ES2563102B1 - Emisor de riego con control higroscópico autónomo - Google Patents

Abstract

Emisor de riego con control higroscópico autónomo que, configurado a partir de un cuerpo (1) de material plástico, acoplable en número variable a un tubo (2) de riego de una instalación, y dotado con una boca de salida (3) para el paso de flujo desde dicho tubo hacia el exterior, incorpora interiormente una válvula (4) que regula el grado de apertura o cierre de su boca de salida (3) accionada a través de un elemento higroscópico (5) al que se encuentra vinculada, el cual, conformado por una pieza alojada en un soporte (6), tiene capacidad para modificar su volumen en función de la humedad existente en su entorno. La válvula (4) está conformada por una membrana (41) elástica y un pisón (42), por una pieza corredera (43), por un actuador hidráulico y una membrana (41), o por un actuador hidráulico y una corredera (43).

Description

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EMISOR DE RIEGO CON CONTROL HIGROSCbPICO AUTONOMO

DESCRIPCION

OBJETO DE LA INVENCION

La invention, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un emisor de riego con control higroscbpico autbnomo, el cual aporta, a la funcion a que se destina, varias ventajas y caracteristicas de novedad, que se describirein en detalle mas adelante y que suponen una destacable mejora del estado actual de la tecnica en su campo de aplicacion.

Mas en particular, el objeto de la invention se centra en un emisor aplicable para su incorporation, normalmente de manera plural en diferentes puntos, en una instalacion de riego para que fluya el agua a su traves, permitiendo que pueda auto-regularse el caudal de flujo en cada punto donde se incorpora uno de dichos emisores de manera independiente, autonoma y sin control externo, segun la humedad que detecta el elemento higroscdpico que llevan incorporado y que actua a modo de valvula, evitando que sea necesaria la utilization de detectores de humedad electronicos, sistemas resistivos, capacitivos u otros dispositivos para determinar la humedad del sistema.

CAMPO DE APLICACION DE LA INVENCION

El campo de aplicacion de la presente invention se enmarca dentro del sector de la agricultura, centrandose particularmente en el £mbito de los sistemas de riego, tanto para cultivos como para jardines, y m£s en particular en los sistemas de riego autonomos basados en el control de humedad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCI6N

La cada vez mas comun escasez de los recursos hidrdulicos destinados al riego de los cultivos agricolas y plantaciones destinadas a jardines y usos varios, exige y exigira crecientemente una cuidadosa y severa administration de los mismos, utilizando los medios tecnicos idoneos para hacer compatible una austera regulation de su consumo con la satisfaction de las necesidades hidricas de dichos cultivos y plantaciones.

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El medio mas destacado para este fin es el riego por goteo, metodo que consiste en la distribucidn del agua por una red de tuberias flexibles, tendidas en superficie o de forma subterranea, en las cuales se intercala un elemento de salida del liquido (gotero) que la regula gota a gota, situado de forma que se produzca el debito en el lugar necesario, es decir, en la proximidad del tallo de la planta o tronco del £rbol regado, a fin de que pueda ser absorbida el agua por las raices, con el mayor aprovechamiento posible de agua y nutrientes aportados a traves de ella.

El caudal de salida suministrado por el gotero es, o bien proporcional a la presidn del fluido en el punto de la tuberia en el que se instala, para las instalaciones con goteros turbulentos con seccidn de salida constante y presion variable en funcidn de la cota del terreno en la que se ha instalado, o el caudal es m£s constante, para las instalaciones con goteros autocompensantes, donde la seccidn de salida es variable para compensar las diferentes presiones, siendo imprescindible, en ambos casos, un estudio de la longitud de ramal de riego en funcidn de los dicimetros de tuberia usados, caudal nominal de los goteros usados a la presion en cada zona, as! como la distancia entre emisores (goteros) usada y presidn de bombeo disponible.

Por otra parte, las redes de distribucion convencionales, tendidas en superficie, sobre el terreno, son muy vulnerables en las operaciones de laboreo, tanto si es manual como si es mecanizado, y al deterioro ambiental, aumentando el riesgo de desperfectos y roturas en tuberias y emisores, adem£s de favorecer en mayor medida que el riego subterraneo a la aparicion de hiervas y malezas no deseadas en los cultivos.

Tambien existen textos a favor de la position fija de emisores ya que las raices crecen en funcion de la situacidn del terreno humedo con lo que la variation de la disposition de estos no es recomendable, ademas la eficacia del sistema puede verse afectada negativamente.

Por todas estas razones, la tendencia actual de la t6cnica es la de enterrar las tuberias con sus emisores, creando redes subterraneas de distribucion, con lo que se consigue su invulnerabilidad y su inmovilidad, con todas las ventajas inherentes a ello, anteriormente expuesto.

Sin embargo, las distribuciones subterraneas tambten presentan un problema de obstruction

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cuando el sentido de fluido se invierte durante los paros del riego, si los em iso res no disponen del sistema denominado “antisuccion”, provocando en muchos casos su inutilizacion por depositos de tierra.

Usando estos sistemas ha habido perfeccionamientos para el control del riego, control que se efectua a traves de lecturas de humedad en un punto del terreno, o lecturas de humedad ambientales, y que determinan la duration o ciclos de riego por sectores.

Sin embargo, los sistemas utilizados no pueden tener en cuenta las distintas necesidades en cada punto de terreno y drbol, ya que, por ejemplo, en las zonas expuestas al sol el terreno tiene una mayor necesidad hidrica que en las zonas donde la propia sombra del arbol conserva niveles de humedad elevados.

Por ello, estos sistemas convencionales resultan insuficientes para atender la realidad hidrica de la planta, irrigando lo mismo en las zonas muy soleadas que en las zonas sombreadas, con la consecuente falta de humedad en las zonas soleadas ya que se secan mucho m£s deprisa, y la sobre irrigation en las zonas hOmedas que no necesitan tanto aporte hidrico, fomentando de esta manera apariciones de hongos y enfermedades innecesarias que no aparecerian con un mejor reparto del aporte hidrico si se dispusiera de control mas preciso de la humedad.

Otro de los fallos de control de humedad con los sistemas actuales puede ser causado porque en determinadas zonas de cada parcela o terreno existe diferente tipo de formation del suelo, es decir, en una misma parcela puede haber zonas m£s arenosas y pedregosas, y zonas mas arcillosas, con lo que las humedades residentes son diferentes para las plantas que estan en cada zona.

El objetivo de la presente invention es pues, dotar al mercado de un nuevo tipo de emisor para los mencionados sistemas de riego que permita evitar los inconvenientes descritos y proporcione un medio de control mas preciso de la humedad, evitando, al mismo tiempo, la utilizacidn de aparatos y dispositivos electronicos que encarecen la instalacion. En definitiva, un nuevo tipo de emisor de riego que cambie los conceptos anteriormente descritos en los sistemas de riego por goteo conocidos, y consiga la elimination de todos los inconvenientes propios del sistema de riego subterraneo con emisores o goteros autocompensantes y turbulentos como los anteriormente descritos.

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Por otra parte, y como referenda al estado actual de la tecnica, cabe senalar que, al menos por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ningun otro emisor de riego o invencion de aplicacion similar que presente unas caracterlsticas tecnicas, estructurales y constitutivas semejantes a las que presenta el que aqui se preconiza, segun se reivindica.

EXPLICACION DE LA INVENCI6N

El emisor de riego con control higroscopico autonomo que la presente invencion propone se configura, pues, como una destacable novedad dentro de su campo de aplicacion, ya que a tenor de su implementation y de manera taxativa, se alcanzan satisfactoriamente los objetivos anteriormente senalados, estando los detalles caracterizadores que la distinguen de lo ya conocido convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompafian a la presente memoria descriptiva de la misma.

De manera concreta, lo que la invencidn propone, a diferencia de los sistemas conocidos, es un emisor de riego que no funciona por goteo, sino como una valvula, debido a que la emision de liquido que fluye a su trav6s va en funcidn de la humedad del terreno en que se encuentra el emisor. Asi, y gracias a ello, en una misma instalacion, unos emisores pueden emitir gran caudal en forma de chorro, otros hacerlo de gota en gota y otros, incluso, permanecer cerrados porque el nivel de humedad que detectan es muy alto, y por ello su comportamiento es como el de una valvula con control higroscopico autonomo.

Para ello, el emisor de la invencidn se configura a partir de un cuerpo hueco, normalmente de pldstico, con entrada y salida de fluido que se incorpora acoplado a la tuberia de la instalacidn, en cualquier forma conocida, con la particularidad de llevar incorporado, dicho cuerpo, un elemento higroscopico, consistente en una pieza de cualquier material higroscopico (maderas, polimeros, arcillas, geles, etc.), capaz de situarse en equilibrio de humedad con la zona que le rodea, adquiriendo el cambio de volumen propio de estos materiales, en funcidn de la humedad de equilibrio que alcanza en cada momento.

Ademas, el cuerpo del emisor incorpora tambi&n una membrana de material elastico, como silicona, EVA, caucho o elastomero en general, situada en el interior del mismo, de modo que es capaz de regular el grado de la apertura o cierre de flujo de dicha salida.

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Adicionalmente, el cuerpo del emisor cuenta asimismo con un pison que, colocado de modo apropiado entre el elemento higroscopico y la membrana, es empujado por el cambio de volumen de dicho elemento higroscopico y, junto con la membrana, hace de regulador del paso de flujo a traves de la salida.

En concreto, su funcionamiento es el siguiente: A la llegada del flujo por la entrada del cuerpo, la propia presion del mismo levanta la membrana elastica y sigue su paso hacia la salida del emisor sin mas obstaculos. Solo posteriormente, cuando el elemento higroscopico detecta la humedad circundante y cambia su volumen, activa el pisbn que empuja la membrana reduciendo paulatinamente el paso de caudal a traves del orificio de salida, hasta conseguir su cierre total en el momento de maxima humedad en el elemento higroscopico. Pasado un tiempo, cuando el elemento higroscopico se vaya secando por la falta de humedad en su zona circundante, y su volumen vuelva a disminuir, dejarci de ejercer presion sobre el pisbn y este sobre la membrana, volvtendose a abrir el paso del flujo a traves del orificio de salida del emisor.

Conviene sefialar que, en una variante de realization, el pison se sustituye por una corredera que se desplaza movida por el cambio de volumen del elemento higroscopico y obtura o abre el orificio de salida directamente, es decir, sin necesidad de que exista una membrana elSstica.

Finalmente, cabe mencionar que opcionalmente se contempla tambien la interposition de un actuador hidraulico que transmite el movimiento del elemento higroscopico, por su cambio de volumen al humedecerse, hasta la membrana o, en su caso, hasta la corredera.

En definitiva, el emisor comprende un cuerpo cuya boca de salida incorpora una valvula que regula su grado de apertura o cierre siendo accionada por la capacidad para modification de volumen de un elemento higroscopico vinculado a ella en funcion de la humedad existente en su entorno, y donde dicha valvula la forman un pison y una membrana eleistica, o una pieza corredera, o un actuador hidrSulico y una membrana eleistica, o un actuador hidraulico y una corredera.

Con todo ello, son numerosas las ventajas que proporciona el emisor de la invention, destacando las siguientes:

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Como el control es individual en cada emisor, elimina toda la problematica descrita de los sistemas convencionales que depositan las mismas cantidades de riego en todos los emisores, con el consecuente despilfarro de agua, ademas del sobrecoste en abono y la amplification de deposiciones en exceso de sulfatos y abonos que pueden acabar en contaminacidn de aguas subterraneas.

El emisor de la invencidn ataca directamente el problems de ahorro de agua y aporta un gran valor a la sostenibilidad y al ahorro energetico, ya que este sistema tiene una franja de actuacidn corta, por lo que el riego se puede efectuar en menos tiempo, y que no depende el caudal y del tiempo de riego, de la forma en que lo hace un sistema convencional de riego por goteo.

Tambien produce un ahorro en las instalaciones debido a que no es tan necesario el calculo de p6rdida de carga en tuberias y el calculo de bombeo necesario en la instalacion, porque el funcionamiento es progresivo, es decir, de acorde al bombeo dispuesto, diametro de tuberia disponible y caudal depositado por emisor, la longitud de ramal llega hasta una cota determinada, pero, a medida que los emisores van captando el nivel de humedad (cuestion de minutos), se van cerrando porque detectan suficiente humedad, esta presion y caudal avanza hacia nuevos emisores m£s lejanos en la tuberia, con lo que las longitudes de ramal pueden alcanzar valores insospechables y con diametros nunca pensados en riegos convencionales.

Otra de las ventajas es que cubre tambien el sentido opuesto de circulation del flujo, es decir, cumple la funcion llamada antisuccion, ya que una vez alcanzada la humedad y el elemento higroscopico hace que se cierre el emisor, lo hace en ambos sentidos del fluido.

Cabe resefiar tambien que el emisor preconizado puede incorporarse a instalaciones convencionales que esten en funcionamiento y pasar a este sistema de riego si existe la posibilidad de reemplazar los goteros convencionales de cualquier indole por los emisores objeto de la invencidn o bien reemplazando los ramales de tuberia emisora dotada ya con estos emisores.

Una de las mayores ventajas que ofrece este emisor propuesto es que acaba con la problematica que presenta el riego por goteo convencional debido a las obstrucciones por deposition de cal, algas y otras particulas que se quedan retenidas. Este emisor frente a

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una pequena obstruction lo que hara sera perder humedad y abrir mas la valvula, consiguiendo destapar la suciedad con mas presion y caudal, siendo tambien de interes ecolbgico el poder usar sin problemas aguas residuales con mayor nivel de impurezas.

El descrito emisor de riego con control higroscopico autonomo repnesenta, pues, una innovation de caracterlsticas estructurales y constitutivas desconocidas hasta ahora, razones que unidas a su utilidad practica, la dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Para complementar la description que se estb realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracterlsticas de la invention, se acompafia a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de pianos, en los que con caracter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

La figura numero 1Muestra una vista esquembtica en planta de un ejemplo de realization del emisor de riego con control higroscbpico autonomo, objeto de la invencibn, en concreto un ejemplo del mismo con pisbn y membrana como elementos de vblvula, apreciandose en ella las principales partes y elementos que comprende.

La figura numero 2 - Muestra una vista en alzado seccionado, de una portion ampliada del ejemplo de emisor de riego, segun la invention, mostrado en la figura precedente, apreciandose en este caso su acople al tubo de riego.

Las figuras numero 3, 4 y 5.- Muestran respectivas vistas en alzado seccionado de otros ejemplos de realizacibn del emisor de riego de la invention.

REALIZACI6N PREFERENTE DE LA INVENCI6N

A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeracibn adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo preferido, pero no limitativo, del emisor de riego con control higroscbpico autbnomo preconizado, el cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuation.

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Asi, tal como se observa en dichas figuras, el emisor en cuestion se configura a partir de un cuerpo (1) de material plbstico, acoplable en numero variable a un tubo (2) de riego de una instalacibn, con una boca de salida (3) para el paso de flujo desde dicho tubo hacia el exterior, en la que, de manera caracterizadora, incorpora una vblvula (4) que regula la apertura mayor o menor y el cierre de la boca de salida (3), estando dicha valvula (4) accionada a traves de un elemento higroscbpico (5) que, conformado por una pieza de cualquier material higroscbpico, es decir, con capacidad para modificar su volumen en funcibn de la humedad existente en su entorno, se encuentra alojado en un soporte (6) de modo tal que, cuando aumenta su volumen la valvula (4) tiende a reducir el paso de flujo a traves de la boca de salida (3) hasta incluso llegar a cerrarlo, y cuando disminuye dicho volumen de dicho elemento higroscbpico (5), la valvula (4) tiende a ampliar el paso de flujo a traves de la boca de salida (3).

En la realizacibn preferida de la invencibn, la vblvula (4) estb conformada por una membrana (41) elbstica y un pison (42) que es empujado directamente por el elemento higroscbpico (5) al aumentar este su volumen con el aumento de humedad. En las figuras uno y dos se ha representado esta opcion con el elemento higroscbpico (5) acoplado al soporte (6), el cual y, al amentar de volumen por la humedad, empuja el pisbn (42) de manera que este presiona sobre la membrana (41) y esta cierra el paso del fluido a traves del conducto hacia la boca de salida (3). Asi, en funcibn de la dimensibn de aumento de volumen que experimenta el elemento higroscbpico (5), segun si existe mayor o menor humedad en su entorno cercano, el pisbn (42) se desplaza mbs o menos en su movimiento descendiente o ascendiente sobre la membrana (41) y esta, a su vez, abre mbs o menos el paso del fluido, graduando su caudal desde la mbxima capacidad hasta el cierre total, todo ello de modo autbnomo, sin que intervenga ningun dispositivo externo.

Opcionalmente, la vblvula (4) estb constituida por una pieza corredera (43) que, en lugar de bajar como el pisbn sobre la membrana (41), es empujada en sentido horizontal directamente por el elemento higroscbpico (5) al aumentar este de volumen con la humedad graduando la apertura o cierre del conducto de la boca de salida (3), siendo optativo que sea necesaria la existencia de una membrana (41), en la figura 3, se muestra una opcibn con corredera (43) sin membrana (41) y en la figura 4 una opcibn de corredera (43) con membrana.

Asimismo, en otra opcibn de realizacion, se contempla como vblvula (4) la incorporacion de

un actuador hidraulico, por ejemplo un cilindro simple (que tampoco se ha representado en las figuras), el cual es empujado por el elemento higroscdpico (5) al aumentar 6ste de volumen con la humedad, actuando, a su vez, bien sobre una membrana (41) o bien sobre una corredera (43).

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Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invention, as! como la manera de ponerla en practica, no se considers necesario hacer mas extensa su explicacidn para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, hacigndose constar que, dentro de su esencialidad, podra ser Nevada a la practica en otras 10 formas de realizacidn que difieran en detalle de la indicada a titulo de ejemplo, y a las cuales alcanzara igualmente la protection que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental.

Claims (6)

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   ES 2 563 102 A1

   REIVINDIC ACION ES

   1. - EMISOR DE RIEGO CON CONTROL HIGROSCOPICO AUTONOMO que, configurado a partir de un cuerpo (1) de material pldstico, acoplable en numero variable a un tubo (2) de riego de una instalacidn, y dotado con una boca de salida (3) para el paso de flujo desde dicho tubo hacia el exterior, esta caracterizado porque dicho cuerpo (1) incorpora interiormente una valvula (4) que regula el grado de apertura o cierre de su boca de salida (3) accionada a traves de un elemento higroscopico (5) al que se encuentra vinculada, el cual tiene capacidad para modificar su volumen en funcion de la humedad existente en su entomo, estando asociado al cuerpo (1) del emisor con dicho fin.
2. 2. - EMISOR DE RIEGO CON CONTROL HIGROSCOPICO AUTONOMO, segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el elemento higroscopico (5) esta conformado por una pieza de cualquier material higroscdpico, tal como maderas, polimeros, arcillas o geles, alojada en un soporte (6).
3. 3. - EMISOR DE RIEGO CON CONTROL HIGROSCOPICO AUTONOMO, segun la reivindicacidn 16 2, caracterizado porque la valvula (4) esta conformada por una membrana (41) elastica y un pison (42) que es empujado directamente por el elemento higroscopico (5) al aumentar este su volumen con el aumento de humedad.
4. 4. - EMISOR DE RIEGO CON CONTROL HIGROSCOPICO AUTONOMO, segun la reivindicacidn 16 2, caracterizado porque la valvula (4) esta conformada por una pieza corredera (43) que es empujada directamente por el elemento higroscdpico (5) al aumentar este de volumen con la humedad.
5. 5. - EMISOR DE RIEGO CON CONTROL HIGROSCOPICO AUTONOMO, segun la reivindicacion 16 2, caracterizado porque la valvula (4) esta conformada por un actuador hidraulico que, empujado por el elemento higroscdpico (5) al aumentar este de volumen con la humedad, actua sobre una membrana (41).
6. 6. - EMISOR DE RIEGO CON CONTROL HIGROSCOPICO AUT0NOMO, segun la reivindicacion 16 2, caracterizado porque la valvula (4) esta conformada por un actuador hidraulico que, empujado por el elemento higroscopico (5) al aumentar este de volumen con la humedad, actua sobre una corredera.

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