MXPA04003850A - Sistema y metodo de riego. - Google Patents
Sistema y metodo de riego.Info
- Publication number
- MXPA04003850A MXPA04003850A MXPA04003850A MXPA04003850A MXPA04003850A MX PA04003850 A MXPA04003850 A MX PA04003850A MX PA04003850 A MXPA04003850 A MX PA04003850A MX PA04003850 A MXPA04003850 A MX PA04003850A MX PA04003850 A MXPA04003850 A MX PA04003850A
- Authority
- MX
- Mexico
- Prior art keywords
- pipe
- further characterized
- liquid
- temperature
- irrigation system
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
- B01D5/0003—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by using heat-exchange surfaces for indirect contact between gases or vapours and the cooling medium
- B01D5/0009—Horizontal tubes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
- A01G25/06—Watering arrangements making use of perforated pipe-lines located in the soil
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
- B01D5/0078—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation characterised by auxiliary systems or arrangements
- B01D5/0087—Recirculating of the cooling medium
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
- E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
- E03B3/06—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from underground
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
- E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
- E03B3/28—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from humid air
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Greenhouses (AREA)
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
Abstract
Un sistema de riego que comprende un sistema de caneria, una porcion de la cual es una seccion de condensacion dispuesta sobre o adyacentemente debajo de la superficie del terreno, y por lo menos otra porcion de la cual es una seccion colectora de frio enterrada debajo del terreno en una zona de terreno fria; la caneria esta dispuesta para impulsar un liquido por un sistema de circulacion dispuesto junto son el sistema de caneria; el liquido es enfriado en la zona de terreno fria y despues fluye a la seccion de condensacion, donde la humedad proveniente de la proximidad es extraida por condensacion sobre la seccion de condensacion, rapidamente disponible para consumo en cultivos agricolas.
Description
SISTEMA Y METODO DE RIEGO
CAMPO DE LA INVENCION
La presente invención se refiere en general al campo del riego y más específicamente está relacionado con un método y un sistema de riego por condensación.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Siempre hay una demanda de riego con agua dulce y hay problemas particulares en áreas remotas de países que carecen de suficientes recursos de agua dulce y donde el suministro de agua por caños es de alto costo debido a grandes distancias que requieren caños sustancialmente largos y suministro de energía para estaciones de bombeo, etc. Diversas soluciones son proporcionadas para ese fin, tal como desalinización de agua del mar, captación de agua de lluvia, explotación de acuíferos subterráneos, etc. Sin embargo, estos métodos de suministrar agua de riego tienen una o más deficiencias, tales como proporcionar agua de calidad deficiente no adecuada para agricultura, altos costos y bajo rendimiento, alto desgaste de los equipos, dependencia de precipitaciones pluviales, etc.
Otras disposiciones proporcionan recuperación de humedad proveniente de masas de aire, típicamente por diversos métodos de condensación. Estas disposiciones son por lo general de alto costo y de rendimiento cuestionable. Algunos ejemplos particulares proporcionan soluciones limitadas adyacentemente a zonas costeras donde agua de mar profunda a temperaturas significativamente bajas puede ser bombeada para recuperar agua dulce por condensación. Algunas de las patentes de la técnica anterior referentes a la recuperación de agua dulce a partir de la humedad en el aire son las siguientes patentes de los Estados Unidos de América: 661 ,944, 3,498,077, 3,675,442 y 4,459,177. Las patentes de los Estados Unidos de América Nos. 1 ,442,367, 3,890,740, 4,577,435 y 6,148,559 se refieren, todas, a métodos y aparatos de control de pregerminación que efectúa tal control regulando la temperatura del cultivo agrícola. Un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar una disposición de riego para recuperar agua a partir de humedad contenida en la tierra o aire por condensación sobre caños enterrados en la tierra a una profundidad que corresponde a profundidades de raíces de desarrollos agrícolas o tendidas sobre el terreno. El término "superficie de terreno adyacente" será utilizando para indicar el tendido de la disposición de cañería ya sea sobre la superficie del terreno o debajo de la superficie del terreno, o tanto sobre la superficie del terreno como debajo de la superficie del terreno, según arriba indicado. El término "subterráneo" se utiliza para indicar que la cañería es recibida dentro de cualquier medio adecuado para desarrollo agrícola, en el que los caños son recibidos dentro de dichos medios. En el caso de una capa de tierra artificial este término puede ser comprendido también como "en el terreno" dependiendo del contexto. En la especificación y las reivindicaciones de la presente solicitud, los términos terreno y tierra son utilizados en forma intercambiable para indicar los medios de cultivo.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION
De acuerdo a un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de riego que comprende un sistema de enfriamiento energizado para enfriar un líquido a una temperatura por debajo de la temperatura del terreno, colocada en bucle cerrado sobre o debajo de la superficie del terreno y un sistema energizado de circulación de líquido para hacer circular el líquido a través del sistema, con lo que la propulsión del líquido enfriado a través de la cañería extrae humedad del entorno (aire y tierra) por condensación sobre la cañería, para consumo en cultivos agrícolas en la proximidad de la cañería. En una modalidad de la invención, sustanciales porciones de la cañería pueden estar tendidas sobre el terreno.
El término "bucle cerrado" indica un sistema en el que sustancialmente no hay pérdida de líquido al entorno. A fin de aumentar el rendimiento térmico total, uno o más componentes del sistema son enterrados bajo el terreno para reducir pérdida de calor durante horas de calor del día. En algunos casos, podría ser ventajoso proporcionar sistemas de enfriamiento adicionales para aumentar el rendimiento del sistema. Típicamente, el sistema de enfriamiento incluye disposiciones de intercambiadores de calor para enfriar el líquido. El sistema puede ser un sistema de riesgo denominado autosuficiente, o puede ser utilizado como un sistema coexistente junto con un sistema de riego convencional, donde cada uno de los sistemas ser utilizado selectivamente. La disposición de circulación de líquido y el sistema de enfriamiento pueden ser energizados por medio de una diversidad de fuentes de energía tales como, suministro de energía solar, suministro de energía eólica, suministro de energía eléctrica (línea de alimentación, generadores, etc.), energía hidráulica, energía de biomasa y fuente de agua fría natural. Para aumentar la cantidad de líquido recuperado por condensación, la cañería puede ser inerte con área en sección transversal aumentada en comparación con un caño que tenga una sección transversal circular. Esto es posible formando la cañería con identaciones o superficie envolvente estriada, aumentando la superficie efectiva de la cañería que está en contacto con el terreno. Típicamente, un sistema de control es proporcionado para retener una diferencia de temperatura ?? sustancialmente constante, regulando la temperatura del líquido, donde: AT=Tg-Tf Tg = medida de la temperatura del terreno en la proximidad de ia cañería; Tf = temperatura del líquido que pasa a través de la cañería, y donde Tf>0. El sistema de control es utilizado también para regular parámetros de flujo y patrones operativos del sistema de riego, por ejemplo, detectando por sensores la humedad de la tierra o aire ambiente a diferentes horas del día, a fin de recuperar máximo líquido de condensación, determinando horas del día durante las cuales los líquidos en el sistema están a su temperatura mínima, etc. De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para riego subterráneo de acuerdo al cual un líquido es impulsado a una temperatura por debajo de la temperatura del terreno, á través de un sistema de cañería enterrada debajo de la superficie del terreno, condensando de este modo líquido sobre la envolvente de la cañería para consumo en cultivos agrícolas en la proximidad de la cañería.
De acuerdo con el método de riego de la invención, la cañería está conectada a un depósito de líquido, una disposición de circulación, y un sistema de enfriamiento para enfriar un líquido. De acuerdo con otro aspecto de la invención, el sistema de riego comprende un sistema de riego que comprende un sistema de cañería de bucle cerrado de la cual por lo menos una porción es una sección de condensación dispuesta sobre, o adyacentemente debajo de la superficie del terreno, y por lo menos otra porción de la cual es una sección colectora fría enterrada bajo terreno en una zona de terreno fría; conteniendo dicha cañería de bucle cerrado un líquido que es propulsado por un sistema de circulación instalado junto con el sistema de cañería; con lo que dicho líquido es enfriado intercambiando calor en la zona de terreno fría y después fluye a la sección de condensación donde la humedad proveniente de las proximidades es extraída por condensación sobre la sección de condensación fácilmente disponible para consumo en cultivos agrícolas. El término "zona de terreno fría" según se utiliza en la presente especificación, se refiere a un nivel subterráneo en el que la temperatura media de la tierra permanece esencialmente constante a pesar de la disminución en profundidad. Esta zona está a una profundidad a la que las diferencias de temperatura son más pequeñas. La disposición de acuerdo con esta solicitud es tal que el líquido en la sección colectora de frío es enfriado por la tierra que es significativamente más fría que la temperatura del aire ambiente, y a medida que el líquido enfriado llega a la zona de condensación, produce condensación sobre capas de la cañería en la sección de condensación, extrayendo humedad del entorno que después va a ser consumida por el cultivo. Una ventaja del sistema de acuerdo con la invención es que el líquido enfriado que fluye a través de la sección de condensación, tiene influencia positiva sobre los cultivos, en sí mismo. Aún más, durante el tiempo invernal, en caso de heladas sobre el terreno, el líquido que fluye a través del sistema no congela ya que la temperatura en la zona de terreno fría queda por sobre el punto de congelación, y, consiguientemente, el líquido que fluye a través de la sección de condensación puede evitar heladas y deterioro de los cultivos. De acuerdo con otro aspecto de la invención, el sistema de riego comprende un sistema de cañería formada con por lo menos una sección de condensación dispuesta sobre, o adyacentemente por debajo de la superficie del terreno, una sección colectora fría dispuesta dentro de un depósito de agua subterráneo en una zona de terreno fría, y una sección de retorno que va de dicha sección de condensación al depósito; en la que el agua proveniente de dicho depósito es bombeada e impulsada a través de dicha sección de condensación, por el sistema de circulación instalado con el sistema de cañería, siendo dicha agua devuelta a dicho depósito por la sección de retorno; con lo que la humedad proveniente de las proximidades es extraída por condensación sobre la sección de condensación, rápidamente disponible para consumo en cultivos agrícolas.
Donde la humedad relativa ambiente es baja, un sistema de enfriamiento puede ser incorporado con el sistema de riego, para reducir de este modo la temperatura del líquido dentro de la cañería para mejorar la condensación. Típicamente se proporciona un sistema de control en asociación con el sistema de riego para determinar la temperatura de punto adecuado de la temperatura a la que el líquido enfriado que fluye dentro de la sección de condensación debe llegar y la temperatura ambiente que circunda a la sección de condensación, para que la humedad se forme en capas de la cañería. El líquido que fluye a través de la cañería está a presión esencialmente constante. Un sistema de riego de acuerdo con una modalidad de la invención es dispuesto de modo que la instalación de cañería comprenda varias secciones de condensación y varias secciones colectoras de frío, estando dichas secciones colectoras de frío dispuestas en diferentes profundidades para de este modo minimizar la influencia de transferencia de calor entre secciones contiguas.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Para mejor comprensión de la invención y para ejemplificar como el mismo puede ser llevado a cabo en la práctica, la invención será descripta a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, en los que: la figura 1 es una ilustración esquemática de una primera modalidad de la invención; la figura 2 es una ilustración esquemática de otra modalidad de acuerdo con la presente invención; las figuras 3A y 3B son secciones transversales de diferentes modalidades de un caño para utilización con un sistema de acuerdo a la invención; la figura 4A es una representación isométrica esquemática de un sistema de riego de acuerdo con una modificación de la invención; la figura 4B es una vista en elevación lateral de la modalidad mostrada en la figura 4A; la figura 5A es una representación isométrica esquemática de otra modalidad de un sistema de riego de acuerdo con la invención; la figura 5B es una vista en elevación lateral de la figura 5A; la figura 6 es una vista isométrica esquemática que ilustra un sistema de riego de acuerdo con una modalidad de la invención, en la que la sección colectora de frío está provista de un intercambiador de calor; y la figura 7 es una representación esquemática de un sistema de riego provisto con una unidad de control central. la figura 8 es una representación esquemática de otra modalidad más de la invención.
DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES ESPECIFICAS
Con referencia en primer término a la figura 1 de los dibujos, la misma ilustra el sistema de riego que se designa genéricamente con el número de referencia 10, en el que un bucle cerrado de cañería 12 está enterrado bajo la superficie del terreno, por ejemplo una profundidad comprendida entre aproximadamente 5 y 20 cm, con un extremo de entrada 14 y un extremo de salida 16. Donde la cañería está enterrada, la profundidad real de la cañería debería corresponderse con la profundidad de las raíces de un respectivo cultivo agrícola. Sin embargo, debe apreciarse que la cañería puede ser tendida sobre la superficie del terreno. Según ya arriba mencionado, el terreno puede ser también un lecho de tierra de cualquier tipo en el que la cañería es recibida dentro del lecho. Por una modificación de la invención, la cañería puede ser tendida sobre la superficie del terreno (que no se muestra). La entrada 14 está conectada a un sistema de enfriamiento 22 mientras que la salida 16 está conectada a un sistema 26 de bombeo circulante. En el presente ejemplo el sistema de enfriamiento 22 y el sistema de bombeo 26 están recibidos en un alojamiento común 28, con un sistema eólico de generación de energía eléctrica que se designa en general con el número de referencia 30, que energiza tanto a el sistema de enfriamiento 22 como a la bomba de circulación 26. Sin embargo, se apreciará que cada uno del sistema de enfriamiento 22 y la bomba de circulación 26 pueden ser ubicados en cualquier ubicación de la planta con un sistema de energizado común, de acuerdo con el presente ejemplo, o con disposiciones de energizado separados. La cañería 12 puede estar hecha con un simple plástico o cualquier otro material que proporcione condensación aumentada alrededor de la misma, como es conocido. Típicamente, la cañería está enterrada a una profundidad que corresponde a la profundidad de la raíz de un cultivo específico plantado en el sitio. A fin de mejorar la condensación, el área de contacto de la cañería con la tierra puede ser aumentada proporcionando cañería 33 con área envolvente aumentada que tenga una forma en sección transversal transformada con una pluralidad de proyecciones axiales 34 (figura 3A), o una cañería 35 formada por una pluralidad de indentaciones axiales 36 (figura 3B). Cuando el fluido, típicamente un líquido tal como agua, es enfriado en el sistema de enfriamiento 22 y después se le hace circular a través de la cañería 12 por medio de la bomba de circulación 26 (si se requiere, varias bombas de circulación pueden ser dispuestas en el sistema), se desarrollan gradientes térmicos entre la tierra y la envolvente de la cañería 42, dando como resultado condensación inducida alrededor de la cañería, con lo que la humedad de la tierra en la proximidad de la cañería es convertida en líquido disponible para el consumo de las raíces de las plantas 38.
Se conocen que la agricultura con agua fría produce cultivos que tienen rápido crecimiento, alto rendimiento con alto contenido de azúcar y de aromáticos frutales y vegetales. A continuación se hace referencia a la fórmula 2 que ilustra una modificación de la modalidad anterior, en la que la cañería 42 está enterrada debajo del nivel de terreno, como en la modalidad anterior, en la que la cañería 42 está conectada en una primera entrada 46 a un primer sistema de enfriamiento 50 con una segunda entrada 55 y una salida conectada a un segundo sistema de enfriamiento 57 posicionado en un extremo remoto del campo regado o cualquier otra ubicación adecuada, obteniéndose de este modo rendimiento térmico mejorado del sistema. Una unidad de bombeo 60 está incorporada en el mismo alojamiento que el primer sistema de enfriamiento 50, con lo que los paneles solares 64 y 66 suministran la energía eléctrica que se requiere para energizar los sistemas de enfriamiento y la bomba de circulación, respectivamente. En la modalidad de la figura 2 se muestra también una unidad de control designada genéricamente con el número de referencia 70 que está representada esquemáticamente y que comprende una diversidad de elementos de control que reciben diferentes ingresos, tales como la temperatura del líquido dentro de la cañería 42, la temperatura de entrada y de salida en las disposiciones de enfriamiento 50 y 54, la temperatura de la tierra en la proximidad de la cañería, la humedad relativa en la tierra, precipitación (lluvia, rocío, etc.). De acuerdo a los datos recibidos, la unidad de control 70 emite señales operativas para comandar o cesar el funcionamiento del sistema, caudal de bombeo, temperatura del líquido a la salida del sistema de enfriamiento, etc. A continuación se hace referencia a las figuras 4A y 4B que ilustran un sistema de riego de acuerdo con una modificación de la invención, que se indica genéricamente con el número de referencia 80. El sistema de riego comprende dos o más sistemas de cañería 82 de bucle cerrado paralelo, cada una de las cuales tiene una sección de condensación 84 dispuesta por sobre o adyacentemente debajo de la superficie del terreno 88, y una sección 90 conectora fría dispuesta bajo la superficie del terreno a una profundidad D (figura 4). La profundidad D es típicamente mayor de 1 metro, que se considera una zona de terreno fría. La sección de condensación 84 y la sección colectora fría están en comunicación para el pasaje de flujo por medio de las secciones de tubo 96 y 98 que en conjunto constituyen una cañería 82 de bucle cerrado. Una estación de control 102 que comprende un sistema de circulación, típicamente una bomba P y opcionalmente también un sistema de control designado C que será especificado a continuación. El sistema de circulación P puede ser una bomba de impulsión de líquido regular que puede ser energizada por diferentes elementos conocidos, por ejemplo, eléctricamente, por viento, por petróleo, por biomasa, solar etc. La profundidad D en la que está dispuesta la sección 90 colectora de frío, a la que se hace referencia como la "zona de terreno fría", está seleccionada a una profundidad tal que la temperatura de la tierra permanezca alrededor de un valor promedio que sea sustancialmente más frío que la temperatura media del aire. La determinación de la temperatura de la tierra a medida que la misma varía con el tiempo y la profundidad puede ser efectuada por diferentes medios, utilizando diferentes modelos matemáticos, puede ser calculado, por ejemplo, en el sitio web de la compañía Intermountain Reesource Inventories, Inc. En http//soilphysics.okstate.edu/toolkit temperature/index0.html. La disposición es tal que un líquido que fluye a través de la cañería 82 es enfriado en una sección 90 colectora de frío y cuando alcanza la sección de condensación 84, debido a la diferencia de temperatura con la temperatura ambiente, que forma humedad sobre la envolvente de la sección de condensación 84. Si bien en las figuras la sección de condensación 84 está ubicada inmediatamente por sobre la superficie del terreno 84, debe apreciarse que en cambio la sección de condensación puede estar posicionadas a una corta distancia por debajo de la superficie del terreno, por ejemplo, varios centímetros debajo de la superficie del terreno a un nivel que corresponda con el nivel de las raíces del cultivo agrícola. Además, una ventaja del sistema de riego de acuerdo con la invención es que el líquido frío que fluye a través de la sección de condensación tiene influencia positiva sobre los cultivos, según es conocido. Además, el sistema tiene un beneficio adicional, en que durante el tiempo invernal, en caso de heladas sobre el terreno, el líquido que fluye a través del sistema no se congela, ya que la temperatura en la zona del terreno fría queda por sobre el punto de congelación y, por consiguiente, el líquido que fluye a través de la sección de condensación puede evitar heladas y deterioro de los cultivos. A continuación se hace referencia a las figuras 5A y 5B que ilustran una configuración particular de un sistema de riego de acuerdo con la presente invención, en la que componentes similares a los de la modalidad de las figuras 4A y 4B son designados con números de referencia similares. El sistema 110 comprende disposiciones 112 de cañería de bucle cerrado, cada una de las cuales tiene una sección de condensación 84 (a ser tendida sobre la superficie del terreno o adyacentemente debajo) y secciones colectoras de frío, dos de las cuales indicadas con el número de referencia 90 están dispuestas a una primera profundidad D1 (como mejor se muestra en la 5igura 5B) y una sección 116 colectora de frío intermedia dispuesta a un nivel más profundo D2, con lo que las secciones de tubo de conexión 118 son necesariamente más largas que la correspondiente porción 96 en los sistemas de cañería contiguas. Los sistemas de cañería 1 12 están lateralmente espaciados entre sí por una distancia L (figura 5B) y cada sistema está provisto de una unidad de control 102' que tiene una función similar como en la modalidad de las figuras 4A y 4B, pero está enterrada bajo la superficie del terreno, por ejemplo, para ocupar mínimo espacio, para evitar descontroles y para mantener la unidad de control a una temperatura por debajo de la temperatura ambiente.
La disposición de la temperatura de las figuras 5A y 5B es útil para asegurar que las secciones 90 y 1 16 colectoras de frío sean suficientemente remotas entre sí de modo de minimizar la transferencia de calor entre las secciones contiguas. En la modalidad de la figura 6, se ilustra un sistema de riego 122 que es principalmente muy similar a las modalidades anteriores, siendo la diferencia que el sistema colector de frío 124 comprende una unidad 126 de intercambio de calor, por ejemplo, en forma de una pluralidad de caños en bucle o una estructura provista de aletas para aumentar el intercambio de calor con la tierra de modo de enfriar rápidamente el líquido que fluye a través de esa sección. En la modalidad de la figura 7, se proporciona un sistema de riego que comprende varios sistemas de cañería de bucle cerrado 130 que en lugar de que cada uno esté provisto de una bomba independiente, hay una unidad de control central 132 provista de un mecanismo de control y una unidad de bomba para hacer circular selectivamente líquido a través de cada uno de los sistemas 130 de cañería en bucle cerrado a intervalos, por ejemplo, dependiendo de la velocidad de enfriamiento del líquido en el sistema colector de frío, etc. La figura 8 ilustra otra modalidad más de la presente invención, en la que un sistema de riego designado genéricamente con el número de referencia 150 comprende una sección de condensación 152 en bucle dispuesta sobre la superficie 154 del terreno (aunque también podría estar enterrada adyacentemente debajo de la superficie del terreno). Un segmento 58 de cañería colectora de agua fría va de la sección de condensación en bucle a un depósito 160 de agua fría, por ejemplo, un pozo (cavado o natural), y una sección 62 de agua de retorno también está dispuesta hacia adentro del depósito de agua 160. Una unidad de bombeo 166 está provista en una ubicación adecuada de la cañería, por ejemplo, en la sección de condensación 152 en bucle. El agua es bombeada del depósito de agua 160 por la bomba 166 y es impulsada a través de la sección de condensación en bucle 152, donde la humedad proveniente de cercanía es extraída por condensación sobre la sección de condensación, rápidamente disponible para consumo por el cultivo agrícola. Después el agua fluye de vuelta por gravedad (o por medio de la bomba) al depósito de agua 60. Si bien se han ejemplificado modalidades preferidas de la invención, debe quedar claro que esto no está destinado a limitar la descripción de la invención, sino que está destinado a cubrir todas las modificaciones y disposiciones que estén dentro del alcance y espíritu de la presente invención, mutatís mutandis. Por ejemplo, una diferente configuración del sistema de enfriamiento y las unidades de bombeo puede ser utilizada, dependiendo de condiciones topográficas, etc. Asimismo, la energía para un sistema de acuerdo con la presente invención puede ser proporcionada por cualquier disposición adecuada, por ejemplo, un sistema solar, eólico, eléctrico, hidráulico, de biomasa, etc.
Claims (37)
1.- Un sistema de riego que comprende un sistema de enfriamiento energizado para enfriar un líquido a una temperatura por debajo de la temperatura del terreno, cañería de condensación de bucle cerrado colocada sobre o adyacentemente debajo de la superficie del terreno y un sistema energizado de circulación de líquido para hacer circular el líquido a través del sistema; y un sistema de control es provisto para retener una diferencia de temperatura ?? sustancialmente constante, regulando la temperatura de líquido, donde: AT=Tg-Tf; Tg=medida de la temperatura del terreno en la proximidad de la cañería; Tf=temperatura del líquido que circula a través de la cañería, y donde Tf>0; con lo que la impulsión del líquido enfriado a través de la cañería extrae humedad den entorno por condensación sobre la cañería, para ser consumido por cultivos agrícolas en la proximidad de la cañería.
2.- El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque se proporciona un depósito de líquido.
3.- El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque por lo menos el depósito de líquido está colocado bajo tierra.
4. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el sistema de enfriamiento incluye disposiciones de intercambiadores de calor.
5. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque uno o ambos de la disposición de circulación de líquido y el sistema de enfriamiento son energizados por energía extraída de por lo menos una de las siguientes fuentes de energía: solar, eólica, eléctrica, hidráulica y de biomasa.
6. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la cañería está formada con área en sección transversal aumentada para aumentar la cantidad de líquido condensado sobre un envolvente de la misma en comparación con una cañería que tenga, una sección transversal circular.
7. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque la cañería tiene una superficie envolvente indentada o estriada.
8. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el sistema de control regula parámetros de flujo y patrones operativos del sistema de riego.
9.- El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el sistema de enfriamiento comprende una o más unidades de enfriamiento.
10. - Un método para riego subterráneo de acuerdo al cual un líquido es impulsado a una temperatura debajo de la temperatura del terreno, a través de un sistema de cañería cerrada enterrada debajo de la superficie del terreno, condensando de este modo líquido sobre la envolvente de la cañería para ser consumido por cultivos agrícolas en la proximidad de la cañería.
11. - El método de riego de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque la cañería está conectada a un depósito de líquido, una disposición de circulación y un sistema de enfriamiento para enfriar el líquido.
12. - El método de riego de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque la cañería está formada con área en sección transversal aumentada para aumentar la cantidad de líquido condensado sobre la envolvente de la cañería, en comparación con una cañería que tenga una sección transversal circular.
13. - El método de riego de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque un sistema de control es proporcionado para mantener una diferencia de temperatura ?? sustancialmente constante regulando la temperatura de líquido, donde: AT=Tg-Tf; Tg=medida de la temperatura del terreno en la proximidad de la cañería; Tg= temperatura del líquido que pasa a través de la cañería, y donde Tf>0.
14. - Un sistema de riego que comprende un sistema de cañería de bucle cerrado de la cual por lo menos una porción es una sección de condensación dispuesta sobre, o adyacentemente debajo de la superficie del terreno, y por lo menos otra porción de la cual es una sección colectora de frío enterrada bajo tierra en una zona de terreno fría; conteniendo la cañería de bucle cerrado un líquido que es impulsado por un sistema de circulación provisto con el sistema de cañería; con lo que dicho líquido es enfriado por intercambio de calor en la zona de terreno fría y después fluye a la sección de condensación donde la humedad proveniente de la cercanía es extraída por condensación sobre la sección de condensación, fácilmente disponible para ser consumido por cultivos agrícolas.
15.- El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque la sección colectora de frío está enterrada por lo menos 3 metros bajo la superficie del terreno.
16. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque la sección colectora de frío está enterrada a, o debajo de una profundidad a la cual el gradiente de cambio de temperatura es sustancialmente constante. .
17. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el líquido comprende un agente anti-congelante, para de este modo disminuir su punto de congelación.
18.- El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque la disposición de cañería comprende varias secciones de condensación y varias secciones colectoras de frío; estando dichas secciones colectoras de frío dispuestas en profundidades diferentes, para de este modo minimizar la influencia de transferencia de calor entre secciones contiguas.
19. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque la sección colectora de frío comprende una disposición de intercambiador de calor para aumentar la velocidad de intercambio de calor en comparación con una cañería que tenga una sección transversal ocular.
20. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque varios sistemas de cañería de bucle cerrado están conectados por medio de un sistema con válvulas de control de caudal a un sistema de circulación central.
21. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque también comprende un sistema de control para activar el sistema de circulación central sólo cuando la temperatura de la zona de terreno fría está por debajo de un valor de temperatura predeterminado de la proximidad de la sección de condensación.
22. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque la disposición de control comprende un controlador asociado con el sistema de circulación, un sistema sensor de temperatura del terreno para detectar por sensores la temperatura en la sección colectora de frío y un sistema de temperatura ambiente para detectar por sensores la temperatura en la sección de condensación; generando dichos sistemas de detección por sensores correspondientes señales de temperatura que son procesadas por el controlador para generar una señal activadora a la sección de condensación, toda vez que la zona de terreno fría esté a una temperatura por debajo de un valor de temperatura predeterminado de la proximidad de la sección de condensación.
23.- El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque los sistemas de detección por sensor de temperatura miden ya sea la temperatura del líquido y la temperatura de la proximidad o tanto la temperatura del líquido como la temperatura de la proximidad.
24.- Un método para riego en el que un líquido es impulsado para que pase a través de un sistema de cañería de bucle cerrado que comprende por lo menos una sección de condensación dispuesta sobre, o adyacentemente debajo de la superficie del terreno, y por lo menos una sección colectora de frío enterrada bajo el terreno en una zona de terreno fría; siendo dicho líquido enfriado en la sección colectora de frío, con lo que la humedad es condensada sobre la envolvente en la sección de condensación rápidamente disponible para ser consumido por cultivos agrícolas.
25.- Un sistema de riego que comprende un sistema de cañería formado con por lo menos una sección de condensación dispuesta sobre, o adyacentemente debajo de la superficie del terreno, una sección colectora de frío dispuesta dentro de un depósito de agua subterráneo en una zona de terreno fría, y una sección de retorno que va de dicha sección de condensación al depósito, en la que el agua proveniente de dicho depósito es bombeada e impulsada para que pase a través de dicha sección de condensación por un sistema de circulación provisto a lo largo del sistema de cañería, siendo dicha agua devuelta a dicho depósito por la sección de retorno; con lo que la humedad de la proximidad es extraída por condensación sobre la sección de condensación, rápidamente disponible para ser consumido por cultivos agrícolas.
26.- El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la sección de condensación tiene al menos una porción ondulante sobre un plano substancialmente vertical.
27.- El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque las porciones inferiores de la porción ondulante se extienden por debajo del terreno, mientras que las porciones superiores de la misma se extiende en o por encima de la superficie del terreno.
28. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende varios segmentos de cañería que se extienden en o por encima de la superficie del terreno y varios otros segmentos de cañería enterrados bajo tierra.
29. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque la sección de condensación tiene al menos una porción ondulante sobre un plano substancialmente vertical.
30. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado además porque las porciones inferiores de la porción ondulante se extienden por debajo del terreno, mientras que las porciones supenores de la misma se extienden en o por encima de la superficie del terreno.
31. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque comprende varios segmentos de cañería que se extienden en o por encima de la superficie del terreno y varios otros segmentos de cañería enterrados bajo tierra.
32. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque la sección de condensación tiene al menos una porción ondulante sobre un plano substancialmente vertical.
33.- El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque las porciones inferiores de la porción ondulante se extienden bajo tierra, mientras que las porciones superiores de la misma se extienden en o por encima de la superficie del terreno.
34. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque comprende varios segmentos de cañería que se extienden en o por encima de la superficie del terreno y varios otros segmentos de cañería enterrados bajo tierra.
35. - El sistema de riego de conformidad con las reivindicación 25, caracterizado además porque la sección de condensación tiene al menos una porción ondulante sobre un plano substancialmente vertical.
36. - El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque las porciones inferiores de la porción ondulante se extienden bajo tierra, mientras que las porciones superiores de la misma se extienden en o por encima de la superficie del terreno.
37.- El sistema de riego de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque comprende varios segmentos de cañería que se extienden en o por encima de la superficie del terreno y varios otros segmentos de cañería enterrados bajo tierra.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/044,342 US6709198B2 (en) | 2000-02-14 | 2001-10-26 | Irrigation system and method |
PCT/IL2002/000368 WO2003043407A1 (en) | 2001-10-26 | 2002-05-14 | Irrigation method and system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
MXPA04003850A true MXPA04003850A (es) | 2005-02-17 |
Family
ID=21931851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
MXPA04003850A MXPA04003850A (es) | 2001-10-26 | 2002-05-14 | Sistema y metodo de riego. |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6709198B2 (es) |
EP (1) | EP1463404B1 (es) |
CN (1) | CN100353830C (es) |
AR (1) | AR036959A1 (es) |
AT (1) | ATE442034T1 (es) |
AU (1) | AU2002302944B2 (es) |
CA (1) | CA2464324C (es) |
DE (1) | DE60233681D1 (es) |
ES (1) | ES2332448T3 (es) |
IL (1) | IL161589A0 (es) |
MX (1) | MXPA04003850A (es) |
WO (1) | WO2003043407A1 (es) |
ZA (1) | ZA200403071B (es) |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2003213880B2 (en) * | 2003-04-11 | 2006-04-13 | Francesco Antonio Martino | A portable camp and provision of utility service therefor |
US7328584B2 (en) * | 2004-02-26 | 2008-02-12 | Common Heritage Corporation | Fresh water extraction device |
US20070189852A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Greg Wolfley | Modular network irrigation system |
US7878429B2 (en) * | 2007-09-28 | 2011-02-01 | Lindsay Corporation | Solar powered irrigation machine |
US20090166451A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-02 | Lindsay Corporation | Wind-Powered Irrigation Machine |
US20110265897A1 (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-03 | Developmental Technologies, Llc | Fertigation Efficacy Enhancement System And Associated Methods |
SE534739C2 (sv) * | 2010-08-09 | 2011-12-06 | Water Crossing Inc | Anordning för utvinnande av kondensvatten med en rörcirkulationskrets |
US8876026B2 (en) | 2011-10-06 | 2014-11-04 | Lindsay Corporation | Method and system for orienting solar powered irrigation systems |
GB2495782A (en) * | 2011-10-23 | 2013-04-24 | Noel Mcwilliam | Solar energy and water treatment apparatus |
CN102487783B (zh) * | 2011-12-28 | 2013-06-05 | 福建农林大学 | 一种利用太阳能与风能的山地作物灌溉系统 |
CN102972259A (zh) * | 2012-11-02 | 2013-03-20 | 北京天诚同创电气有限公司 | 一种无水灌溉系统 |
US20140261693A1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | Rain Bird Corporation | Irrigation system with freeze protection and method |
CN103477956B (zh) * | 2013-09-24 | 2015-04-01 | 中国水利水电科学研究院 | 一种盆栽试验自动测灌系统和方法 |
US9137956B1 (en) | 2015-04-08 | 2015-09-22 | Carlos Alfredo Pujadas | Sub-surface irrigation system and method |
US9668433B2 (en) | 2015-04-08 | 2017-06-06 | Carlos Alfredo Pujadas | Sub-surface irrigation system and method |
CN104776614A (zh) * | 2015-04-21 | 2015-07-15 | 新疆汉源机械制造有限公司 | 一种太阳能加热井水灌溉系统 |
CN105961145A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-09-28 | 余庆县惠农果蔬销售农民专业合作社 | 蔬菜种植浇灌装置 |
ES2654381B1 (es) * | 2016-08-11 | 2018-11-30 | Raúl PIÑOL PASCUAL | Instalación para la producción de agua |
US10583389B2 (en) | 2016-12-21 | 2020-03-10 | Genesis Systems Llc | Atmospheric water generation systems and methods |
CN106718671B (zh) * | 2017-01-04 | 2022-03-08 | 厦门精图信息技术有限公司 | 一种全自动的市政绿化灌溉系统 |
CN111163629B (zh) * | 2017-08-14 | 2022-08-19 | 鲁比康研究有限公司 | 用于水分配和土壤水分确定的方法和系统 |
US10577755B1 (en) * | 2017-08-16 | 2020-03-03 | Subair Systems Llc | Wireless sensor-based turf heating and cooling |
US10975534B1 (en) | 2017-08-16 | 2021-04-13 | Subair Systems Llc | Wireless sensor-based turf heating and cooling |
US10159203B1 (en) * | 2017-11-16 | 2018-12-25 | Mark E. Ogram | Irrigation system |
US10638674B2 (en) * | 2017-12-26 | 2020-05-05 | Earth Purified LLC | System and method for reclaiming and optimizing land |
CN109699460B (zh) * | 2019-03-04 | 2021-04-13 | 河北太和洁源水务科技发展有限公司 | 城市植树造林冷凝器滴灌系统及其控制方法 |
CN114568266B (zh) * | 2022-03-18 | 2023-06-13 | 时创科技(青岛)有限公司 | 一种沙漠地区智能节水灌溉系统 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1318210A (en) * | 1919-10-07 | Tubing for automobile-radiators and other purposes | ||
US661944A (en) | 1900-03-16 | 1900-11-20 | Edgar S Belden | Apparatus for removing moisture from air. |
US1442367A (en) | 1920-09-04 | 1923-01-16 | Stevens Arthur | Means for treating trees to retard the flow of sap therein |
US3498077A (en) | 1968-02-26 | 1970-03-03 | Us Navy | Atmospheric water recovery method and means |
US3675442A (en) | 1971-02-12 | 1972-07-11 | Rollin J Swanson | Atmospheric water collector |
US3890740A (en) | 1973-05-07 | 1975-06-24 | Technical Materials Limited | Fruit bud retarding method and system |
US4087893A (en) * | 1974-11-08 | 1978-05-09 | Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha | Process for producing a heat pipe |
US4065926A (en) | 1975-07-18 | 1978-01-03 | Brandt Edison R | Subterranean irrigation system |
US4348135A (en) | 1976-11-02 | 1982-09-07 | St Clair John C | Draining, irrigating and aeration of soil and heating or cooling of soil |
US4315599A (en) | 1980-03-03 | 1982-02-16 | Biancardi Robert P | Apparatus and method for automatically watering vegetation |
US4351651A (en) | 1980-12-12 | 1982-09-28 | Courneya Calice G | Apparatus for extracting potable water |
US4459177A (en) | 1981-05-08 | 1984-07-10 | Hare Louis R O | Ground moisture transfer system |
US4577435A (en) | 1981-08-17 | 1986-03-25 | Springer Edward A | Micro-climate temperature control apparatus |
DE3830647A1 (de) | 1988-09-09 | 1990-03-22 | Adolf Prof Dr Rer Nat Weber | Wassergewinnung aus der natuerlichen luftfeuchte zum pflanzenanbau, zur tierzucht und fuer den menschlichen bedarf |
US5368092A (en) | 1993-12-27 | 1994-11-29 | Biotherm Hydronic, Inc. | Apparatus and method for controlling temperature of a turf field |
FI941303A (fi) | 1994-03-18 | 1995-09-19 | Heikki K Auvinen | Kylmätekniikkaan perustuva kuivien alueiden kastelujärjestelmä |
US5598661A (en) | 1996-02-22 | 1997-02-04 | The Israeli International Company For Investments "Hatchiya Ltd." | Soil irrigation solar still system |
US6148559A (en) | 1997-10-20 | 2000-11-21 | May Business Trust | Fruit tree budding control method and apparatus |
-
2001
- 2001-10-26 US US10/044,342 patent/US6709198B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-05-14 AT AT02730659T patent/ATE442034T1/de not_active IP Right Cessation
- 2002-05-14 CA CA002464324A patent/CA2464324C/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-05-14 ES ES02730659T patent/ES2332448T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-05-14 MX MXPA04003850A patent/MXPA04003850A/es active IP Right Grant
- 2002-05-14 WO PCT/IL2002/000368 patent/WO2003043407A1/en active Application Filing
- 2002-05-14 DE DE60233681T patent/DE60233681D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-05-14 CN CNB028238125A patent/CN100353830C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-05-14 IL IL16158902A patent/IL161589A0/xx unknown
- 2002-05-14 AU AU2002302944A patent/AU2002302944B2/en not_active Ceased
- 2002-05-14 EP EP02730659A patent/EP1463404B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-10-24 AR ARP020104031A patent/AR036959A1/es active IP Right Grant
-
2004
- 2004-04-22 ZA ZA2004/03071A patent/ZA200403071B/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2002302944A1 (en) | 2003-06-10 |
EP1463404B1 (en) | 2009-09-09 |
US20020141828A1 (en) | 2002-10-03 |
CA2464324C (en) | 2008-04-01 |
EP1463404A1 (en) | 2004-10-06 |
ZA200403071B (en) | 2005-03-30 |
DE60233681D1 (de) | 2009-10-22 |
WO2003043407A1 (en) | 2003-05-30 |
AR036959A1 (es) | 2004-10-13 |
US6709198B2 (en) | 2004-03-23 |
AU2002302944B2 (en) | 2006-08-17 |
ATE442034T1 (de) | 2009-09-15 |
CN100353830C (zh) | 2007-12-12 |
ES2332448T3 (es) | 2010-02-05 |
IL161589A0 (en) | 2004-09-27 |
CA2464324A1 (en) | 2003-05-30 |
CN1596071A (zh) | 2005-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
MXPA04003850A (es) | Sistema y metodo de riego. | |
CN102986499A (zh) | 一种基于地表温差的自供电辅冷空气汲水自灌溉系统 | |
US20080128108A1 (en) | Convective earrh coil | |
EP2338327A1 (en) | Water curtain cultivation system capable of geological circulation of groundwater and artificial recharge of rainwater | |
CN206728772U (zh) | 固定式空气取水灌溉系统 | |
WO2015035468A1 (en) | Soil temperature regulation system | |
JP5067956B1 (ja) | 熱交換システム | |
US6419422B1 (en) | Underground irrigation method and system | |
KR101818574B1 (ko) | 비닐하우스 또는 건축물의 시설작물의 재배지역에 지열이 공급되는 휀코일 냉,난방장치 | |
Gudmundsson | The elements of direct uses | |
US4437263A (en) | System for heat storage particularly for using in agriculture | |
Gudmundsson et al. | Direct uses of earth heat | |
KR20120024339A (ko) | 수막재배용 시설하우스의 냉난방시스템 | |
KR101191712B1 (ko) | 건조 지역에서의 집수장치 | |
CN209057648U (zh) | 一种节能型日光温室大棚 | |
CN116491405A (zh) | 一种毛乌素沙地地下水灌溉农业深度节水系统 | |
CN110749125A (zh) | 一种利用太阳能制冷给地下土体降温结霜和储水的技术 | |
AU2006230755B2 (en) | Irrigation Method and System | |
Kim et al. | Evaluation of optimal water flow and temperature in response to outdoor air temperature in plastic greenhouse with recirculated water curtain system | |
Moritani et al. | Root-zone cooling evaluation using heat pump for greenhouse strawberry production | |
KR200362988Y1 (ko) | 지열을 이용한 시설원예 냉난방 장치 | |
IL161589A (en) | Irrigation method and system | |
CN219612676U (zh) | 一种适用于温室的跨季节太阳能主动蓄放热结构 | |
CN211345924U (zh) | 一种利用太阳能制冷给地下土体降温结霜和储水的装置 | |
CN115812497B (en) | Overwintering cold-proof method for grape powered by shallow geothermal energy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Grant or registration |