ES2351840B1 - Depósito captador de lluvia para riego con efecto protector tipo planta nodriza. - Google Patents
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Abstract
Depósito captador de lluvia para riego con
efecto protector tipo planta nodriza, que comprende una estructura
cilíndrica con malla de sombreado y un depósito de agua (D), con una
tapadera cóncava (T), con una válvula antirretorno que permite la
entrada por gravedad del agua de lluvia, conectado dicho depósito a
un tubo de riego por goteo, que puede estar controlado por un
temporizador o un dispositivo de descarga retardada, con posibilidad
de instalación de un mecanismo fotosensible. El depósito puede tener
una prolongación a modo de visera hecha de material microperforado,
y puede estar conectado en serie con otros depósitos análogos.
Description
Depósito captador de lluvia para riego con
efecto protector tipo planta nodriza.
El sector de la técnica de la presente invención
es el de dispositivos para riego que incorporan depósitos para
automatizar el proceso de riego y aumentar el aporte hídrico.
Concretamente sistemas de riego que comprenden una estructura para
la protección de la planta contra agentes externos (animales,
climatológicos, etc.) y sistemas con recipiente para recogida de
agua de precipitación y riego retardado.
Las plantaciones de árboles y las
reforestaciones tienen una gran utilidad en nuestra sociedad. Sus
beneficios son variados e importantes: obtención de materias primas
(madera, celulosa, frutos, etc.), prevención de la erosión,
mantenimiento de la biodiversidad, reducción del efecto invernadero
o calentamiento global, etc.
Sin embargo, muchas de estas plantaciones al
realizarse en medios silvestres y en grandes extensiones, tienen
diversas dificultades de índole técnica y económica, que las hacen
costosas y poco exitosas, principalmente por lo inviable del uso de
medios tradicionales de riego.
Por otra parte, existen numerosos estudios
científicos que confirman el efecto beneficioso de algunas especies
vegetales propias de la dinámica sucesional del ecosistema, para el
crecimiento de especies leñosas con mayores exigencias hídricas o
ambientales. Las especies leñosas también pueden ser muy frágiles
ante los herbívoros en fases juveniles, y pueden beneficiarse de
cierta protección al crecer debajo de otras plantas más resistentes
a los herbívoros. Este fenómeno conocido en términos biológicos como
facilitación, es responsable de la dinámica sucesional progresiva
del ecosistema, que permite el desarrollo de bosques a partir de
condiciones iniciales poco favorables. A las especies que facilitan
el desarrollo de otras más exigentes se les denomina plantas
nodriza.
En el balance hídrico de una planta intervienen
principalmente dos parámetros, por un lado el aporte de agua al
suelo disponible para las raíces, y por otro el consumo de agua por
parte de la planta, por ejemplo para regular su temperatura. Este
consumo de agua se debe principalmente a la evapotranspiración de la
planta. Por tanto, el balance hídrico se puede mejorar mucho
disminuyendo la evapotranspiración. Por ejemplo, si proporcionamos a
la planta cierta sombra, disminuirá su temperatura y su necesidad de
evapotranspiración, mejorando el balance hídrico en épocas de
escasez.
Existen en el estado del arte sistemas que
incorporan depósitos y que automatizan el riego y aumentan el aporte
hídrico, como los recogidos en los documentos ES0473840, ES 1041891
U, y ES2013327. Sin embargo, estos sistemas no hacen frente a otras
necesidades de las plantas, como la de una insolación moderada, ni
tampoco ofrecen protección frente a animales; de modo que
dependiendo de la bondad del clima y de la fragilidad de las
plántulas existen numerosas bajas. Por ejemplo, en ambientes con
cierta aridez o en ambientes mediterráneos es frecuente alcanzar
tasas de mortalidad en las primeras plantaciones cercanas al 80% o
inclusive superiores. Esto supone unas pérdidas importantes al tener
que retirar las plantas muertas y sustituir las bajas por otras
nuevas en temporadas sucesivas. Suele ocurrir que las especies más
valoradas, desde el punto de vista productivo o ambiental, son
especies más exigentes desde el punto de vista hídrico/climático o
más sensibles a los herbívoros, como por ejemplo frondosas (robles,
alcornoques, hayas, etc.). Además, en ciertos lugares, debido al
riesgo de erosión o a su gran valor ambiental, la mortalidad de la
plantación y la consecuente demora en el tiempo de desarrollo de la
cubierta vegetal, supone un grave perjuicio que con la técnica
actual es difícil de evitar.
Por otro lado, la técnica actual incluye
dispositivos de sistemas de riego que combinan una estructura para
la protección de la planta contra agentes climatológicos, con un
recipiente para recogida de agua de la precipitación y riego
posterior; como los descritos en los documentos WO2005034611 y
US2008092440. Sin embargo, en estos dispositivos los elementos de
protección o bien interfieren con los aportes hídricos naturales o
bien recogen agua que la plántula podría aprovechar de forma
natural, siendo por tanto poco eficientes.
Además estos dispositivos de riego y captación
no están diseñados para la protección frente a animales y pueden ser
costosos o complejos, lo cual los hace inviables en diversas
circunstancias, como los medios forestales.
Frente a esto, la invención propuesta plantea un
dispositivo de bajo coste que permite simultáneamente el aporte
hídrico natural de las plantas, un riego suplementario por aporte
hídrico diferido y protección frente a agentes externos. Su uso
supondría mejorar el éxito de las plantaciones o acelerar el
desarrollo de las plantas.
El dispositivo planteado se compone de dos
componentes. El primer componente es un depósito capaz de almacenar
agua, recoger agua procedente de la precipitación evitando su
pérdida y suministrarla a una planta. El suministro de agua se
realiza paulatinamente, mediante un mecanismo retardado tras las
precipitaciones, de tal forma que además de aumentar la cantidad de
agua suministrada a la planta, aumenta el periodo de tiempo en el
que el agua está disponible para la planta, manteniendo el suelo
húmedo y aumentando el balance de número de días de lluvia/días
secos. Así la planta recibe un aporte hídrico no sólo en los días de
lluvia, sino también en los días posteriores, procedente del agua
recogida en el depósito.
El segundo componente es una estructura capaz de
suministrar cierta sombra y/o protección mecánica a una planta y, de
este modo, reducir el exceso de radiación solar y/o la acción
perjudicial de inclemencias meteorológicas y/o animales herbívoros.
Esta estructura está diseñada para no reducir el aporte hídrico
natural que recibiría la planta. Por ejemplo, podría ser una
estructura cilíndrica reticulada con una tapadera de malla de
sombreado que proporciona protección a la plántula, pero permite el
paso del agua de lluvia que recibe dicha plántula de forma
natural.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características de la invención, acompaña a la presente memoria
descriptiva, como parte integrante de la misma, un juego de planos,
en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha
representado lo siguiente:
La figura número 1 muestra una vista en sección,
según un corte vertical, del depósito (D) con tapadera (T) de forma
cóncava, en el que se muestra la ubicación de la válvula
antirretorno (V).
La figura número 2 muestra una visión en
sección, según corte vertical, del orificio de la tapadera (T) que
permite la entrada del agua al depósito, mediante la apertura de una
válvula antirretorno (V) que se acciona mediante muelles (M) que
permiten el cambio de posición del elemento obturador (A) en función
del peso del agua que se acumula en la tapa.
La figura número 3 muestra un esquema de
funcionamiento del cierre del dispositivo de descarga retardada que
comprende un cuenco o recipiente (C), situado en un extremo de un
elemento, que al estar lleno de agua ejerce un peso en un elemento
que pivota sobre un punto (O) a modo de palanca, y en cuyo extremo
hay una junta de goma (X) que actúa a modo de tapón sobre la salida
del gotero (G), cerrando el paso de agua.
La figura número 4 muestra un esquema de
funcionamiento de la apertura del dispositivo de descarga del
depósito, en el que cuando el cuenco o recipiente (C) está vacío la
presión del agua del gotero desplaza la junta de goma (X),
permitiendo la salida de agua.
La figura número 5 muestra una vista en sección,
según corte vertical, del dispositivo, según ejemplo de realización,
apreciándose las principales partes y elementos que lo integran, así
como la configuración y disposición de los mismos, distinguiéndose
particularmente el depósito (D), el elemento de protección mediante
malla de sombreado (S), el elemento protector (P) frente a
herbívoros y la planta protegida (PI).
El primer componente, el depósito (D) o tanque
para riego, puede ser individual o para un grupo de plantas. Este
depósito (D) (Fig. 1) tiene una forma adecuada para recoger el agua
de lluvia, por ejemplo dispone de una tapadera (T) o elemento
superior con forma cóncava, en forma de embudo o paraguas invertido.
De esta forma el agua precipitada es desviada y concentrada hacia la
propia entrada del depósito (D).
La entrada del depósito (D) está constituida por
una pequeña abertura, una rejilla pequeña o bien una válvula
antirretorno (V). La función de la pequeña abertura, de la rejilla o
de la válvula antirretorno (V) es permitir la entrada por gravedad
del agua en el depósito (D), reduciendo la salida de la misma por
evaporación, así como impedir la entrada de animales o pequeños
objetos al interior del depósito (D). Por ejemplo (Fig. 2) en un
tipo posible de válvula (V), el peso del agua acumulada sobre la
tapadera (T) cóncava, vence parcialmente la resistencia de los
medios elásticos, por ejemplo muelles (M), que sujetan el tapón (A)
bajo la abertura. El tapón (A) baja y el agua penetra en el depósito
(D) por gravedad. Una vez ha entrado el agua, el tapón (A) vuelve a
su posición original y por la acción de los muelles (M) se mantiene
cerrada la abertura, impidiendo la evaporación y la entrada de
partículas.
El diseño y las dimensiones del depósito están
particularizados para cada tipo de planta y entorno en concreto.
Este diseño debe ser el apropiado para optimizar las siguientes
variables:
- \bullet
- Cuantía de las precipitaciones, precipitación media y su distribución, según la climatología existente en la zona.
- \bullet
- Tamaño o volumen y distribución tridimensional del sistema radicular de la/s plántula/s a regar.
- \bullet
- Necesidades hídricas de la/s plántula/s a regar.
- \bullet
- Coste de fabricación del dispositivo.
- \bullet
- Efecto protector debido a la forma del dispositivo.
La cuantificación de las variables mencionadas
puede utilizarse para diseñar un depósito dimensionado a la planta,
a las dosis de riego y al entorno climatológico concreto.
El depósito (D), en su parte baja, dispone de un
mecanismo de salida para el vaciado del depósito por gravedad, que
está conectado a un medio de riego, como por ejemplo un microtubo
para riego por goteo (G).
El vaciado del depósito (D) se realiza por medio
de un dispositivo de descarga retardado, de tal forma que libera
agua en momentos posteriores a la caída de las precipitaciones. Este
dispositivo de descarga retardada puede ser de varios tipos, como
por ejemplo una válvula de cierre controlada por un contrapeso de
agua de lluvia recogida; de tal forma que cuando llueve el peso del
agua cierra la válvula y en días posteriores, cuando el agua de
lluvia se evapora, la válvula se abre permitiendo la salida del agua
almacenada (Fig. 3 y 4). Otros ejemplos de dispositivo de descarga
retardada podrían ser piezas de materiales porosos (fibras,
arcillas, etc.) que permiten el riego por capilaridad de forma
lenta. También podrían utilizarse una pieza de material dilatable
que contiene un microtubo finísimo o una abertura para la salida de
agua, de forma que cuando la pieza está contraída el día de lluvia
no descarga (por ejemplo por estar fría y/o empapada), pero en días
posteriores cuando la pieza dilata (por ejemplo al calentarse con el
sol) permite la descarga a través de la abertura o microtubo.
Finalmente podría utilizarse un mecanismo de descarga más
sofisticado, tal como una válvula con temporizador, o una válvula
con un mecanismo fotosensible que no descargue en días nublados.
La invención también puede incorporar conexiones
para conectar varios depósitos (D) entre sí o con depósitos
auxiliares, para permitir el vaciado consecutivo de varias dosis de
riego, o bien permitir suplementos de riego a partir de otras
fuentes (como por ejemplo pozos o camiones cisterna). Este mecanismo
debería contar al menos con una entrada en la base del depósito de
igual o menor diámetro que una salida hacia el siguiente depósito
(D), situada en la parte superior de dicho depósito. Conectando los
depósitos alternativamente de esta forma, se podría regar toda la
plantación haciendo un aporte desde un único punto más elevado, al
aprovechar el llenado y el rebose-vaciado de los
depósitos (D) por gravedad. También pueden conectarse uno o varios
depósitos (D) a uno o varios mecanismos de descarga de dosis de
riego intermitente o consecutivo; como por ejemplo varios depósitos
(D) conectados a dispositivos de apertura retardada con diferente
retardo para descargar en diferentes momentos sucesivos. Esto podría
conseguirse por ejemplo con mecanismos de apertura retardada (Fig. 3
y 4) con cuencos (C ) o recipientes de diferentes capacidades, aptos
para llenarse rápidamente de agua al llover.
El segundo componente (Fig. 5), la estructura de
protección frente a agentes externos, aporta al dispositivo un
"efecto nodriza", para proteger y facilitar el crecimiento de
las plantas. Con el diseño adecuado, proporciona a la planta cierta
sombra, disminuyendo su temperatura y su necesidad de
evapotranspiración, mejorando así el balance hídrico en épocas de
escasez.
A la vez que se produce sombra, con un diseño
apropiado de la estructura también es relativamente fácil proteger
contra el ataque de ciertos herbívoros y de otras inclemencias
meteorológicas (pedrisco, vientos, nieve, exceso de insolación). Un
ejemplo (Fig. 5) podría ser un depósito (D) adosado con un protector
cilíndrico reticulado (P) con malla de sombreado (S) en determinadas
zonas.
El depósito individual para riego de
repoblaciones forestales en ambientes mediterráneos, comprende un
depósito (D) con forma similar a un cubo o balde de unos 30 litros
de capacidad, hecho con material impermeable, preferentemente
biodegradable.
El depósito (D) posee una tapadera (T) de forma
ligeramente cóncava en forma de embudo. En el centro de la tapadera
hay una pequeña válvula antirretorno (V) accionada por un muelle (M)
suave, que permite la entrada de agua desde arriba por gravedad,
pero mantiene cerrada la abertura mediante un tapón (A) que la
cierra si el agua depositada en la tapa (T) no ejerce peso
suficiente, disminuyendo la evaporación e impidiendo el acceso de
animales u objetos al interior.
El depósito (D) está conectado en su base
mediante un microtubo a un gotero (G) de apertura retardada. El
mecanismo de apertura retardada comprende un cuenco o recipiente
(C'), o microcuenco, (C), capaz de llenarse rápidamente de agua al
llover. Este microcuenco (C) cuando está lleno, ejerce un peso en un
elemento que pivota sobre un punto (O) a modo de palanca, cuyo apoyo
es una junta de goma (X) que funciona como un tapón sobre la salida
del gotero, cerrando el paso cuando el microcuenco está lleno.
Cuando el agua del microcuenco (C') se evapora), disminuye su peso y
permite el riego gota a gota en días posteriores (Fig. 4).
El depósito tiene una prolongación en la parte
superior en forma de visera hecha con malla de sombreado (S) o
material microperforado biodegradable, y colocada de forma
sensiblemente perpendicular al depósito (D) gracias a un elemento
protector cilíndrico reticulado (P) de apoyo, de manera que proyecta
sombra durante las horas de máxima insolación sobre la plántula
situada en la parte inferior. Su situación y diseño protege de otros
agentes externos (herbívoros, heladas, etc.) y da sombra a la
plántula reduciendo la evapotranspiración, sin disminuir el acceso
de la planta al agua de lluvia. A la vez que suministra sombra y
protección, realiza un riego suplementario retardado a la planta
inferior más próxima (Fig. 5).
Claims (12)
1. Depósito captador de lluvia para riego con
efecto protector tipo planta nodriza, que comprende un depósito (D)
para recolectar y almacenar agua de lluvia, el cual incorpora un
dispositivo de descarga retardada de agua a una planta, y una
estructura de protección (P) de la planta frente a agentes externos,
caracterizado por que la estructura de protección (P) es un
protector cilíndrico reticulado con malla de sombreado.
2. Depósito según reivindicación 1,
caracterizado por que el depósito tiene una tapadera (T), en
forma de embudo o paraguas invertido, con una abertura dotada de una
rejilla para la entrada por gravedad de agua al depósito (D).
3. Depósito según la reivindicación 1,
caracterizado por que el depósito tiene una tapadera (T), en
forma de embudo o paraguas invertido, con una abertura dotada de una
válvula antirretorno (V) que dispone de un tapón sujetado por unos
medios elásticos (M), de forma que el peso del agua sobre la
tapadera (T) vence parcialmente la resistencia de los medios
elásticos (M), que sujetan el tapón de la válvula antirretorno (V),
permitiendo la entrada de agua por gravedad al depósito (D).
4. Depósito según la reivindicación 1,
caracterizado por que el depósito, en su parte baja, dispone
de un microtubo (G) para riego por goteo para el vaciado del
depósito (D) por gravedad.
5. Depósito según la reivindicación 1,
caracterizado por que el dispositivo de descarga retardada
comprende una válvula de cierre controlada por el contrapeso de agua
en un cuenco o recipiente (C').
6. Depósito según la reivindicación 1,
caracterizado por que el dispositivo de descarga retardada
comprende una o varias piezas de materiales porosos.
7. Depósito según la reivindicación 1,
caracterizado por que el dispositivo de descarga retardada
comprende una o vahas piezas de material dilatable por temperatura
y/o humedad.
8. Depósito según la reivindicación 1,
caracterizado por que el dispositivo de descarga retardada
comprende una válvula con temporizador.
9. Depósito según la reivindicación 1,
caracterizado por que el dispositivo de descarga retardada
comprende un mecanismo fotosensible que impide el riego en días
nublados.
10. Depósito según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el
depósito incorpora una o varias conexiones a otros depósitos y/o a
depósitos auxiliares y/o a medios de descarga retardada y/o
intermitente.
11. Depósito según la reivindicación 10,
caracterizado por que el depósito (D) tiene en su base al
menos una entrada que lo conecta con el depósito anterior y en su
parte superior una salida que lo conecta con el depósito posterior,
siendo la entrada de igual o menor diámetro que la salida.
12. Depósito según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos
parte de los materiales utilizados en su fabricación son
biodegradables.
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