ES2326463B2 - Sistema autonomo de riego para supervivencia de plantas. - Google Patents
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Abstract
Sistema autónomo de riego para supervivencia de
plantas.
El sistema está diseñado con capacidad de
concentrar y almacenar el agua de lluvia y de conducirla hacia una
red de distribución hidráulica (2) dotada de cápsulas (9) de riego
por exudación, permitiendo durante los periodos de sequía la
cantidad de agua mínima imprescindible para evitar la muerte de las
plantas, favoreciendo la implantación exitosa de dichas plantas en
la ejecución de proyectos de revegetación, reforestación, paisajismo
y similares. El sistema comprende inicialmente un recipiente (1) de
almacenamiento del agua de lluvia, a través de una cubierta (3) en
cuyo fondo se ha establecido un orificio (4) que desagua la lluvia
hacia el recipiente de almacenamiento (1), contando éste con una
salida (6) hacia la red hidráulica (2). El sistema está previsto
para funcionar de forma autónoma y sin aporte de ninguna energía
auxiliar, siendo la propia tensión de succión ejercida por el suelo
al secarse la que provoca la circulación del agua, activando el
riego solo cuando es necesario asegurar la supervivencia de la
planta.
Description
Sistema autónomo de riego para supervivencia de
plantas.
La presente invención se refiere a un sistema de
riego por exudación sencillo y autónomo, consistente en un
recipiente y una red de distribución capaces de acumular el agua de
lluvia y ponerla a disposición de las plantas durante los periodos
de sequía, favoreciendo la supervivencia de dichas plantas
principalmente en actuaciones de revegetación, reforestación,
paisajismo, xerojardinería y jardinería de obras públicas.
El sistema está previsto para que, sin aporte de
ninguna energía auxiliar, la propia tensión de succión ejercida por
el suelo al secarse sea la que active el riego cuando sea necesario
para evitar la muerte de la planta.
Este sistema de riego tiene su aplicación
fundamentalmente para mejorar la supervivencia de las plantas tras
su implantación en la ejecución de proyectos de revegetación,
reforestación, paisajismo y jardinería en zonas áridas y
semiáridas, o cuando sea previsible que las plantas puedan estar
sometidas a un elevado estrés hídrico durante los primeros años tras
su trasplante.
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Actualmente existe una marcada tendencia a
realizar proyectos de jardinería, revegetación y paisajismo en
zonas áridas y semiáridas que respondan a criterios de
sostenibilidad. En el diseño y ejecución de dichos proyectos es
imprescindible evitar, o al menos aliviar, el efecto negativo de
los frecuentes estreses abióticos durante los procesos de
implantación de las plantas empleadas (J.A. Franco, J.J.
Martínez-Sánchez, J.A. Fernández, S. Bañón, J.
Hortic. Sci. Biotech., 2006, 81, 3-17). Una de
las tendencias recientes en los mencionados proyectos es el uso de
diseños con muy bajos o nulos requerimientos de riego adicionales
al aporte natural de agua procedente de lluvia. De hecho, algunas
administraciones restringen el uso de agua para proyectos de
jardinería y paisajismo, y ofrecen incentivos para su diseño basado
en dichos criterios de sostenibilidad (J.A. Franco, J.J.
Martínez-Sánchez, J.A. Fernández, S. Bañón,
Agrícola Vergel, 2005, 238,
341-348).
La mayoría de los entornos en zonas con climas
árido o semiárido, incluyendo xerojardines y actuaciones de
paisajismo urbano y periurbano, están frecuentemente en situación
subóptima respecto a parámetros medioambientales, tales como
disponibilidad de agua. Por esto, cuando la planta producida en
vivero se trasplanta a estos entornos, existe un periodo estresante
de transición que es crítico para su crecimiento y supervivencia.
Muchas de las especies vegetales empleadas necesitarían un periodo
de riego tras el trasplante hasta que, al menos, desarrollasen un
sistema radical suficiente para permitir su implantación con éxito
(R. Kjelgren, L. Rupp, D. Kilgren, HortScience, 2000, 35,
1037-1040; J.A. Franco, V. Cros, S. Bañón, J.J.
Martínez-Sánchez, Israel J. Plant Sci., 2002,
50, 25-32). No obstante, no siempre es posible,
económica, técnica o administrativamente, el suministro de agua de
riego, ni aun de forma ocasional, lo que con mucha frecuencia
conduce a que se presenten elevadas tasas de mortalidad durante la
fase de implantación del material vegetal trasplantado.
Se conocen algunos dispositivos, sistemas y
medios, con o sin necesidad de energía auxiliar, para el riego de
forma automática; muchos de ellos empleados para el riego de
explotaciones hortofrutícolas, para el riego de zonas ajardinadas y
para el riego de macetas, jardineras y similares. Entre los
dispositivos, sistemas y medios de riego conocidos, están los que se
basan en la transmisión por capilaridad del agua de un depósito a
la tierra (modelos de utilidad ES 1026932U, ES 1034267U, ES
1047486U; patentes ES2272989T3, ES2242498B1, W02007147288,
W02007009340, ZA200409343, W09116812); los que utilizan para el
control del riego válvulas u otros mecanismos que requieren
mantenimiento (modelo de utilidad ES 1031640U); los que utilizan
sistemas que emplean inyectores de presión y válvulas (patentes
GB2438361, HK1090253); y los que utilizan riego por goteo, lo que
conlleva el empleo de energía auxiliar, de sofisticados sistemas de
bombeo, filtrado y control, y de temporizadores y válvulas para
regular el tiempo de suministro de agua.
Todos estos sistemas y equipos están diseñados
para aportar agua de riego con el objeto de conseguir un
crecimiento óptimo de la planta, a diferencia del objeto de la
presente invención, que es el suministro de agua mínimo
imprescindible para evitar la muerte de la planta mediante un
sistema sencillo, autónomo y sin requerimiento energético para su
funcionamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención solventa los
inconvenientes que presentan los dispositivos, sistemas y medios de
riego conocidos en la técnica, proporcionando además otras ventajas
que se derivan de su enorme sencillez, bajo mantenimiento y
reducido coste.
El sistema autónomo de riego de supervivencia
consta de un recipiente capaz de concentrar y almacenar en
condiciones adecuadas el agua de lluvia caída, y una red de
distribución hidráulica para poner a disposición de las plantas,
durante los periodos de sequía, la cantidad de agua mínima
imprescindible para evitar su muerte, favoreciendo la implantación
exitosa de dichas plantas en actuaciones de revegetación,
reforestación, paisajismo, xerojardinería, jardinería de obras
públicas u otras similares.
El recipiente de almacenamiento, preferentemente
fabricado con material plástico opaco para asegurar el
mantenimiento del agua en buenas condiciones evitando la
proliferación de algas y otros organismos, se dimensiona en función
de la pluviometría anual de la zona. En su parte superior tiene una
cubierta que facilita la entrada del agua de lluvia. Dicha cubierta
está dotada en su parte superior de una malla, preferentemente de
material plástico, que actúa como filtro. La evacuación del agua
hacia el depósito se hace a través de un orificio practicado en el
fondo de la cubierta, y que está dotado de un sencillo mecanismo de
palanca que, cuando llueve, permite el paso del agua hacia el
interior del depósito, pero el resto del tiempo permanece cerrado,
evitando las pérdidas de agua por evaporación y la entrada de luz.
Igualmente, dicho mecanismo está diseñado para facilitar la entrada
de aire al depósito, evitando que se produzca un vacío en éste,
cuando sale agua hacia la red de distribución hidráulica, con lo
que se mejora notablemente la adecuada circulación de agua por toda
la red. La localización de dicho orificio, situado cerca de la
pared del depósito, hace que la entrada de agua se realice muy
cerca de la pared del depósito, en la parte de éste más alejada del
orificio de salida hacia la red de distribución de riego. El fondo
del depósito está dotado de una serie de nervaduras o láminas
verticales de una altura igual a la que se encuentra el orificio de
salida hacia la red. Dichas nervaduras o láminas, que se prolongan
de pared a pared en dirección perpendicular a la que debe recorrer
el agua desde su entrada hasta su salida del depósito, actúan como
una rejilla de decantación, dificultando que partículas sólidas se
introduzcan en la red de distribución de riego.
La red de distribución de agua se dimensiona en
función del número y la situación de las plantas a las que se desea
aportar el riego. Consta de tubo flexible de material plástico
opaco en el que se insertan las cápsulas de riego por exudación.
Las cápsulas están fabricadas de material poroso, preferiblemente
material cerámico sin vitrificar o parcialmente vitrificado. El
equilibrio entre el grosor de la pared de la cápsula y la porosidad
del material con que se fabrique debe ser tal que permita el paso
de agua por exudación sólo cuando se alcance una tensión de succión
exterior de entre 200 kPa y 250 kPa (dependiendo de la textura del
suelo en el que se vaya a utilizar y, principalmente, de la
tolerancia a la sequía de las especies vegetales trasplantadas).
Aunque se considera que el Punto de Marchitez Permanente (PMP) de
un suelo coincide con el contenido de humedad que le corresponde a
una tensión de succión de 1500 kPa, y aunque, teóricamente, las
plantas podrían extraer agua del suelo hasta el PMP, teniendo en
cuenta que la humectación del suelo con esta invención se realiza
solamente en la periferia de las cápsulas de exudación,
considerarnos que un agotamiento permisible de la humedad del suelo
cercano a dichas cápsulas, para que las raíces, aunque con
dificultad, puedan extraer agua del suelo para asegurar la
supervivencia de la planta durante largos periodos de sequía, es el
que se presenta a una tensión de succión en el rango anteriormente
mencionado de 200 kPa a 250 kPa, por lo que es en este rango en el
que comienza la descarga de agua la presente invención. Igualmente,
como la capacidad de succión de agua que posee el suelo es
inversamente proporcional a la humedad contenida en él, en los
periodos en los que no exista sequía, su tensión de succión se
mantendrá muy por debajo de los 200 kPa, por lo que no habrá
descarga de agua desde la red de distribución. De esta forma, la
invención, sin ninguna energía auxiliar, aprovecha para su
funcionamiento la propia capacidad de succión del suelo al
secarse.
secarse.
El final de la red de distribución se dejará
abierto para permitir la salida de aire, y mejorar así la
circulación del agua. Dicho final debe estar situado a igual cota
que la de máxima capacidad de almacenamiento del depósito.
La cápsula de exudación presenta preferentemente
una configuración cilíndrica cenada por una de las bases. El
extremo abierto de la cápsula es cerrado mediante un tapón con un
orificio central en el que se acopla el extremo de un tubo
flexible. En el extremo distal de este tubo, por el que se inserta
en los tubos de la red de distribución hidráulica, tiene un cuello
hueco que permite su adaptación. Las dimensiones de la cápsula están
en función del tipo de vegetación a regar. Asimismo, su colocación
a mayor o menor profundidad del suelo viene determinada por la
profundidad y características de desarrollo del sistema radical de
las plantas implantadas en los primeros años tras su
trasplante.
Para complementar la descripción que
seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor
comprensión de las características del invento, de acuerdo con un
ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña
como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en
donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado
lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una representación
esquemática del sistema de riego objeto de la invención.
La figura 2.- Muestra una vista según un alzado
en sección de lo que es una cápsula de riego por exudación
utilizada en el sistema de la invención, cápsula que se encuentra
en posición de ser montada sobre el correspondiente tubo de la red
de distribución hidráulica.
La figura 3.- Muestra una vista correspondiente
a la sección A-A' de la figura 1, y que corresponde
a la parte superior de la parrilla de decantación establecida en el
fondo del recipiente de almacenamiento.
La figura 4.- Muestra, finalmente, un detalle
correspondiente al mecanismo de palanca que permite el paso del
agua desde la cubierta al interior del recipiente, pero que se
cierra cuando no hay agua para evitar la posterior evaporación del
agua almacenada en el propio recipiente.
En la figura 1 se representa el sistema autónomo
de riego de supervivencia diseñado para el riego de un número
elevado de plantas. Esta realización de la invención consta de un
recipiente (1) para almacenar en condiciones adecuadas el agua de
lluvia caída, y una red de distribución hidráulica (2) para poner a
disposición de las plantas la cantidad de agua mínima
imprescindible para evitar su muerte durante los periodos de sequía,
favoreciendo la implantación exitosa de dichas plantas en
actuaciones de revegetación, reforestación, paisajismo,
xerojardinería, jardinería de obras públicas u otras similares.
El recipiente de almacenamiento (1),
preferentemente fabricado con material plástico opaco para asegurar
el mantenimiento del agua en buenas condiciones evitando la
proliferación de algas y otros organismos, se dimensiona en función
de la pluviometría anual de la zona. En su parte superior tiene una
cubierta (3) que facilita la entrada del agua de lluvia,
preferentemente de mayor sección que la del recipiente (1), para
permitir una mayor acumulación de agua. Dicha cubierta está dotada
en su parte superior de una malla, preferentemente de material
plástico y con una luz de malla comprendida preferiblemente entre 1
mm y 5 mm, que actúa como filtro. La evacuación del agua hacia el
recipiente se hace a través de un orificio (4) practicado en el
fondo de la cubierta, y que está dotado de un sencillo mecanismo de
palanca (5) que, cuando llueve, se abre permitiendo el paso del
agua hacia el interior del recipiente, pero el resto del tiempo
permanece cerrado gracias a la acción de un contrapeso (16),
evitando las pérdidas de agua por evaporación y la entrada de luz
(figura 4). Igualmente, dicho mecanismo está diseñado para
facilitar la entrada de aire al recipiente, evitando que se
produzca un vacío en éste, cuando sale agua hacia la red de
distribución hidráulica, con lo que se mejora notablemente la
adecuada circulación de agua por toda la red. La localización de
dicho orificio (4), situado cerca de la pared del recipiente (1),
preferiblemente a 1 cm, junto con la acción del citado mecanismo de
palanca (5), contribuyen a que la entrada de agua se realice muy
cerca de la pared del recipiente, preferentemente fluyendo por su
superficie, en la parte de éste más alejada del orificio de salida
(6) hacia la red de distribución de riego (2). El fondo del
recipiente (figura 3) está dotado de una serie de nervaduras o
láminas verticales (7) de una altura igual a la que se encuentra el
orificio de salida hacia la red, preferentemente 2 cm. Dichas
nervaduras o láminas, que se prolongan de pared a pared en
dirección perpendicular a la que debe recorrer el agua desde su
entrada hasta su salida del recipiente, y que se encuentran
separadas preferentemente entre 4 cm y 6 cm, actúan como una
rejilla de decantación, dificultando que partículas sólidas se
introduzcan en la red de distribución de riego. Adicionalmente,
dichas láminas o nervaduras (7) le dan una mayor consistencia al
recipiente (1).
La red de distribución de agua (2) se dimensiona
en función del número y la situación de las plantas a las que se
desea aportar el riego. Consta de tubo flexible de material
plástico opaco (8), preferentemente PVC, en el que se insertan las
cápsulas de riego por exudación (9). La red de distribución
hidráulica puede ser, preferentemente, de tipo convencional, de las
utilizadas en riego por goteo. Las cápsulas están fabricadas de
material poroso, preferiblemente material cerámico sin vitrificar o
parcialmente vitrificado. El equilibrio entre el grosor de la pared
(10) de la cápsula, preferentemente entre 4 mm y 8 mm, y la
porosidad del material con que se fabrica, debe ser tal que permita
el paso de agua por exudación sólo cuando se alcance una tensión de
succión exterior de entre 200 kPa y 250 kPa (dependiendo de la
textura del suelo en el que se vaya a utilizar y, principalmente,
de la tolerancia a la sequía de las especies vegetales
trasplantadas). La invención, sin ninguna energía auxiliar,
aprovecha para su funcionamiento la propia capacidad de succión del
suelo al secarse.
El final de la red de distribución (11) se
dejará abierto para permitir la salida de aire, y mejorar así la
circulación de agua desde el recipiente. Dicho final,
preferentemente se instalará en la pared exterior del recipiente
(1), hasta una altura correspondiente a su máxima capacidad de
almacenamiento, con un tubo de material plástico, preferentemente
transparente (12), para que adicionalmente sirva para ver el nivel
de agua alcanzado que, por comparación con el nivel de agua en el
interior del recipiente, servirá de indicador de si la red de
distribución (2) está funcionando adecuadamente.
Tal y como muestra la figura 2, la cápsula de
exudación presenta una configuración cilíndrica cerrada por una de
las bases. El extremo abierto de la cápsula es cerrado mediante un
tapón (13) con un orificio central en el que se acopla el extremo
de un tubo flexible (14). En el extremo distal de este tubo, por el
que se inserta en los tubos (8) de la red de distribución
hidráulica, tiene un cuello hueco (15) que permite su adaptación.
Las dimensiones de la cápsula están en función del tipo de
vegetación a regar. Asimismo, su colocación a mayor o menor
profundidad del suelo viene determinada por la profundidad y
características de desarrollo del sistema radical de las plantas
implantadas en los primeros años tras su trasplante.
Los materiales que se emplean en la fabricación
del depósito, de la red de distribución hidráulica o de los
elementos que la constituyen son independientes del objeto de esta
invención, así como las dimensiones y formas de los mismos, siempre
que no se aparten del ámbito definido por las siguientes
reivindicaciones.
Claims (9)
1. Sistema autónomo de riego para supervivencia
de plantas, que estando diseñado para almacenar el agua de lluvia y
poner a disposición de las plantas la cantidad de agua mínima
imprescindible para evitar su muerte durante los periodos de sequía,
se caracteriza porque consiste en un recipiente de
almacenamiento (1), que en su parte superior tiene una cubierta (3)
dotada en su parte superior de una malla que actúa como filtro,
habiéndose previsto que tal cubierta (3) esté afectada de un
orificio (4) para evacuación del agua de la misma hacía el interior
del recipiente de almacenamiento (1), a cuyo orificio (4) está
asociado un mecanismo de palanca (5) que se abre cuando llueve
permitiendo el paso del agua hacia el interior del propio recipiente
de almacenamiento (1), cerrándose por acción de un contrapeso (16)
cuando cesa la lluvia; mientras que en la parte inferior dicho
recipiente de almacenamiento (1) incluye una rejilla de decantación
(7), con la particularidad de que conectado al propio recipiente de
almacenamiento (1) se ha previsto una red de distribución hidráulica
(2) en la que van insertadas cápsulas (9), de material poroso, que
permiten el paso del agua por exudación solo cuando se alcanza una
tensión de succión exterior elevada, provocada por el suelo al
secarse.
2. Sistema autónomo de riego para supervivencia
de plantas, según reivindicación 1, caracterizado porque la
cubierta (3) es de mayor amplitud que el recipiente para permitir
una mayor acumulación de agua, y donde el orificio (4) esté
localizado en proximidad a la propia pared del recipiente de
almacenamiento (1) en orden a que el agua entrante fluya por esa
pared del recipiente de almacenamiento (1) situado en
correspondencia con la parte mas alejada del correspondiente
orificio de salida (6) hacia la red de distribución de riego
(2).
3. Sistema autónomo de riego para supervivencia
de plantas, según reivindicación 1, caracterizado porque el
recipiente de almacenamiento (1) presenta en su fondo una pluralidad
de nervaduras o láminas verticales (7), cuya altura se corresponde
con la cota del orificio de salida (6).
4. Sistema autónomo de riego para supervivencia
de plantas, según reivindicación 1, caracterizado porque la
red de distribución de agua (2) está dimensionada en función del
número y la situación de las plantas a las que se desea aportar el
riego, estando dicha red de distribución de agua (2) constituida
por un tubo flexible (8) sobre el que van insertadas las cápsulas de
riego por exudación (9).
5. Sistema autónomo de riego para supervivencia
de plantas, según reivindicación 4, caracterizado porque el
tubo flexible (8) de la red de distribución de agua (2) es de
material plástico opaco, preferentemente PVC, mientras que las
cápsulas de riego por exudación (9) están constituidas por un
material cerámico sin vitrificar o parcialmente vitrificado, de
forma que el equilibrio entre el grosor de la pared (10) de la
cápsula (9), preferentemente entre 4 y 8 mm, y la porosidad de la
propia cápsula (9), es tal que permite el paso del agua por
exudación solo cuando se alcanza una tensión de succión exterior de
entre 200 kPa y 250 kPa, aprovechando la propia capacidad de
succión del suelo al secarse, sin necesidad de energía auxiliar.
6. Sistema autónomo de riego para supervivencia
de plantas, según reivindicaciones 1 y 4, caracterizado
porque el final (11) de la red de distribución de agua (2) es
abierto para permitir la salida de aire, estando dicho final (11)
previsto en correspondencia con la pared externa del recipiente de
almacenamiento (1) hasta una altura correspondiente a su máxima
capacidad de almacenamiento, con un tubo de material plástico (12),
preferentemente transparente, que permite observar el nivel de agua
alcanzado, y por comparación el nivel en el interior del recipiente
para indicar si la red de distribución está funcionando
correctamente.
7. Sistema autónomo de riego para supervivencia
de plantas, según reivindicación 1, caracterizado porque las
cápsulas de exudación (9) presentan una configuración cilíndrica
cerradas por una de sus bases, mientras que su base abierta
incorpora un tapón (13) con un orificio central en el que va
acoplado el extremo de un tubo flexible (14) cuyo extremo distal
(15), a través del cual se inserta en el tubo de distribución de
agua (2), está dotado de un cuello que permite su adaptación.
8. Sistema autónomo de riego para supervivencia
de plantas, según reivindicación 1, caracterizado porque el
recipiente de almacenamiento (1) está preferentemente constituido
en un material plástico opaco, mientras que la malla de la cubierta
(3) es de material plástico con una luz de malla comprendida entre
1 mm y 5 mm.
9. Sistema autónomo de riego para supervivencia
de plantas, según reivindicación 3, caracterizado porque las
nervaduras o láminas verticales (7) del fondo del recipiente de
almacenamiento (1) presentan una altura preferentemente de 2 cm y
están separadas entre 4 cm y 6 cm, proporcionando dichas nervaduras
o láminas verticales (7) una mayor consistencia al recipiente de
almacenamiento (1).
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