente de fuentes distintas al riego.
Lr, es la fracción de lavado.
USO DE TENSIÓMETROS.
Un tensiómetro es un instrumento que indica el esfuerzo que han de realizar las raíces del cultivo para extraer del suelo la humedad que necesita, actuando como una raíz artificial. Consiste en un tubo sellado herméticamente, equipado con una punta cerámica porosa y un vacuómetro, este último con una escala de 0 a 100 cb (centibares). Se coloca en el suelo de forma que controle la humedad disponible en toda la zona de crecimiento de las raíces. La tierra seca extrae líquido del tensiómetro produciendo un vacío parcial en el instrumento que queda reflejado en el vacuómetro, de forma que cuanto más seca está la tierra, más elevado es el valor registrado en el dial de vacuómetro. Cuando se humedece la tierra, el tensiómetro vuelve a absorber humedad del suelo, reduciéndose la tensión, con lo que el vacuómetro señalará un valor menor.
La interpretación de las lecturas es la siguiente:
– Lecturas de 0 a 10 cb: indican que el suelo está saturado o cuanto menos a la «capacidad de campo». Son normales si se considera un período de un día o dos después de un riego, aunque si perduran indican un exceso de humedad, generalmente debido a un riego demasiado abundante.
– Lecturas de 10 a 20 cb: indican que la humedad está a disposición de la planta con un esfuerzo mínimo. Con el riego por goteo generalmente se procura mantener las lecturas dentro de esta gama, cuando se coloca el tensiómetro a una distancia de aproximadamente medio metro del gotero.
– Lecturas de 30 a 60 cb: en esta gama de lecturas está asegurada una buena oxigenación de las raíces. En zonas cálidas y cuando se trate de regar tierras muy arenosas, es recomendable iniciar los riegos con lecturas de 40 a 45 cb. En las zonas frescas o en las tierras con un gran poder de retención, se iniciarán con lecturas de 45 a 60 cb.
– Lecturas de 70 ó superiores: indican que la planta está padeciendo estrés y se acerca al punto de marchitamiento, ya que le resulta muy difícil extraer la humedad.
Estos instrumentos sobre todo dan buenos resultados en riego por goteo, siendo aceptables en riegos por inundación y poco eficientes en riego de pie o a manta.
Normalmente se colocan al menos dos tensiómetros a distinta profundidad en cada punto a controlar, procurando el buen sellado para evitar que el agua penetre directamente el el instrumento. Para ello se prepara una pasta saturada con agua y al tierra donde se va a colocar y se deposita en el fondo del orificio practicado para tal fin. El más superficial de los tensiómetros se coloca a una distancia de 30-40 cm del emisor y es el que indica el agua disponible para el cultivo y el más profundo orienta sobre las pérdidas y la evolución de la humedad a lo largo del perfil y se dispone de forma que alcance la profundidad del cultivo y algo más distanciado del emisor.
