ES2857862T3

ES2857862T3 - Tubería de irrigación híbrida

Info

Publication number: ES2857862T3
Application number: ES17860674T
Authority: ES
Inventors: David A Conklin; Janice K Gould; Tam M Le
Original assignee: RESPONSIVE DRIP IRRIGATION LLC
Current assignee: RESPONSIVE DRIP IRRIGATION LLC
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2017-10-14
Publication date: 2021-09-29
Anticipated expiration: 2037-10-14
Also published as: BR112019006268B1; US20190239455A1; EP3525576A1; MX2019004353A; EP3525576B1; AU2017342548A1; EP3525576A4; PL3525576T3; WO2018071883A1; SA519401520B1; AU2017342548B2; CY1123887T1; CN109803528A; US10653080B2; BR112019006268A2; CN109803528B

Abstract

Tubo de irrigación híbrido que comprende: un lumen (220); una membrana microporosa (205), estando configurados los microporos de la membrana microporosa para proporcionar comunicación fluida entre el lumen y una superficie exterior del tubo de irrigación híbrido; un refuerzo no poroso (210), extendiéndose la membrana microporosa y el refuerzo no poroso longitudinalmente al tubo de irrigación híbrido, estando conectado el refuerzo no poroso a la membrana microporosa en una primera zona de soldadura longitudinal y una segunda zona de soldadura longitudinal; y al menos un emisor de goteo (225) dispuesto en el refuerzo no poroso, estando configurado el al menos un emisor de goteo para proporcionar comunicación fluida entre el lumen y la superficie exterior del tubo de irrigación híbrido, presentando la membrana microporosa un primer rango de presión operativa para el paso de fluido, presentando el al menos un emisor de goteo un segundo rango de presión operativa para el paso de fluido, el primer rango de presión operativa para el paso de fluido incluyendo presiones inferiores al segundo rango de presión operativa para el paso de fluido.

Description

DESCRIPCIÓN

Tubería de irrigación híbrida

ANTECEDENTES

Campo de la invención

[0001] La presente invención se refiere de forma general a sistemas de irrigación. Más en concreto, pero no a modo de limitación, los modos de realización de la invención proporcionan un tubo de irrigación híbrido que incluye elementos de membrana microporosa y de emisor.

Descripción de la técnica relacionada

[0002] Se conocen varios tipos de tuberías de irrigación superficiales y subterráneas. Una deficiencia es que ningún tubo de irrigación conocido funciona bien para todas las aplicaciones. Lo que se necesita es un tubo de irrigación mejorado que pueda cumplir un rango más amplio de condiciones operativas. EP0840546, US5069388 y US2015156975 describen todos tuberías de irrigación.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

[0003] En un aspecto, se proporciona un tubo de irrigación híbrido según la reivindicación 1. En la reivindicación 2 et seq. se establecen más aspectos y modos de realización preferidos. En los modos de realización de la invención, los elementos de los tubos de irrigación microporosos (y preferiblemente sensibles a las plantas) de presión relativamente baja se combinan con elementos de los tubos de emisor de goteo de presión relativamente alta para producir un tubo de irrigación híbrido. También se dan a conocer métodos para utilizar y fabricar el tubo de irrigación híbrido.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0004]

La Fig. 1 es un diagrama de bloques funcional de un sistema de irrigación según un modo de realización de la invención;

La Fig. 2A es una vista en sección de un tubo de irrigación híbrido según un modo de realización de la invención; La Fig. 2B es una vista en sección de un tubo de irrigación híbrido según un modo de realización que no es según la invención.

La Fig. 2C es una vista en sección de un tubo de irrigación híbrido según un modo de realización de la invención; La Fig. 2D es una vista en sección de un tubo de irrigación híbrido según un modo de realización de la invención; La Fig. 3A es una vista en planta de un tubo de irrigación híbrido según un modo de realización de la invención; La Fig. 3B es una vista en planta de un tubo de irrigación híbrido según un modo de realización de la invención; La Fig. 3C es una vista en planta de un tubo de irrigación híbrido según un modo de realización de la invención; La Fig. 3D es una vista en planta de un tubo de irrigación híbrido según un modo de realización de la invención; La Fig. 4 es un diagrama de flujo de un método operativo para la tubería de irrigación híbrida según un modo de realización de la invención;

La Fig. 5 es un diagrama esquemático de un sistema de regulación de presión según un modo de realización de la invención;

La Fig. 6 es un diagrama esquemático de un sistema de regulación de presión según un modo de realización de la invención;

La Fig. 7A es una vista en alzado de una plántula;

La Fig. 7B es una vista en alzado de una planta relativamente joven;

La Fig. 7C es una vista en alzado de una planta relativamente adulta;

La Fig. 8 es un diagrama de flujo de un método para ajustar la profundidad de la tubería de irrigación híbrida, según un modo de realización de la invención; y

La Fig. 9 es un diagrama de flujo de un método para fabricar la tubería de irrigación híbrida, según un modo de realización de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

[0005] A continuación se describen los modos de realización de la invención con referencia a los dibujos. Estos modos de realización pretender ser ilustrativos y no restrictivos. Los dibujos no están a escala. Determinados elementos ilustrados en los dibujos pueden tener un tamaño exagerado, y otros elementos pueden omitirse por completo, en aras de claridad. Los títulos de las secciones se utilizan a continuación para facilitar la organización; pero la descripción de cualquier elemento no está limitada necesariamente a ninguna sección de la presente memoria.

Descripción general del sistema de irrigación

[0006] La Fig. 1 es un diagrama de bloques funcional de un sistema de irrigación según un modo de realización de la invención. Como se muestra en el presente documento, un sistema de irrigación de cultivos puede incluir un sistema de abastecimiento 105, un sistema de regulación de presión 110 y un sistema de suministro 115. El sistema de abastecimiento 105 proporciona agua y también puede proporcionar fertilizante u otras enmiendas en forma de fluido; el sistema de regulación de presión 110 controla la presión (y el flujo) de los fluidos abastecidos; y el sistema de suministro 115 incluye una tubería de irrigación próxima a los cultivos para suministrar los fluidos abastecidos.

[0007] Como se utiliza en el presente documento, «tubo» y «tubería» se refieren en general a uno o más conductos de fluido (independientemente de la forma de la sección transversal).

[0008] La división del sistema ilustrada en la Fig. 1 es algo arbitraria. Por ejemplo, los elementos responsables de la regulación de la presión podrían disponerse en el sistema de abastecimiento 105, en el sistema de suministro 115, o tanto en el sistema de abastecimiento 105 como en el sistema de suministro 115.

Deficiencias identificadas de las tuberías de irrigación convencionales

[0009] Los inventores reconocieron que las tuberías de goteo microporosas (preferiblemente, las tuberías microporosas que suministran agua según las necesidades de la planta, también denominadas tuberías sensibles en el presente documento) que funcionan a una presión relativamente baja (por ejemplo, menos de aproximadamente 0,2 bar (3 psi)) son generalmente el vehículo más eficaz para suministrar el agua durante la fase de crecimiento de una planta. Sin embargo, se requieren presiones más altas para forzar las enmiendas a través de los microporos de dichas tuberías, y el funcionamiento prolongado a presiones altas puede hacer que fallen las soldaduras de las juntas en la tubería de goteo microporosa. Además, con el tiempo y sin una purga adecuada, los restos de las enmiendas pueden cristalizar u obstruir de otra manera la estructura microporosa necesaria para el suministro de agua sensible a la planta a una presión más baja.

[0010] Las tuberías de irrigación convencionales basadas en emisores liberan fluidos a presiones más altas, (normalmente superiores a aproximadamente 0,2 bar (3 psi)) y pueden suministrar enmiendas a un índice de flujo relativamente alto. Sin embargo, dado que las tuberías basadas en emisores solo pueden funcionar según un programa establecido por un cultivador, es habitual que se produzca un exceso o una falta de agua. Se ha desarrollado un enfoque híbrido que mitiga las limitaciones de las tuberías microporosas y las tuberías basadas en emisores.

Elementos de la tubería de irrigación híbrida

[0011] En modos de realización de la invención ilustrados en las Fig. 2A, 2B y 2C, se suelda una membrana microporosa 205 a lo largo de las regiones 215 a un refuerzo 210 para formar un tubo de irrigación híbrido que presenta un lumen 220. La Fig. 2D da a conocer un modo de realización del tubo de irrigación híbrido que no incluye un refuerzo 210. En su lugar, la membrana microporosa 205 se enrolla sobre sí misma y se suelda en la ubicación 235 con un cordón.

[0012] La membrana microporosa 205 puede estar fabricada, por ejemplo, con polietileno (PE), polipropileno (PP) u otro material adecuado. Como ejemplo, la membrana microporosa 205 puede ser Tyvek™ de DuPont u otra tela no tejida o no tejida hilada. Preferiblemente, la membrana microporosa 205 se trata (por completo o de forma selectiva) con un polímero hidrófilo para mejorar la sensibilidad al exudado de la raíz. El refuerzo 210 es preferiblemente menos costoso que la membrana microporosa 205. El refuerzo 210 también es preferiblemente mucho menos poroso (es decir, eficazmente no poroso) en comparación con la membrana microporosa 205.

[0013] Por razones de compatibilidad térmica, cuando la membrana microporosa 205 es de PE, el refuerzo 210 se fabrica también preferiblemente a partir de PE; de la misma manera, cuando la membrana microporosa 205 es de PP, el refuerzo 210 es preferiblemente de PP. La superficie de la membrana microporosa 205 y la superficie del refuerzo 210 no tienen por qué ser iguales para cualquier longitud de tubería dada.

[0014] En la patente estadounidense n.° 9,527,267 se presentan estructuras de tubería similares, y un análisis de las membranas sensibles. Sin embargo, en una desviación de lo que se da a conocer en la patente estadounidense n.° 9,527,267, los emisores de goteo 225 se disponen sobre el refuerzo 210 y/o la membrana microporosa 205 para formar un tubo de irrigación híbrido.

[0015] En los modos de realización ilustrados en las Fig. 2A, 2B, 2C y 2D, cada emisor 225 está dispuesto en una pared interior del tubo de irrigación híbrido y está configurado para pasar fluido desde el lumen 220 hasta un entorno externo a través de un orificio de salida 230 en la tubería de irrigación híbrida. Sin embargo, en modos de realización alternativos, los emisores 225 podrían disponerse en una superficie exterior de la tubería de irrigación híbrida. Preferiblemente, cada emisor 225 presenta una presión de liberación de fluido predeterminada. Por debajo de la presión de liberación especificada, el emisor 225 no expulsa fluido del tubo de irrigación híbrido. Los emisores con compensación de presión que mantienen un flujo de fluido deseado en un rango predeterminado de presiones variables pueden ser adecuados para algunas aplicaciones.

[0016] Los emisores pueden disponerse uniformemente a lo largo del tubo de irrigación híbrido, o la separación de los emisores puede variar. Además, todos los emisores pueden tener la misma presión de liberación, o se pueden utilizar emisores con diferentes presiones de liberación en combinación en un único tubo de irrigación híbrido. En las Fig. 3A, 3B, 3C y 3D se presentan ejemplos de opciones donde el tubo de irrigación híbrido 305 incluye emisores 310 con una primera presión de liberación y/o emisores 315 con una segunda presión de liberación. La Fig. 3d ilustra un modo de realización donde los grupos de emisores 320 están separados por secciones de tubería 325 que no contienen ningún emisor. La separación entre los emisores individuales o entre los grupos de emisores puede variar según la elección del diseño y puede determinarse por la separación de los cultivos objetivo durante el cultivo. Por ejemplo, los emisores podrían estar separados a intervalos de 10 cm, 15 cm, 20 cm, 30 cm, 40 cm (4", 6", 8", 12" o 16").

[0017] Son posibles muchas variaciones en las configuraciones de las tuberías de irrigación híbridas. Los elementos ilustrados o descritos por separado con referencia a las Fig. 2A, 2B, 2C, 2D, 3A, 3B, 3C y 3D se pueden utilizar en muchas combinaciones diferentes. La tabla 1 que aparece a continuación ilustra además al menos algunos de los modos de realización alternativos que pueden construirse, según las necesidades de aplicación.

TABLA 1

[0018] En la tabla 1, «lado no sensible» se refiere al refuerzo 210; «lado sensible» se refiere a una membrana microporosa 205 tratada con un polímero hidrófilo; «lado menos sensible» significa una membrana microporosa 205 sin recubrimiento de polímero hidrófilo o con menos recubrimiento de polímero hidrófilo que la opción de «lado sensible».

Ejemplo de aplicación #1

[0019] En el ejemplo resumido en la tabla 2, a continuación, un tubo de irrigación híbrido incluye múltiples emisores con una presión de liberación común. Una membrana microporosa 205 que se trata con un polímero hidrófilo está configurada para funcionar en un modo sensible a las plantas desde aproximadamente 0,1 - 0,2 bar (1,5 - 3 psi) y cada uno de los emisores presenta una presión de liberación de 0,2 bar (3 psi).

TABLA 2

[0020] El tubo de irrigación híbrido de este primer ejemplo de aplicación supera las limitaciones de las tuberías puramente sensibles, puesto que los emisores permiten suministrar un gran volumen de fumigante, productos químicos u otras enmiendas para las plantas. Al mismo tiempo, el tubo de irrigación híbrido es muy eficaz para regar los cultivos a presiones bajas.

Ejemplo de aplicación #2

[0021] En el ejemplo resumido en la tabla 3, a continuación, un tubo de irrigación híbrido incluye emisores con diferentes presiones de liberación. La membrana microporosa 205 del tubo de irrigación híbrido está configurada para funcionar en un modo sensible a las plantas desde aproximadamente 0,1 - 0,2 bar (1,5 - 3 psi). Al menos un emisor presenta una presión de liberación de 0,2 bar (3 psi); y al menos un otro emisor presenta una presión de liberación de 0,4 bar (6 psi).

TABLA 3

[0022] Las presiones operativas relativamente altas, como las ilustradas en la tabla 3 anterior, pueden ser necesarias, por ejemplo, cuando se necesita un índice de flujo muy alto para la enmienda y/o cuando la topografía del campo necesita una presión operativa muy alta para una purga adecuada.

Método de utilización de la tubería de irrigación híbrida

[0023] La Fig. 4 es un diagrama de flujo que ilustra de forma más general un método para el uso de un tubo de irrigación híbrido. El proceso comienza en la etapa 405 y a continuación selecciona un modo operativo en la etapa condicional 410. La selección en la etapa condicional 410 puede basarse en un programa predeterminado, por ejemplo, uno que se adapte según el tipo de planta, madurez y/o ubicación. De forma alternativa, o en combinación, la etapa 410 puede informarse mediante observación manual o automatizada de las condiciones del cultivo y/o del suelo (para determinar una necesidad de irrigación o enmienda) y las condiciones de la tubería de irrigación híbrida (para determinar una necesidad de purga).

[0024] Si se selecciona un modo de irrigación en la etapa 410, el proceso regula un fluido fuente a una primera presión que se encuentra dentro de un rango predeterminado de presión operativa para una membrana microporosa durante una primera duración en la etapa 415. Si se selecciona un modo de enmienda en la etapa 410, el proceso regula el fluido fuente a una segunda presión que es superior a una primera presión de liberación del emisor e inferior a una segunda presión de liberación del emisor durante una segunda duración en la etapa 420. Si se selecciona un modo de purga en la etapa 410, el proceso regula el fluido fuente a una tercera presión que es superior a la segunda presión de liberación del emisor durante una tercera duración en la etapa 425.

[0025] Con referencia al ejemplo de aplicación #2, la primera presión podría ser de 0,14 bar (2 psi), la segunda presión podría ser de 0,28 bar (4 psi) y la tercera presión podría ser de 0,48 bar (7 psi).

[0026] Normalmente, la primera duración es mayor que la segunda duración, y la segunda duración es mayor que la tercera duración. Una o varias de las duraciones primera, segunda y tercera podrían predeterminarse. De forma alternativa, o en combinación, una o varias de las duraciones primera, segunda y tercera podrían determinarse como parte de la etapa 410 basándose en una evaluación observacional.

[0027] En una aplicación del método descrito anteriormente con referencia a la Fig. 4., la segunda presión hace funcionar un primer tipo de emisor, y la tercera presión hace funcionar el primer y un segundo tipo de emisor. En un modo de realización alternativo, hay un tipo de emisor que incluye dos umbrales: un primer umbral es sensible a la segunda presión (por ejemplo, para permitir un modo de enmienda), y un segundo umbral es sensible a la tercera presión (por ejemplo, para permitir un modo de purga).

Resultados inesperados

[0028] La tubería microporosa no puede soportar necesariamente el funcionamiento a alta presión durante periodos prolongados. Sin embargo, en un tubo de irrigación híbrido, los emisores permiten duraciones relativamente más cortas para las operaciones de enmienda y de purga. Por ejemplo, al utilizar la tubería de irrigación híbrida, una aplicación de enmienda podría requerir solo de 1-4 horas, y una purga puede requerir menos de 0,5 horas. Como resultado, hay un menor riesgo para la integridad de las membranas microporosas (y las soldaduras de las juntas asociadas) cuando se incluyen los emisores en las tuberías de irrigación. Los tubos de irrigación híbridos que incluyen emisores que presentan múltiples presiones de liberación pueden mitigar aún más el daño a las membranas microporosas y/o a las soldaduras al limitar los aumentos rápidos de la presión operativa dentro de la tubería de irrigación.

Elementos de regulación de la presión

[0029] En los modos de realización de la invención, la presión operativa de un sistema de irrigación/fertilización que utiliza tuberías de irrigación híbridas se ajusta manualmente según un modo de aplicación deseado. En modos de realización alternativos, la presión operativa se podría ajustar automáticamente, por ejemplo, en función de un ciclo de crecimiento previsto para un cultivo particular, o según las instrucciones de enmienda del cultivo de un sistema agrícola inteligente informado por los datos de los sensores.

[0030] A continuación se describen ejemplos de modos de realización del sistema de regulación de presión 110 con referencia a los diagramas esquemáticos de las Fig. 5 y 6. La Fig. 5 ilustra un desviador 510 que incluye un operador 515 y un resorte 520. En una primera posición del desviador 510 (la posición mostrada en la Fig. 5), el flujo de fluido se dirige desde la entrada 505 a través de un primer regulador de presión 525 hasta la salida 535. En una segunda posición del desviador 510 (no mostrada en la Fig. 5), el flujo de fluido se dirige desde la entrada 505 a través de un segundo regulador de presión 530 hasta la salida 535.

[0031] Los reguladores de presión 525 y 530 podrían limitarse a valores operativos distintos. Por ejemplo, el primer regulador de presión 525 podría configurarse para mantener una presión de fluido de 0,17 bar (± 0,007 bar) (2,5 psi (± 0,1 psi)), mientras que el segundo regulador de presión 530 podría configurarse para mantener una presión de fluido de 0,35 bar (± 0, 007 bar) (5 psi (± 0,1 psi)). En un modo de realización alternativo, cada uno de los reguladores de presión 525, 530, podría configurarse para funcionar en un rango de valores de presión. Por ejemplo, el primer regulador de presión 525 podría ser ajustable por el usuario entre 0,035 y 0,2 bar (0,5 - 3,0 psi), y el segundo regulador de presión 530 podría ser ajustable por el usuario entre 0,2 y 1 bar (3,0 y 15 psi).

[0032] La Fig. 6 ilustra un regulador 610 que incluye un resorte ajustable 615 y un bucle de realimentación 620. En funcionamiento, el regulador 610 recibe un flujo de fluido en la entrada 605 y proporciona un flujo de fluido regulado por presión en la salida 625. Preferiblemente, el regulador único 610 está configurado para adaptarse a todo el rango de regulación de presión requerido. Por ejemplo, el regulador 610 puede ser ajustable por el usuario entre 0,5 psi y 15 psi.

Método de ajuste de la profundidad de la tubería de irrigación híbrida

[0033] Las plantas producen raíces para recoger agua y nutrientes. Una raíz primaria, común a muchas plantas, se extiende verticalmente desde la base de la planta. Las raíces nutríferas pueden extenderse tanto en dirección vertical como en horizontal. Para la irrigación por goteo y, en concreto, para la irrigación de goteo sensible, la colocación óptima del tubo de irrigación durante el cultivo puede ser una ubicación próxima a la mayor concentración de raíces de las plantas.

[0034] La profundidad óptima del tubo de irrigación suele cambiar durante el ciclo de crecimiento de un cultivo, como se ilustra con referencia a las Fig. 7A, 7B y 7C. La Fig. 7A muestra que para una plántula 705, puede ser preferible disponer la tubería de irrigación 715 en la superficie del suelo 710 (esto puede ser cierto también para una semilla). La Fig. 7B ilustra que para una planta joven 720, puede ser preferible disponer la tubería de irrigación 715 a una profundidad 725 por debajo de la superficie del suelo 710. La Fig. 7C ilustra que para una planta adulta 730, puede ser preferible disponer la tubería de irrigación 715 a una profundidad 735 (una profundidad mayor que 725) por debajo de la superficie del suelo 710.

[0035] La Fig. 8 es un diagrama de flujo de un método para ajustar la profundidad de la tubería de irrigación híbrida, según un modo de realización de la invención. Como se muestra en el presente documento, el proceso comienza en la etapa 805, y después se dispone un tubo de irrigación híbrido en la etapa 810. La etapa 810 podría incluir la colocación del tubo de irrigación híbrido en la superficie del suelo o la introducción del tubo de irrigación híbrido bajo de la superficie. A continuación, en la etapa 815, el proceso planta un cultivo (p. ej., semilla, plántula o esqueje), preferiblemente cerca del tubo de irrigación híbrido. En un modo de realización alternativo de la invención, las etapas 810 y 815 podrían realizarse simultáneamente (por ejemplo, utilizando un equipo automático o semiautomático para alinear los cultivos con los emisores). En otro modo de realización, podría invertirse el orden de las etapas 810 y 815.

[0036] El proceso irriga el cultivo mediante una estructura microporosa en el tubo de irrigación híbrido (preferiblemente de forma sensible) en la etapa 820. A continuación, el proceso determina una profundidad del tubo de irrigación híbrido en la etapa 825 y determina una profundidad de la raíz del cultivo en la etapa 830. Las etapas 825 y 830 se realizan preferiblemente por observación (por ejemplo, en una muestra de tuberías de irrigación y de cultivos, respectivamente). La profundidad de la raíz del cultivo puede determinarse en la etapa 830 midiendo la profundidad de una raíz primaria. De forma alternativa, puede ser adecuado medir la profundidad de un haz de raíces en la etapa 830. En algunas aplicaciones, puede ser posible estimar adecuadamente la profundidad de las raíces del cultivo en la etapa 830 en función del tipo de cultivo, las características conocidas del suelo, el historial meteorológico, el historial de irrigación, la duración desde la plantación, el tamaño del cultivo por encima del suelo y/u otros factores.

[0037] En la etapa 835, el proceso determina si el tubo de irrigación híbrido es demasiado superficial para una irrigación óptima. La etapa 835 se basa en los resultados obtenidos en las etapas 825 y 830, e implica una comparación entre la profundidad del tubo de irrigación híbrido y la profundidad de la raíz del cultivo. Si la profundidad del tubo de irrigación híbrido es mayor que la profundidad de la raíz del cultivo, o si la diferencia entre la profundidad del tubo y la profundidad de la raíz es menor que un umbral predeterminado (en valor absoluto, o en porcentaje), entonces el proceso vuelve a la etapa 820. De lo contrario, el proceso realiza una purga utilizando emisores en el tubo de irrigación híbrido en la etapa 840 de duración predeterminada antes de volver a la etapa 820. La etapa 840 tiene el efecto de hundir el tubo de irrigación híbrido a una profundidad menor en el suelo.

[0038] El método descrito anteriormente para ajustar la profundidad o la tubería de irrigación está habilitado únicamente por la tubería de irrigación híbrida debido a que los elementos de la membrana microporosa proporcionan la estructura para la irrigación en la etapa 820, y debido a que los emisores de flujo más alto facilitan la manipulación de la profundidad del tubo en la etapa 840.

[0039] El método dado a conocer para ajustar la profundidad proporciona más flexibilidad a la hora de instalar la tubería de irrigación en el campo en el momento de la plantación (o antes de esta). Esto resulta ventajoso puesto que, debido a los costes de mano de obra y maquinaria, la introducción subterránea a poca profundidad de la tubería de irrigación es generalmente menos costosa que la introducción profunda de la tubería de irrigación. De la misma manera, la aplicación en la superficie en normalmente el método menos costoso para la instalación de la tubería de irrigación.

[0040] El proceso ilustrado en la Fig. 8 y descrito anteriormente también proporciona muchas ventajas durante el cultivo. Por ejemplo, la optimización de la profundidad de la tubería de irrigación híbrida puede reducir la cantidad de agua y/o enmiendas requeridas, mejorar la producción de los cultivos y reducir las consecuencias medioambientales asociadas al exceso de riego y/o de fertilización.

Método de fabricación de un tubo de irrigación híbrido

[0041] La patente estadounidense n.° 9,527,267, que se concedió el 27 de diciembre de 2016, da a conocer un método de fabricación de un tubo de irrigación con una membrana microporosa y un refuerzo. Se podría utilizar el mismo proceso o uno similar (o una variante dada a conocer) para fabricar un tubo de irrigación híbrido, con la excepción de que las estructuras emisoras deben disponerse en el refuerzo y/o en la membrana sensible.

[0042] La Fig. 9 es un diagrama de flujo de un método para fabricar la tubería de irrigación híbrida, según un modo de realización de la invención. Como se ilustra, el proceso comienza en la etapa 905, y después proporciona una pluralidad de emisores en la etapa 910. La etapa 910 podría incluir, por ejemplo, la fabricación de la pluralidad de emisores mediante un proceso de moldeo por inyección.

[0043] La etapa 915 incluye proporcionar una primera película. En general, la primera película proporcionada en la etapa 915 podría ser una membrana microporosa (preferiblemente tratada al menos en parte con un polímero hidrófilo) o una película de plástico sustancialmente no porosa. Sin embargo, cuando el producto final objetivo es una estructura de una sola película como la presentada en la Fig. 2D, la primera película proporcionada en la etapa 915 debe ser una membrana microporosa. Asimismo, cuando el producto final objetivo es una estructura como la presentada en la Fig. 2B, la primera película proporcionada en la etapa 915 debe ser una membrana microporosa. Por otro lado, cuando la estructura objetivo es como la presentada en la Fig. 2A, la primera película proporcionada en la etapa 915 debe ser un refuerzo no poroso.

[0044] La pluralidad de emisores se une a un primer lado de la primera película en la etapa 920, por ejemplo, bajo calor y presión. La etapa de unión 920 se lleva a cabo preferiblemente en línea con la fabricación de la primera película; se podría aplicar presión mediante tambores de rodillos opuestos. En la etapa 925, el proceso forma una pluralidad de orificios de salida desde un segundo lado de la primera película, estando cada uno de la pluralidad de orificios de salida alineado con una salida de emisor. La etapa 925 podría incluir, por ejemplo, perforado mecánico o corte por láser.

[0045] La etapa condicional 930 proporciona una rama lógica en el flujo de proceso ilustrado. Cuando el producto final objetivo es una estructura de película única como la presentada en la Fig. 2D, el proceso enrolla la primera película para formar un tubo en la etapa 935, y después suelda las juntas del tubo en la etapa 940. Aunque la etapa de enrollamiento 935 dispone preferiblemente la pluralidad de emisores en una superficie interior del tubo de irrigación híbrido, la etapa de enrollamiento 935 podría ejecutarse para colocar la pluralidad de emisores en una superficie exterior del tubo de irrigación híbrido según la elección del diseño.

[0046] Cuando el producto final objetivo es como la estructura presentada en las Fig. 2A o 2B, el proceso proporciona una segunda película en la etapa 945 (siendo la segunda película una membrana microporosa en el caso de la estructura de la Fig. 2A; siendo la segunda película un refuerzo en el caso de la estructura de la Fig. 2B). El proceso alinea después la primera y la segunda película en la etapa 950, y suelda la primera película a la segunda película en la etapa 955. En la etapa 950, la pluralidad de emisores puede disponerse alternativamente en el interior del tubo de irrigación híbrido o en el exterior del tubo de irrigación híbrido, según la elección del diseño.

[0047] Son posibles variaciones del flujo de proceso ilustrado en la Fig. 9. Por ejemplo, cuando la estructura objetivo es como la presentada en la Fig. 2C, la primera película proporcionada en la etapa 915 es una seleccionada de entre la membrana microporosa y el refuerzo, y la segunda película proporcionada en la etapa 945 es la otra de entre la membrana microporosa y el refuerzo. Además, se insertaría una etapa de unión adicional y una etapa de formado adicional (repitiendo las etapas 920 y 925, pero operando en la segunda película), en esa misma secuencia, después de la etapa de provisión 945 y antes de la etapa de alineación 950. Asimismo, la etapa de unión 920 y la etapa de formado operarían en una primera parte de la pluralidad de emisores; la etapa de unión adicional y la etapa de formado adicional operarían en una segunda parte de la pluralidad de emisores.

[0048] En otros modos de realización del proceso de fabricación de la tubería de irrigación híbrida, cada uno de la pluralidad de emisores proporcionados en la etapa 910 incluye un vástago de púa, se elimina la etapa de unión 920, y cada uno de la pluralidad de emisores se inserta en un orificio de salida en una superficie exterior de la tubería de irrigación híbrida después de la etapa de soldadura 940 o 955 (según corresponda). Cuando cada uno de la pluralidad de vástagos de púa es una púa autoperforante, también se elimina la etapa de formado 925. La instalación de los emisores con vástagos de púa en un momento posterior, por ejemplo, mediante inserción mecánica manual o automática cuando la tubería de irrigación híbrida se dispone en un campo, puede resultar ventajosa debido a que las bobinas de las tuberías de irrigación pueden ser más compactas antes de que se instalen los emisores. Además, en el caso de los emisores que tienen púas autoperforantes, el usuario final conserva la máxima flexibilidad el mayor tiempo posible con respecto a la separación de emisores.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Tubo de irrigación híbrido que comprende:

un lumen (220);

una membrana microporosa (205), estando configurados los microporos de la membrana microporosa para proporcionar comunicación fluida entre el lumen y una superficie exterior del tubo de irrigación híbrido; un refuerzo no poroso (210), extendiéndose la membrana microporosa y el refuerzo no poroso longitudinalmente al tubo de irrigación híbrido, estando conectado el refuerzo no poroso a la membrana microporosa en una primera zona de soldadura longitudinal y una segunda zona de soldadura longitudinal; y

al menos un emisor de goteo (225) dispuesto en el refuerzo no poroso, estando configurado el al menos un emisor de goteo para proporcionar comunicación fluida entre el lumen y la superficie exterior del tubo de irrigación híbrido, presentando la membrana microporosa un primer rango de presión operativa para el paso de fluido, presentando el al menos un emisor de goteo un segundo rango de presión operativa para el paso de fluido, el primer rango de presión operativa para el paso de fluido incluyendo presiones inferiores al segundo rango de presión operativa para el paso de fluido.

2. Tubo de irrigación híbrido de la reivindicación 1, donde la membrana microporosa (205) incluye polietileno no tejido hilado.

3. Tubo de irrigación híbrido de la reivindicación 1, donde la membrana microporosa (205) incluye polipropileno.

4. Tubo de irrigación híbrido de cualquier reivindicación anterior, donde al menos una parte de la membrana microporosa (205) se trata con un polímero hidrófilo.

5. Tubo de irrigación híbrido de cualquier reivindicación anterior, donde el al menos un emisor de goteo (225) incluye:

un primer emisor de goteo que presenta un tercer rango operativo para el paso de fluido; y

un segundo emisor de goteo que presenta un cuarto rango operativo para el paso de fluido, estando el tercer rango operativo para el paso de fluido y el cuarto rango operativo para el paso de fluido dentro del segundo rango operativo para el paso de fluido.

6. Tubo de irrigación híbrido de cualquier reivindicación anterior, donde el al menos un emisor de goteo (225) está dispuesto en una superficie interior del refuerzo no poroso (210).

7. Tubo de irrigación híbrido de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el al menos un emisor de goteo (225) está dispuesto en una superficie exterior del refuerzo no poroso (210).

8. Tubo de irrigación híbrido de cualquier reivindicación anterior, donde un primero del al menos un emisor de goteo está dispuesto en una superficie del refuerzo no poroso (210) y un segundo del al menos un emisor de goteo está dispuesto en una superficie de la membrana microporosa (205).

9. Método de fabricación del tubo de irrigación híbrido de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende las etapas consistentes en:

a) proporcionar el al menos un emisor de goteo (910);

b) proporcionar el refuerzo no poroso (915);

c) unir el al menos un emisor de goteo al refuerzo no poroso (920);

d) formar un orificio de salida en el refuerzo no poroso para cada uno del al menos un emisor de goteo (925);

e) proporcionar la membrana microporosa (945);

f) alinear el refuerzo no poroso con la membrana microporosa (950); y

g) soldar el refuerzo no poroso a la membrana microporosa en la primera zona de soldadura longitudinal y la segunda zona de soldadura longitudinal (955).

10. Método de utilización del tubo de irrigación híbrido de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende: seleccionar un modo operativo; y

cuando el modo operativo seleccionado es una irrigación sensible a las plantas, regular (415) un fluido suministrado en una entrada al tubo de irrigación híbrido a una presión predeterminada para lograr una irrigación sensible a las plantas, estando la presión predeterminada dentro del primer rango de presión operativa y fuera del segundo rango de presión operativa.

11. Método de utilización del tubo de irrigación híbrido de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende:

seleccionar un modo operativo; y

cuando el modo operativo seleccionado es un suministro de enmiendas, regular (420) el fluido suministrado en la entrada al tubo de irrigación híbrido a una presión predeterminada para lograr un suministro de enmiendas, estando la presión predeterminada dentro del segundo rango de presión operativa.

12. Método de utilización del tubo de irrigación híbrido de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende:

seleccionar un modo operativo; y

cuando el modo operativo seleccionado es una purga, regular (425) el fluido suministrado en la entrada al tubo de irrigación híbrido a una presión predeterminada para lograr una purga del tubo de irrigación híbrido, estando la presión predeterminada dentro del segundo rango de presión operativa.

13. Método de ajuste de una profundidad del tubo de irrigación híbrido de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende:

disponer el tubo de irrigación híbrido en un campo (810);

plantar un cultivo cerca del tubo de irrigación híbrido (815);

irrigar el cultivo mediante la membrana microporosa (820);

determinar una profundidad del tubo de irrigación híbrido (825);

determinar una profundidad de las raíces del cultivo (830);

comparar la profundidad del tubo de irrigación híbrido con la profundidad de las raíces del cultivo (835); y purgar el tubo de irrigación híbrido para aumentar la profundidad del tubo de irrigación híbrido, la purga utilizando el al menos un emisor de goteo (840).

14. Método de ajuste de una profundidad del tubo de irrigación híbrido presentado en la reivindicación 13, donde la disposición del tubo de irrigación híbrido en el campo es una aplicación en la superficie del tubo de irrigación híbrido.

15. Método de ajuste de una profundidad del tubo de irrigación híbrido presentado en la reivindicación 13, donde la disposición del tubo de irrigación híbrido en el campo es una aplicación subterránea del tubo de irrigación híbrido.