Natan r. la_fertilizacion_combinada_con_el_riego

INDICE
Página
AGRADECIMIENTOS 2
INTRODUCCION 3
CAPITULO 1 - Ventajas y limitaciones 4
CAPITULO 2 - Criterios de selección del equipo 7
CAPITULO 3 - Equipo de inyección 10
CAPITULO 4 - Equipo de seguridad 33
CAPITULO 5 - Manejo de la quimigación 41
CAPITULO 6 - Calidad del agua y su influencia en la
quimigación
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CAPITULO 7 - Criterios para la clasificación de fertilizantes
usados en fertigación
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CAPITULO 8 - Ubicación del equipo 60
CAPITULO 9 - Programa de la fertigación 61
APENDICE - Tablas - Definiciones - Ecuaciones 73
LISTA DE SIMBOLOS 79
1

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AGRADECIMIENTOS
- A mi familia, por su apoyo y paciencia.
- Al equipo de CINADCO en Shefayim.
- Al Ing. Moshe Sneh, Ex Director del Departamento de Riego y Suelos del
Servicio de Extensión por leer este documento y aportar observaciones y
correcciones.
- Al Dr. Albert Avidan, por leer el documento y aportar sus valiosas
observaciones.
- Al Ing. Dan Sheuer, por sus invalorables observaciones y apoyo.
- A la Ing. Evelyn Rosenthal y al Ing. Yossy Spinoza por leer el documento y
aportar correcciones.
- A todas las compañías comerciales por su apoyo
- A la Sociedad para la Transferencia de Tecnología (Haigud), por su apoyo
logístico y financiero.

INTRODUCCION
El término “quimiriego” es empleado para describir el proceso por el cuál se inyecta
en el sistema de riego una gama de productos químicos, con el propósito de
distribuirlos en forma homogénea en el suelo junto con el agua de riego.
Se usan otros términos para describir la aplicación de ciertas sustancias específicas
a través del sistema de riego, todos con el sufijo “gación”, indicando el tipo de
material aplicado. Por ejemplo, la aplicación de fertilizantes se denomina fertigación,
la aplicación de fungicidas fungigación, la aplicación de insecticidas, insectigación, la
aplicación de herbicidas herbigación, etc. La quimigación incluye además la
inyección de cloro, ácidos y otras sustancias que cumplen la función de tratar el
sistema de riego, cuando se requiere de su mantenimiento.
Los beneficios del quimiriego incluyen la aplicación económica, la posibilidad de
aplicar los diferentes productos en forma frecuente, uniforme, según los
requerimientos del cultivo, reduciendo los riesgos de compactación del suelo, daño
mecánico al cultivo, etc.
La fertigación permite mayor flexibilidad en la aplicación de los fertilizantes
comparado con los métodos tradicionales, debido a que permite que el fertilizante
sea aplicado en cualquier momento durante el riego. Además, la fertigación se
adapta a todos los sistemas presurizados conocidos, aspersión, goteo,
microaspersión, pivote central, etc. El método se adapta a los requerimientos del
productor, tanto desde el punto de vista económico, como desde el de ingeniería,
con muchas ventajas comparado con los métodos tradicionales.
Se han desarrollado muchos accesorios para el control de la quimigación lo que hace
que el proceso sea más eficiente. Estos accesorios se hacen cada vez más
sofisticados y especializados, lo que obliga a aumentar el nivel de la mano de obra
que opera estos sistemas junto con el conocimiento requerido para su
funcionamiento.
Teniendo en cuenta estas observaciones se ha escrito esta publicación con el fin
que sea de provecho para aquellos que deseen emplear esta tecnología.
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CAPITULO 1
Ventajas y Limitaciones
Los beneficios de aplicar los fertilizantes y otras sustancias químicas a través del
sistema de riego son ampliamente reconocidos.
Ventajas
Mayor eficiencia:
Mejor distribución y mayor uniformidad en la aplicación de los materiales como
consecuencia de ser aplicados disueltos en el agua de riego;
Cada planta en el campo recibe los nutrientes en forma exacta;
La penetración al suelo es mejor y más rápida;
La posibilidad de dividir la dosis anual de los fertilizantes en muchas porciones,
de esta manera se incrementa la disponibilidad de los nutrientes;
Las pérdidas de nutrientes desde la superficie del suelo serán inferiores, por
ejemplo, las pérdidas de nitrógeno por volatilización;
La posibilidad de adaptar la nutrición a las distintas etapas del desarrollo
fenológico del cultivo, como la floración, cuajado, crecimiento vegetativo, etc.,
La fertigación permite aplicar los nutrientes según las necesidades del cultivo,
posibilitando modificar la relación entre ellos;
La posibilidad de dividir la dosis recomendada en pequeñas porciones puede
reducir la cantidad total de fertilizantes aplicados en un tercio;
En sistemas de riego por goteo, debido a que el sistema moja una pequeña
porción del terreno solamente, la fertigación constituye una obligación.
Control y dosificación:
Se pueden aplicar cantidades exactas de fertilizante a través de sistemas de
control automáticos, según un programa pre-establecido;
Existe la posibilidad de controlar el proceso en forma absoluta, lo que permite la
aplicación de micronutrientes a través del sistema de riego. Los micronutrientes
son sustancias caras y, por medio de la aplicación continua y repetida en
pequeñas porciones durante un periodo de tiempo prolongado, se puede
incrementar la disponibilidad de los mismos en forma significativa, especialmente
en suelos marginales. Este tratamiento puede reemplazar las aplicaciones
foliares;
La fertigación se adapta fácilmente a sistemas de control de riego automáticos,
lo que incrementa la exactitud.
Control de profundidad y momento de aplicación:
Las frecuentes aplicaciones en pequeñas dosis evita la pérdida de fertilizantes;
Esta reducción en las pérdidas se debe a una reducción de la lixiviación por
efecto de fuertes lluvias por debajo del sistema radicular de la planta. En muchas
zonas tropicales, se practica la fertigación con este objetivo únicamente;
Existen situaciones en las cuales, dependiendo del tipo de suelo, fertilizante y
cultivo, es importante aplicar el fertilizante hacia el final del ciclo de riego, para
evitar la lixiviación;
La fertigación permite mantener un nivel nutritivo adecuado en suelos pobres,
con baja capacidad de retención de nutrientes, posibilitando el cultivo en suelos
marginales;
Además, la posibilidad de controlar la profundidad y el momento de aplicación
evita que sustancias químicas contaminen las aguas subterráneas.
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5
Ahorro de mano de obra y comodidad:
La operación de los sistemas es rápida y cómoda;
La quimigación ahorra mano de obra y energía;
No se necesita maquinaria especial para la aplicación de los fertilizantes;
Una sola persona puede operar todo el sistema desde un cabezal.
Compactación del suelo:
No se necesita conducir tractores que arrastren aparatos pesados para la
dispersión de los fertilizantes;
Se evitan los daños de compactación de suelos, lo que incrementa los
rendimientos.
Otras aplicaciones:
La aplicación de otras sustancias químicas a través del sistema de riego
constituye otra ventaja.
Limitaciones y precauciones
Toxicidad:
Muchos sistemas de riego están ligados a sistemas de agua potable. El agua
que contiene sustancias químicas no debe ser bebida por seres humanos ni por
animales. Es importante advertir en forma visible tanto a los trabajadores como a
los transeúntes del peligro de beber de esta fuente de agua. Asimismo es
necesario que una fuente de agua potable esté disponible.
Contaminación de aguas subterráneas:
Lo que antes fue mencionado como una ventaja, puede constituirse en una
limitación, cuando no se emplean sistemas exactos de monitoreo del riego,
debido a que el exceso de agua conteniendo sustancias químicas puede llegar a
las aguas subterráneas.
Adaptabilidad del fertilizante:
La fertigación exige el uso de fertilizantes líquidos, o sólidos solubles. Los
fertilizantes que no sean fácilmente solubles, no se adaptan a esta tecnología.
Interacciones entre las sustancias inyectadas y el agua de riego:
Todas las sustancias a inyectar en el sistema de riego deben ser evaluadas para
determinar si causarán alguna reacción química indeseada. Por ejemplo, las
fuentes comunes de cloro son agentes oxidantes, lo que causa la precipitación
de carbonato de calcio y de magnesio, al igual que la de óxidos de hierro
(herrumbre), etc.;
Los fertilizantes fosfatados, tales como super-fosfato pueden reaccionar con el
calcio presente en el agua de riego y precipitar;
Muchos fertilizantes causan un incremento en el pH del agua de riego, lo que
aumenta el riesgo de las precipitaciones.
Peligro de corrosión:
La corrosión de los componentes del sistema puede ser un problema serio.
Todas las partes que entran en contacto con soluciones concentradas y/o con
sustancias químicas inyectadas, deben estar hechas de materiales resistentes a
la corrosión, con el fin de reducir al mínimo la misma;

6
Tanto el sistema de inyección como el de riego, deben ser lavados
cuidadosamente después de cada inyección (no con ácidos ni cloro). Todos los
fertilizantes son corrosivos hasta cierto punto.
Requerimientos de seguridad:
Muchos fertilizantes causan una reacción ácida fuerte, razón por la cual es
necesario tomar las debidas precauciones en su manejo;
El equipo de quimigación debe estar equipado con un dispositivo de prevención
de flujo hacia atrás. Este dispositivo tiene un doble propósito: previene el flujo del
agua de riego en sentido inverso con o sin sustancias químicas, y quiebra el
sifonaje hacia atrás que pueda ocurrir si el sistema falla o se cierra.
Inversión inicial elevada:
Se requieren muchos accesorios para el quimiriego, razón por la cual la
inversión inicial es alta.
Se requiere un funcionamiento correcto de todos los componentes del sistema:
Si uno de los componentes del sistema no está operando correctamente, el
proceso no está funcionando apropiadamente;
Dependemos del correcto funcionamiento del sistema.

CAPITULO 2
Criterios de selección del equipo
El equipo usado para el quimiriego es producido en diferentes tipos y modelos,
difiriendo en sus propiedades, con ventajas, limitaciones y precios diversos.
Por otro lado, las condiciones y requerimientos pueden diferir de un lugar a otro. Por
lo tanto, es muy importante sopesar cuidadosamente todos los factores antes de
tomar una decisión.
Los factores a tener en cuenta son los siguientes:
Descarga del inyector
Conocer la capacidad de inyección del inyector es muy importante para poder
calcular el volumen de solución a inyectar en el sistema de riego durante un tiempo
determinado. Para calcularlo usamos la siguiente Ecuación No
1 (1):
ECUACION No
1
q = A * Df / t
Donde:
q = Descarga del inyector [litros/hectárea]
A = Area [ hectáreas ]
Df = Dosis fertilizante [litros/hectárea ]
t = Duración de la fertilización [horas ]
Ejemplo 1
Queremos aplicar una dosis de fertilizante (Df) de 150 l/ha de una solución
fertilizante a una parcela de 2.5 ha (A). La fertigación durará tres horas (t), por lo
tanto la descarga del inyector será:
q = 2.5 ha * 150 lt/ha / 3 h = 125 l/h
Cálculo de capacidad del tanque
El volumen mínimo de solución fertilizante en el tanque para fertilizar durante un solo
turno de riego, se calcula por medio de la siguiente Ecuación No
2 (2):
ECUACION No
2
V = Df * A
Donde:
V = Volumen [ litros ]
Df = Dosis fertilizante [ litros/ hectárea ]
A = Area [ hectáreas ]
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Ejemplo 2
¿Cuál será el mínimo volumen de tanque requerido (Tv) para fertigar una parcela de
0.5 ha (A), si queremos aplicar 200 litros de solución por hectárea (Df)?
Tv = 200 l/ha * 0.5 ha = 100 l
Confiabilidad y exactitud
Es importante asegurarse que el equipo opere en la forma deseada, sin necesidad
que el operador intervenga.
Operación
Se debe entrenar al operador debido a la complejidad y sofisticación de parte del
nuevo equipo.
Energía
Se necesita una fuente de energía para poder inyectar. Esta energía puede ser
hidráulica, es decir suministrada por la presión del sistema de riego, eléctrica o ser
suministrada por un motor de combustión interna. La elección dependerá del precio y
disponibilidad.
Tasa de dilución o concentración de solución fertilizante
Se trata de la relación (en porcentaje) entre el volumen de la solución fertilizante
concentrada y el volumen total de la solución final, calculada por medio de la
siguiente Ecuación No
3 (3).
ECUACION No
3
Fc(%) = 100 * q / (q * Q)
Donde:
Fc(%) = Concentración de la solución fertilizante
en el sistema de riego [ % ]
q = Descarga del inyector [ litros/hora ]
Q = Descarga del sistema de riego [ m³/hora ]
Ejemplo 3
100 litros de un fertilizante líquido (q) en 1.9 m³/h de agua (Q) constituyen una tasa
de dilución de:
Fc = 100 * 100 l /h ( 100 l/h * 1.9 l m³/hora ) = 52.6 %
El equipo seleccionado debe cumplir con esta tasa de dilución
Adaptabilidad a la automatización
El equipo seleccionado debe incluir la opción de ser automatizado en el futuro
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Otras aplicaciones
El equipo puede ser usado para otras aplicaciones tales como inyección de ácidos
para tratar el sistema de riego y evitar precipitaciones que tapan los emisores.
Garantía y servicio
Es importante considerar la garantía y el tipo de servicio suministrados por el
fabricante y/o distribuidor local, la disponibilidad de repuestos, etc.
Estandares
Es necesario asegurarse que todos los accesorios sean producidos por fabricantes
confiables, supervisados por instituciones acreditadas que operen bajo estándares
reconocidos.
Experiencia de campo
Es esencial que el equipo seleccionado tenga abundante experiencia en el campo.
Precio
Este se expresa como el gasto anual basado en el costo de adquisición,
mantenimiento y vida útil del equipo.

CAPITULO 3
Equipo de inyección
La aplicación de fertilizantes a través del sistema de riego presurizado requiere la
inyección de una solución fertilizante al sistema siendo necesario superar la presión
de la red. Para lograr este objetivo existen diversos enfoques:
Gradiente de presión o sistema de tanque: una parte del flujo de la tubería
principal es desviado hacia el tanque, el que puede o no contener una bolsa
para disolver la sustancia química contenida en él.
Succión producida por el principio Venturi: una constricción en el flujo con
una entrada específica y una salida hacia la tubería, crean un vacío producido
por un incremento en la velocidad del flujo de agua a través de la constricción.
Inyección por medio de un motor hidráulico: producido por la energía del
agua de riego.
Equipo de fertigación y su ubicación en el cabezal de riego
1 – Ubicación del equipo
El equipo que inyecta la solución en el sistema (tanque fertilizante, inyector Venturi,
o bomba), debe ser colocado más allá de la válvula volumétrica y antes del filtro.
Figura 1. Representación esquemática de un cabezal de riego incluyendo una bomba
hidráulica y un tanque fertilizante.
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2 – Equipo de inyección
Elección del inyector:
Con el fin de poder escoger en forma apropiada el inyector y el tanque fertilizante, es
necesario tomar en cuenta los siguientes factores:
el tipo de sistema de riego;
el cultivo;
la tasa de flujo del sistema de riego;
la tasa de inyección;
el tipo de sustancia química a inyectar;
determinar si la quimigación se llevará a cabo en forma proporcional o por
volumen;
la fuente de energía;
la duración de la operación;
las expectativas de expansión;
consideraciones de seguridad;
Algunos de estos factores fueron discutidos en el Capítulo 2.
Sistema de tanque fertilizante
El principio de operación incluye una válvula estranguladora, que obliga a que parte
del agua que fluye por la tubería principal sea desviada hacia el tanque fertilizante.
Figura 2. Tanque fertilizante
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El tanque fertilizante va conectado paralelamente a la tubería principal en forma de
ojal. Los materiales usados para la construcción del tanque, sus accesorios, y su
misma instalación, deben ser tales que permitan la operación del sistema en forma
segura bajo la presión de la tubería principal. La desviación de una parte del flujo es
obtenida por medio de un gradiente de presión de 0.1 – 0.2 atm. El agua de riego
entra al tanque a través de un tubo de 1/2 a 3/8” de diámetro, el que llega casi al
fondo. Se puede llenar el tanque con un fertilizante sólido, soluble, o con una
solución disuelta previamente, cerrándolo herméticamente. Existe otro tubo que sale
del tanque retornando al tubo principal, después de la válvula estranguladora. El
agua de riego entra en el tanque y se mezcla con la sustancia química/fertilizante
sólida que se encuentra en el mismo, fluyendo luego de regreso al tubo principal.
Cuanto mayor sea el gradiente de presión formado por la válvula estranguladora,
mayor será la tasa de inyección (Tabla 1).
Tabla 1. Tasa de inyección a través de un tanque fertilizante en función del
gradiente de presión y del diámetro de los tubos de entrada y de salida
Diámetro del tubo D = ½” D= 3
/8”
Gradiente de presión [atm] Tasa de inyección [ lt/h ]
0.1 660 320
0.2 990 500
0.3 1200 650
0.4 1350 760
0.5 1500 850
0.6 1650 940
0.7 1800 1030
Durante el proceso de fertigación, la concentración de la solución fertilizante dentro
del tanque disminuye gradualmente, debido a que se diluye con el agua. Si el
fertilizante que se encuentra en el tanque está en forma sólida, la concentración
permanece más o menos constante siempre y cuando haya fertilizante sólido en el
tanque.
La duración de la fertigación depende del volumen del tanque y de su descarga. Esta
se puede calcular por medio de la siguiente ecuación:
ECUACION No
4
t = 4 * Tv / q
Donde:
t = duración de la fertigación [ horas ]
Tv = volumen del tanque [ litros ]
q = descarga del tanque [ litros/hora ] ( Ver Tabla 1)
Esta ecuación se basa en el siguiente principio:
Cuatro volúmenes de agua de riego tienen que pasar a través del tanque para
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trasladar toda la solución fertilizante al sistema de riego.
Ejemplo 4
Si el volumen del tanque (Tv) es de 120 litros, entonces:
4 * 120 = 480 litros de agua serán necesarios para inyectar un 95% de la solución
fertilizante en el sistema de riego.
El agregado de un manómetro y de una pequeña válvula volumétrica permitirán el
ajuste del gradiente de presión y de la tasa de descarga para inyectar la solución
fertilizante en el tiempo establecido, según el principio descrito arriba.
El tanque debe ser lo suficientemente grande para contener un volumen de solución
suficiente para una operación.
Ventajas
Simplicidad en construcción y operación;
Costo relativamente bajo;
Amplia experiencia de campo. El equipo ha estado en uso por espacio de más
de 30 años;
No requiere una fuente de energía externa; emplea la misma energía del agua
de riego;
Es móvil y resistente a las fluctuaciones de la presión y de la descarga;
Permite una amplia tasa de dilución.
Limitaciones
Hay poco control sobre la tasa de inyección y sobre la concentración de la
sustancia química en el agua de riego;
Los materiales de construcción al igual que todos los accesorios y la instalación
deben permitir una operación segura del sistema a la presión del sistema;
Es necesario llenar el tanque cada vez que se va a regar;
Alto costo para tanques grandes;
La estrangulación causa pérdida de presión;
Todos los componentes del sistema que entran en contacto con la solución
inyectada deben estar hechos de materiales resistentes a la acción corrosiva
de las sustancias inyectadas;
Puede ser usado en sistemas automáticos sólo por medio de una válvula
dosificadora resistente a sustancias químicas con una salida electrónica.
Los tanques fertilizantes son fabricados en una amplia gama de tamaños estándar,
desde 60 hasta 220 litros, sin embargo es posible obtener más grandes.
Secuencia de operación
Las mangueras del desvío van conectadas a la tubería principal por medio de
dos válvulas pequeñas;
En caso de que se quiera mover el equipo de una parcela a otra, se instalan
conectores fácilmente desarmables;
Existen tres formas de llenar el tanque:
(a) directamente con una solución líquida;
(b) disolviendo fertilizantes sólidos previamente en un tanque
separado, filtrando la solución previo al llenado;

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(c) introduciendo fertilizante sólido en el tanque, asegurando la
disolución completa durante el turno de riego;
Se debe llenar el tanque completamente, de lo contrario existe el riesgo de que
el fertilizante no deje el tanque. Es necesario instalar en la entrada del tanque
un dispositivo que impida el flujo inverso del agua y evite la formación de vacío
que puede perturbar el flujo;
Cuando se abre el sistema de riego es necesario asegurarse que las válvulas
que están conectadas al tanque estén todavía cerradas y que la válvula
estranguladora esté completamente abierta;
Se abren las válvulas conectoras en forma simultánea junto con el cierre
gradual de la válvula estranguladora, monitoreando simultáneamente el
gradiente de presión con un manómetro, hasta alcanzar el gradiente deseado.
El inyector Venturi
Este inyector opera en base al principio Venturi, o sea que una constricción en el
flujo con una entrada específica y un diseño de salida, instalado en la tubería, crea
un vacío producto del incremento en la velocidad a través de la constricción.
La tasa de inyección, que puede ser alcanzada por un Venturi, depende del
gradiente de presión que lo atraviesa. Este gradiente oscila entre 5 y 75%, según el
diseño del Venturi.
Figura 3: Caracterización de un inyector Venturi
Ventajas
No requiere una fuente externa de energía para operar, utiliza la energía del
sistema de riego;
Opera en forma muy simple, carece de partes móviles, mínima depreciación, y
casi nunca sufre desperfectos;
Se adapta a tasas de inyección de hasta 2 metros cúbicos/hora, lo que permite
la quimigación central de áreas grandes;
Su costo es relativamente reducido comparado con inyectores similares;
Se puede succionar la solución de un tanque abierto;
Es liviano y fácil de transportar;
Fácil de instalar;

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Se conecta fácilmente a sistemas computarizados (se adecua a todo tipo de
automatización), con una válvula volumétrica resistente a sustancias químicas
y una salida electrónica;
Mantiene constante la concentración de nutrientes en el agua de riego;
Es resistente a materiales corrosivos.
Limitaciones
Grandes pérdidas de presión. Muchos modelos pierden un tercio de la presión
de entrada por lo menos. Para sistemas de baja presión, tales como
microaspersión y goteo, puede no haber suficiente presión para operar el
Venturi;
Las variaciones de presión afectan la tasa de inyección de los inyectores
Venturi. En este caso se recomienda instalar una bomba buster a la entrada del
mismo;
Cada modelo tiene un rango de operación limitado;
Se necesita una descarga mínima de agua que atraviese el inyector para que el
principio se succión Venturi funcione. Esta tasa mínima de descarga varía con la
presión de entrada.
De todo esto se puede concluir que para aprovechar las ventajas que ofrece el
inyector Venturi, se deben cumplir varias condiciones:
Debe haber suficiente presión para que el Venturi pueda operar;
Es necesario asegurar una presión constante, lo que se puede lograr de varias
maneras.
Los Venturi son construidos con materiales resistentes a las sustancias químicas
usadas en la quimigación, tales como cobre, plástico o acero inoxidable. Se fabrican
en diversos diámetros, desde 3/8” hasta 2”. Vienen con distintos grados de
sofisticación y precio dependiendo del fabricante.
Caracterización del inyector Venturi
Para poder escoger el modelo adecuado, es importante definir sus propiedades:
El rango de presión en la entrada. Cada modelo tiene un rango de presión
óptimo especificado por el fabricante;
Pérdidas de presión. El gradiente entre la entrada y la salida (P1 – P3) se
expresa en porcentaje de la presión de entrada. Para cada modelo, se debe
llegar a un gradiente mínimo determinado para que haya succión. En la mayoría
de los modelos este gradiente es de 1/3 de la presión de entrada. Sin embargo,
existen algunos que pierden hasta un 50%. Ultimamente, se han desarrollado
los modelos bi-fásicos que pierden un 10% aproximadamente de presión. La
pérdida de carga varía con el gradiente de presión de entrada.

Figura 4. Principio de operación del Venturi
La tasa de succión se expresa en litros por hora. Esta depende de la presión
de entrada, la pérdida de carga y el tamaño de la constricción. La tasa de
succión puede ser regulada por medio de varios accesorios (restrictores);
Rango de flujo de agua. La presión de entrada y la boquilla (la que puede ser
reemplazada en algunos modelos por otras de distinto diámetro), afecta el flujo
del agua a través del inyector. El fabricante define el rango de operación. Se
requiere una tasa mínima de flujo que atraviese el inyector para iniciar la
succión.
El fabricante publica todos los datos pertinentes al inyector en forma de tablas y
cuadros, al igual que recomendaciones para su instalación, operación y
mantenimiento.
Existe un amplio rango de tasas de succión, desde 2 hasta 2000 l/h (modelos
Netafim). Cada inyector tiene una presión mínima de presión para su óptima
operación, la que varía de 14 a 98 metros (con mangueras de succión de 12 mm de
diámetro).
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Tipos de inyectores Venturi
Venturi simple: Incluye el modelo básico solamente, sin accesorios adicionales.
Figura 5. Inyectores Venturi simples
La manguera de suministro del tanque hacia el Venturi debe incluir una válvula de
cheque de cierre rápido automática para evitar el flujo inverso de regreso al tanque.
Esta válvula debe estar ubicada al lado de la entrada del Venturi. La manguera de
suministro debe contener, además, una válvula solenoide normalmente cerrada,
funcional ligada a un sistema de cierre, o una válvula hidráulica, normalmente
cerrada, que sólo se abre cuando el tubo de agua está debidamente presurizado
Figura 6. Instalación del inyector Venturi en línea
Modelo D (2” * 12)Modelo A (3/4” * 0.9), A (3/4” * 0.5)
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Los inyectores pueden ser instalados en línea (cuando la tasa de flujo en el sistema
es baja, o la pérdida de presión no es un problema), o en desvío.
Instalación en desvío. En este caso, se presenta una alternativa a colocar ambas
válvulas en la línea del tanque de suministro de la solución química, se usa un
desvío. Se instala una válvula de cheque en la línea de desvío inmediatamente antes
de la entrada al Venturi, e inmediatamente después de la salida del mismo, se
instala o una válvula solenoide normalmente cerrada, o una hidráulica.
Figura 7. Instalación de un inyector Venturi en un desvío alrededor de una válvula
estranguladora manual
Otra alternativa es instalar una bomba buster auxiliar en desvío hacia el Venturi. Esta
bomba debe estar conectada al sistema de cierre de la bomba de riego, de tal
manera que se cierre automáticamente cuando la bomba del sistema de riego se
detenga, o cuando la presión del agua baje a un punto en el que la distribución de la
solución química y/o del agua sea afectada en forma negativa. Este arreglo es muy
recomendado para su uso en invernaderos y en cultivos en sustrato.
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Figura 8. Inyector Venturi instalado en desvío y potenciado por una pequeña bomba
centrífuga
Existen muchos sistemas de desvío; alrededor del filtro, y del regulador de presión,
(el filtro contribuye al desarrollo del gradiente de presión creado por el regulador),
una válvula de estrangulamiento, o un regulador de presión.
Figura 9. Instalación de un inyector Venturi en desvío alrededor de un filtro y un
regulador de presión
Este método es empleado cuando el regulador de presión crea menos presión que el
gradiente mínimo necesario, necesitándose una reducción adicional, la que es
obtenida por medio del filtro.
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Este tipo de instalación combina la caída de presión en el filtro con la del regulador
de presión para operar el inyector. Este método es especialmente adecuado para
sistemas de riego por goteo. Es necesario asegurarse que la presión a continuación
sea suficiente para que el sistema de riego opere.
Figura 10. Instalación de un inyector Venturi en desvío alrededor de un regulador de
presión
Este método es usado cuando el regulador crea una caída de presión y ya no
quedan otros accesorios para lograrlo.
En todos los casos, se debe instalar el filtro al extremo de la manguera de succión,
dentro del tanque que contiene la solución. Generalmente el filtro tiene un diámetro
de 1/2 a 1”, y una malla de 120 mesh.
Se puede regular la tasa de succión en una de las siguientes formas: un orificio
medidor, un tornillo, cambiando las boquillas, una válvula de aguja y, en algunos
modelos de Netafim, se instalan goteros en el tubo de succión, que regulan la tasa
de succión.
Se recomienda chequear el tubo de succión periódicamente para asegurarse que no
esté obstruido. Si lo está, hay que limpiarlo. Se debe ubicar el inyector por encima
del tanque que contiene la solución, para evitar que la misma fluya hacia el sistema
de riego por gravedad.
La dosificación y regulación de los inyectores Venturi son similares a las de las
bombas inyectoras; ambas se discutirán en conjunto en el Capítulo 8.
Inyección por medio de bombas
El elemento que inyecta la solución es considerado el corazón de cualquier sistema
de quimiriego. Existen muchos tipos de dispositivos disponibles. Estos aparecen en
muchos modelos, calibres y materiales. Se pueden clasificar como activos, o sea
que requieren una fuente externa de energía, o pasivos, que no requieren una fuente
externa de energía.
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Los inyectores activos incluyen bombas de desplazamiento positivo, tales como las
de diafragma, pistón, etc. Todas funcionan por medio de una fuente externa de
energía.
Los tipos pasivos de inyectores dependen de la energía proveniente de la presión
del agua de riego para inyectar la solución en el sistema. Un ejemplo de inyector de
tipo pasivo es el Venturi, que fue descrito arriba.
Principio de operación
Se succiona la solución del tanque inyectándola al sistema de riego por medio de
una bomba, la que crea una presión más alta que la existente en el mismo sistema.
Las bombas deben ser de construcción áspera con componentes internos y externos
resistentes a las sustancias químicas, y de materiales anti-corrosivos. Las bombas
de inyección activa incluyen un dispositivo de desplazamiento como un diafragma,
pistón, etc. Las bombas de diafragma y de pistón son las más comunes en
quimigación, debido a su confiabilidad y exactitud. Su conexión a controladores
automáticos es relativamente simple. Las bombas de cilindro son bastante exactas
pero muy sensibles a la suciedad, precipitados y sustancias corrosivas. Las bombas
centrifugas son menos sensibles a la suciedad y relativamente baratas. Se usan
cuando se requiere una descarga alta de la solución fertilizante. Estas bombas son
inexactas a bajos niveles de inyección.
Las bombas de inyección pueden ser operadas tanto manualmente como
automáticamente. El tanque conteniendo la solución debe estar construido de
materiales resistentes a las soluciones químicas (generalmente plástico). Su
volumen varía desde unos cientos de litros hasta 10 metros cúbicos.
Ventajas generales
Las bombas de inyección presentan un amplio rango de descargas, lo que
permite obtener una concentración continua y uniforme en el agua de riego.
Esto es importante cuando se desea mantener una concentración constante
de la solución química en el agua de riego;
Las bombas de inyección permiten un control absoluto sobre el proceso de
inyección, incluyendo el momento de aplicación, lo que posibilita una
automatización completa;
Es posible quimiregar desde un punto central: un solo operador puede
controlar todo el proceso desde un punto central;
No hay pérdidas de presión en el sistema.
Limitaciones generales
La operación del equipo es relativamente complicada;
Costo inicial elevado comparado con el de otros sistemas (tanque fertilizante,
Venturi);
Sólo se pueden inyectar soluciones;
En el caso de de bombas que no sean hidráulicas, se requiere una fuente de
energía externa;
Si el flujo de agua cesa, la inyección puede continuar, especialmente en el
caso de que la bomba opere con energía externa.
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Bombas hidráulicas
Las bombas hidráulicas son consideradas inyectores activos pese a que no usan
una fuente externa de energía. La fuente de energía está constituida por la incluida
en el sistema de riego.
El flujo de agua que activa el pistón constituye la fuente de energía que causa el
desplazamiento positivo de las bombas hidráulicas a pistón.
Se puede controlar en forma exacta la tasa de inyección. Muchos modelos permiten
tasas de inyección proporcionales al flujo de riego y a la presión en la tubería
principal.
La bomba opera dentro de un rango de presión definido por el fabricante. La
descarga depende de la presión del agua, sin embargo ésta puede ser regulada por
medio de diversos dispositivos. Si el flujo de agua cesa, la inyección se detendrá
inmediatamente. Estas bombas inyectoras han probado su eficiencia bajo
condiciones de campo, y son muy populares. Algunas expulsan el agua usada para
operarla, lo que requiere algún dispositivo para recuperar esa agua y reciclarla.
Bombas de diafragma
En la Figura 11 se presenta una bomba hidráulica de diafragma
Figura 11. Una bomba hidráulica de diafragma, modelo T.M.B. (250 l/h)
22

Principio de operación:
La bomba consiste de dos diafragmas ensamblados, uno superior y otro inferior,
conectados por un eje central vertical. Uno de estos diafragmas contiene tanto una
cámara de agua como una de solución, mientras que el otro consiste de una cámara
de agua solamente. El agua proveniente de la línea principal entra en las dos
cámaras simultáneamente – empujando el eje central e incrementando la presión de
la solución fertilizante hasta dos veces por encima de la presión en la línea principal.
El llenado y vaciado de ambas cámaras de agua es causado, según el tipo de
inyector, por la flexibilidad del diafragma, o por un resorte.
Durante el pulso hacia abajo, la solución entra en la bomba a través de la válvula de
cheque de succión, mientras que la válvula de cheque de suministro permanece
cerrada, de esta manera se evita el flujo inverso desde el sistema de riego hacia la
bomba. Durante el pulso hacia arriba, la válvula de cheque de suministro se abre y
así la solución es inyectada en el sistema de riego mientras que la válvula de cheque
de succión permanece cerrada, evitándose que la solución fluya hacia atrás al
tanque.
Para evitar que la solución sea succionada por gravedad hacia el sistema de riego,
se instala un quebrador de vacío.
Figura 12. Instalación de una bomba de diafragma en el campo
Ventajas
Las bombas de diafragma son más caras que las de pistón, sin embargo ofrecen
varias ventajas:
Tienen pocas partes móviles;
Pocas áreas de sus componentes están expuestas a las soluciones inyectadas.
Esto reduce el potencial de corrosión, desgaste y derrame, lo que disminuye
los costos de mantenimiento aumentando la seguridad al medio ambiente;
23

La tasa de inyección puede ser fácilmente ajustada durante la operación de la
bomba.
Las bombas de diafragma son fabricadas en diversos modelos, con tasas de
inyección oscilando entre 3 y 1200 l/h. La presión de operación oscila entre 2 y 8
atm. Las bombas de diafragma T.M.B. están diseñadas para descargas de 50, 250 y
600 litros/hora de solución, según el modelo (vea el Capítulo 9).
La relación entre el volumen de solución inyectada y el agua de drenaje es de 1:2
(por cada litro de solución inyectada, se expulsan dos litros de agua). No hay
pérdidas de presión en la línea principal y no se requiere estrangulamiento.
Se deben instalar dos filtros de 40 mesh, uno en la manguera de agua de operación,
y el otro en la entrada de la válvula de succión.
Dosificación y regulación:
Se usa una válvula reguladora, que controla el número de pulsos por minuto.
De esta manera se regula la concentración de la solución en el agua de riego;
midiendo el agua que opera la bomba desde la válvula reguladora con una
volumétrica que cierra después de que el volumen de agua pre-establecido ha
sido distribuido;
el volumen de solución a inyectar en el sistema puede ser medido a la salida del
tanque fertilizante;
se puede automatizar el sistema por medio de un micro-conmutador electrónico
adjunto a la bomba. Este dispositivo cuenta los pulsos, trasmitiendo la
información a la computadora de riego, la que los traduce a litros de solución
inyectada.
Figura 13. Curva de desempeño de la bomba de diafragma tipo T.M.B. de
250 l/h
24

Bombas de pistón
Las bombas de pistón están disponibles con cabeza de inyección simple y doble
presentando una gran variedad de rangos de inyección. Las bombas de pistón
requieren un sistema de riego a presión para activar el pistón. El agua de operación,
luego expulsada, es generalmente tres veces el volumen de la solución inyectada.
Uno de las bombas de pistón más populares es el modelo de Amiad.
Principio de operación.
El motor de tipo recíproco que se encuentra en el cilindro consiste de dos pistones y
de una válvula principal piloto. La bomba, que está ligada al cuerpo del motor,
succiona la solución del tanque inyectándola en la línea principal. El interruptor forma
parte integral de la unidad de cierre automático. Este cierra automáticamente la
operación de la bomba cuando el nivel de la solución baja por debajo de la cabeza
de succión. Se instalan dos válvulas de cheque en la línea de descarga, y una
tercera en la línea de entrada de la solución. Sus funciones consisten en evitar que
el agua de la línea principal fluya hacia el tanque y prevenir que la solución vuelva al
tanque.
Una válvula de liberación de aire es activada manualmente para ventilar el aire del
sistema, principalmente para iniciar la bomba. Si se crea un vacío en la línea
principal, debido a una interrupción en el suministro de agua, el balón que se
encuentra en la válvula de liberación de aire abrirá automáticamente la apertura de
escape y la línea se ventilará hacia la atmósfera. Cuando se instala la bomba por
debajo del tanque, se debe instalar una válvula de cheque anti-sifón. Estos arreglos
aseguran que no ocurra sifonamiento de la solución hacia la línea principal.
La cabeza de succión consiste de un plato redondo, pesado y de un filtro
conteniendo un balón de plástico.
Existen cuatro modelos de bombas de pistón:
1. Se instala la bomba por encima del nivel de la solución en el tanque
fertilizante mientras que la cabeza de succión se encuentra en el fondo del
tanque;
2. Se instala la bomba por debajo del nivel de la solución en el tanque
fertilizante, mientras que la succión se lleva a cabo desde el fondo del tanque,
a través de un filtro;
3. Un inyector duplex, compuesto por dos inyectores ensamblados en paralelo,
sobre un portador. Esta unidad ha sido desarrollada para inyectar grandes
volumenes de solución (100-700 l/h);
4. Bomba automática controlada por una computadora, o por un sistema de
control electrónico.
25

Figura 14. Representación esquemática de una bomba hidráulica de “Amiad”
instalada por encima del nivel de solución en el tanque (nivel de succión).
26

Figura 15. Representación esquemática de una bomba hidráulica de “Amiad”
instalada por debajo del nivel de solución en el tanque (succión por gravedad).
Figura 16. Representación esquemática de una bomba hidráulica tipo duplex de
“Amiad”.
27

28
Modelo Duplex (4-03)
El inyector duplex ha sido desarrollado con el fin de inyectar grandes volúmenes de
soluciones en el sistema de riego.
Pese a que el duplex está formado por dos unidades inyectoras tiene un solo motor,
una sola línea de alimentación y una salida de inyección.
Los accesorios para el duplex son los mismos que para el inyector estándar.
Figura 17. Representación esquemática de una bomba hidráulica automática
de “Amiad”.
Estas bombas inyectan 33 centímetros cúbicos de solución por pulso, siendo la tasa
de descarga de hasta 320 l/h, dependiendo de la presión del sistema de riego.
Figura 18. Volumen de solución inyectada en función de la presión del sistema para
una bomba tipo “Amiad” simple

Estas bombas operan en un rango de presión entre 0.5 y 8 bares (0.7 to 115 psi).
Comando, regulación y control:
Pese a que la descarga de la bomba depende de la presión del sistema, los
reguladores de flujo pueden regular la descarga. La tasa de flujo oscila entre
10 y 80 l/h, si se usan estos reguladores. Los reguladores de flujo van
colocados entre las dos secciones del conector en la manguera de inyección
de la solución;
una unidad tipo-succión provista de una válvula de cierre automática, que se
cierra cuando el nivel de la solución desciende por debajo de la base de la
cabeza de succión. En este caso, si se llena el contenedor de antemano con
el volumen de solución necesario, la unidad dejará de funcionar
automáticamente, cuando toda la solución ha sido inyectada;
cuando esto no es practicable (por ejemplo cuando hay que bombear de un
tanque grande), se puede instalar una válvula volumétrica sobre la manguera
de suministro de agua con el fin de activar la bomba, desde una válvula de
control manual ¾”. Esta debe ser colocada en forma exacta de tal manera que
pasen tres veces el volumen de solución requerida. El uso de reguladores de
flujo obvian esta alternativa;
operando manualmente el interruptor de cierre;
usando una válvula de cierre hidráulica en lugar de una unidad de cierre
automática. La válvula de cierre hidráulica es operada por la presión del agua
que puede ser iniciada electrónicamente, ya sea volumétricamente o en base
a tiempo.
Además, se puede transformar una bomba manual en automática, adheriendo un
trasmisor de pulsos. Este es un dispositivo electrónico, adherido al inyector cuya
función es convertir los pulsos en signos electrónicos. Por medio de este dispositivo,
la información relativa al volumen de solución inyectado en la línea principal puede
ser medida por un sistema de control electrónico. Los trasmisores pueden inyectar
pulsos de 33 cc, 100cc, 1 litro, 10 litros o un galón americano.
La válvula hidráulica (normalmente cerrada), tiene muchas aplicaciones para el
control de las soluciones, y el flujo del agua. El sistema de control está
completamente separado de la solución. Esto permite dosificar la inyección de
soluciones caras. La válvula normalmente cerrada asegura que en caso de que
ocurra un desperfecto en el sistema de control, o un daño al tubo de control, la
válvula permanecerá cerrada.
Bombas hidráulicas que no expulsan agua
No todas las bombas hidráulicas expulsan agua durante su operación. Hay bombas
hidráulicas que no expulsan el agua de operación operando con un motor hidráulico,
un pistón y una válvula cuya función es invertir la dirección del flujo, transfiriendo la
presión hidráulica, una vez a la parte superior del pistón, y otra vez a la inferior. El
pistón se mueve hacia adelante y hacia atrás en forma cíclica.
Cualquier volumen de agua activará el proceso descrito, por lo tanto el número de
pulsos del pistón por unidad de tiempo, estará en función del flujo de agua a través
del motor.
29

Figura 19. Representación esquemática de una bomba hidráulica tipo “Dosatron”.
La parte inferior del pistón está ligada a una unidad de succión, que se mueve dentro
de un cilindro, de tal manera que se puede ajustar el largo del pulso, lo que posibilita
el control del volumen de solución inyectado en la cámara de mezcla con cada pulso
del pistón.
Se instala la bomba en línea en el sistema de riego, lo que causa una dependencia
total en la descarga del sistema de la velocidad del motor y de la tasa de inyección
de la solución. No se expulsa agua del sistema. La inyección en la cámara de
mezcla donde se encuentra con el agua de riego es continua, lo que asegura una
inyección proporcional sin la necesidad de usar accesorios electrónicos. Todo el
proceso es hidráulico. Esta es la ventaja principal del sistema.
Instalación:
Se puede instalar la bomba de tres maneras diferentes:
En línea: En este caso la descarga del sistema debe ocurrir dentro del rango
permitido según las especificaciones del modelo;
dos bombas instaladas en forma paralela. Esto se usa cuando es necesario
inyectar dos soluciones en forma simultánea;
instalación en desvío. Esto permite regar y fertigar en forma alternada cuando la
descarga de la línea principal está por encima de la capacidad de la bomba. Se
usa una válvula de constricción para lograr que parte del agua fluya a través de
la bomba. En este caso, se pierde su principal ventaja.
30

El modelo D&R tiene una descarga máxima de agua de 8000 litros/hora, con un
rango de presión de trabajo de 0.15 – 8 atm. Por cada metro cúbico de agua, de 2 a
20 litros de solución pueden ser inyectados. El modelo DI210 presenta un rango de
descarga de agua de 10 a 2500 l/h, con una presión de trabajo de 0.3 – 6 atm, y una
concentración de solución que oscila entre 2 y 100 litros por cada metro cúbico de
agua.
Bombas eléctricas
Cuando hay electricidad disponible en el campo, puede ser más conveniente
emplear bombas de fertigación eléctricas. Las bombas eléctricas no son caras y son
confiables. Estas pueden ser operadas a bajo costo y fácilmente combinadas con el
equipo automático.
Existe un amplio rango de modelos y de tipos, desde bombas pequeñas de
diafragma capaces de inyectar solo unos litros por hora, hasta bombas grandes
conectadas a válvulas volumétricas capaces de inyectar proporcionalmente. Debido
a que se requiere una fuente externa de energía, generalmente electricidad, estas
bombas se instalan en invernaderos o cerca de pozos.
Bombas de diafragma
Las bombas dosificadoras de diafragma no derraman y están específicamente
diseñadas para medios corrosivos o tóxicos. Dependiendo del tipo de motor, el
diafragma puede ser usado a presiones de hasta 10 bares. Las bombas de
diafragma vienen con una cámara separada, la que en el caso de una ruptura del
diafragma por el gasto evita que la solución inunde la misma bomba u otros
componentes del sistema. Cualquier derrame es descargado por gravedad a través
de una manguera a un drenaje o a un tanque colector. Por su naturaleza, las
bombas de diafragma dependen más de la presión que las de pistón.
Otras bombas usan una unidad de desplazamiento positivo con un motor de fase
única AC sirviendo como primer movimiento. Tienen un motor sincronizado protegido
contra exceso de carga activa la bomba. Además, hay un sistema de tornillo – levas
– excéntrico, que transforma las revoluciones del motor a través de una caja de
mandos en succión y pulsos de inyección en el diafragma. De esta manera un
volumen fijo (volumen del pulso) de la solución es succionado a través de la válvula
de succión en la cabeza de dosificación y desplazado a través de la válvula de
presión al sistema. Las válvulas de presión y de succión son de balón doble. Su
capacidad es ajustada linealmente modificando la longitud del pulso con el botón de
ajuste del pulso en una tasa de 1:10.
31

Figura 20. Presentación esquemática de una bomba de diafragma “Alldos”
Bombas de pistón
Estas bombas operan de manera similar a las hidráulicas de pistón. Son muy
precisas y menos dependientes en la presión que las de diafragma. Al contrario de
las bombas de diafragma, se puede modificar la dosificación en proporción a la
longitud del pulso y se puede controlar reduciendo al mínimo la salida. Por lo tanto
las bombas simples y múltiples se adaptan particularmente a aplicaciones exactas
en las que es importante una dosificación exacta y un control total de diferentes
mezclas que provienen de diferentes fuentes cada una en forma proporcional
pero difiriendo entre ellas.
Por medio de motores de velocidades diferentes las proporciones pueden
permanecer constantes mientras que la cantidad total cambia según las
necesidades. Las bombas de pistón operan en un rango de presión de 2 a 10 bares,
con una tasa de flujo de 55 a 270 l/h.
32

CAPITULO 4
Equipo de seguridad
La inyección de sustancias químicas al sistema de riego representa un peligro
potencial a la salud pública. El sistema de riego funciona como un cruce de
conexión entre el tanque conteniendo la solución química y la fuente de agua
potable. Este cruce de conexión puede contaminar la tubería principal de riego del
distrito, la fuente de agua municipal, la corriente de un lago, río o aguas
subterráneas.
Este cruce de conexión es cualquier conexión o arreglo estructural entre el sistema
de agua potable y cualquier sistema de agua no-potable o fuente de soluciones
químicas a través del cual puede ocurrir un flujo inverso. Cualquier dispositivo
temporal o permanente a través del cual puede darse flujo inverso es considerado
un cruce de conexión. El flujo inverso generalmente no puede ser anticipado. La
probabilidad de que el agua potable se contamine por efecto de este fenómeno es
muy alta, la única pregunta es ¿cuándo va a ocurrir? La solución química inyectada
en el sistema de riego puede contaminar la fuente de agua potable por el proceso de
flujo inverso, el que puede darse por medio de dos procesos, presión inversa y
sifonaje inverso.
Ejemplos de cruce de conexión:
Tubo de agua con un extremo sumergido en un tanque o tanque
contaminante;
tubo de agua conectado al fondo de un tanque conteniendo sustancias
contaminantes;
tubo de agua conectado a un sistema de agua tratado con sustancias químicas
(algas, inhibidores del crecimiento, materiales anti-corrosivos, etc);
un tubo de agua común a dos fuentes de agua diferentes, uno de ellos no es
de agua potable (aguas negras, etc);
tubo de agua conectado a un sistema de riego en el cual se inyectan
soluciones tales como herbicidas, fertilizantes, ácidos, etc.
Sifonaje inverso:
Es causado por baja presión producida por una presión reducida en la tubería de
suministro. Existen muchas causas para este fenómeno:
La formación de un gradiente hidráulico severo producido por una tubería de
calibre reducido en la línea de suministro;
una rotura en la tubería principal del distrito, por debajo del punto de servicio al
cliente;
baja presión en la línea principal causada por una tasa de consumo de agua
muy alta, producida por un incendio o un lavado en la línea principal;
baja presión de suministro en la línea principal causada por un desperfecto en
la bomba o por apagón.
33

Presión inversa
Ocurre cuando el sistema está siendo operado a una presión mayor que la del
sistema de suministro de agua potable. Las causas principales son:
Bombas buster en el sistema que están siendo usadas para incrementar los
flujos y los requerimientos de presión;
una interconexión con otros sistemas de tubería operando a presiones más
altas;
conexiones con otros sistemas presurizados tales como calderas;
en sistemas de riego de baja presión, este fenómeno puede ser causado tanto
por la diferencia de altura topográfica del sistema como por las bombas de
inyección.
Selección del equipo de prevención de flujo inverso (PFI)
El PFI es una combinación de una válvula de cheque, un quebrador de vacío, y una
válvula de drenaje de baja presión instalada entre el punto de inyección de la
solución química y la fuente de agua, con el fin de evitar la polución de la fuente de
agua por la solución química inyectada.
El flujo inverso puede ser evitado por medio de una separación física
(separación aérea), entre el sistema de suministro de agua potable y el agua
que contiene los contaminantes. Esta es la forma ideal de evitar el flujo inverso.
Se puede lograr una separación aérea apropiada evitando la conexión directa
entre el sistema de suministro de agua y el del consumidor, cuando la
conexión entre ambos se lleva a cabo por medio de un reservorio. La
separación vertical entre el extremo del tubo por encima del agua en el
reservorio tiene que ser por lo menos el doble del diámetro del tubo de
suministro y nunca inferior a 25 milímetros. Esta separación constituye una
solución segura y simple para evitar el flujo inverso. No requiere
mantenimiento;
debido a que generalmente el agua es suministrada a una presión
determinada, puede ocurrir que la solución mencionada no sea aplicable. En
este caso es más conveniente emplear una de las soluciones brindadas por los
equipos que se verán a continuación.
Existen muchos tipos de equipos disponibles para la prevención del flujo inverso,
algunos brindan protección contra el sifonaje inverso solamente, mientras que otros
brindan protección contra ambos procesos, flujo inverso y sifonaje inverso.
Dependiendo de la fuente de agua, los sistemas de quimigación deben usar, o un
ensamble de válvula de cheque doble (en Israel obligatorio por ley), o un equipo de
presión reducida de flujo inverso.
Quebrador de vacío atmosférico (QVA):
El QVA permite que el aire entre en la tubería cuando la presión medida baja por a
cero o menos. Se debe instalar el QVA después de la última válvula de cierre (no se
instalan válvulas después del QVA). Se requiere una altura mínima de 15
centímetros por encima de la salida más elevada del sistema de agua no-potable. No
se debe usar el QVA cuando la presión de operación es mantenida en forma
constante por espacio de más de 12 horas, durante cualquier periodo de 24 horas,
debido a que la válvula de alivio puede atrancarse en posición cerrada y causar un
desperfecto.
34

Quebrador de vacío presurizado (QVP):
El QVP consiste de una válvula, abierta a la atmósfera, siendo cargada internamente
por un resorte. El resorte ayuda a abrir la válvula y consecuentemente el QVP puede
ser instalado antes de la válvula de cierre y ser empleado en donde el sistema es
mantenido permanentemente a presión de operación. Con el fin de proteger a la
fuente de agua potable el QVP debe ser instalado 30 centímetros por encima de la
salida más elevada del sistema de agua no-potable (sistema de quimiriego,
aspersión, goteo, etc.).
El uso habitual tanto del QVP como del QVA incluye situaciones en las que el agua
no-potable es bombeada al sistema de riego, es decir al cruce de conexión de un
distrito de riego o de una tubería municipal o aplicaciones del sistema de riego que
no tienen un sistema de quimiriego instalado.
Aplicaciones habituales de este sistema incluyen un recipiente automático o
sistemas de aspersión subterránea industriales, y sistemas de riego agrícolas por
aspersión y por goteo en los que se instala un sistema de quimiriego.
Debe ser instalado en un lugar fácilmente visible.
En sistemas de quimiriego, en donde se instalan inyectores en base a energía
externa y no proveniente del agua, el QVP no puede ser usado en lugar de
ensambles de válvulas de cheques dobles, porque pueden causar una presión
inversa en el sistema.
Los quebradores de vacío son eficientes contra el sifonaje inverso solamente y no
pueden ser usados en situaciones de presión inversa.
Figura 21. Instalación de un quebrador de vacío presurizado en un lugar elevado en el
sistema de riego, para evitar la presión inversa y el sifonaje inverso
(*) Nivel de agua para la iniciación de una bomba automática – 3- cm por debajo
de la válvula de alivio (3)
(1
)Punto de inyección por debajo del aspersor más bajo (5)
(2
) Aspersor más elevado 60 cm por debajo de la válvula de alivio (3)
35

Figura 22. Instalación de un quebrador de vacío presurizado cargado con resorte en
un punto más elevado en el sistema de riego, (no en el cabezal de riego).
Ensamble de válvula de cheque doble (EVCD):
El EVCD consiste de dos válvulas de cheque aprobadas, internamente cargadas por
un resorte o por peso, instaladas como una unidad entre dos válvulas de cierre que
se cierran en forma hermética. El EVCD es eficiente contra el flujo inverso causado
por la presión inversa, o contra el sifonaje inverso, lo que brinda protección en todos
los sistemas de quimiriego. Se debe instalar el EVCD antes del punto de inyección
de la solución química en un lugar fácilmente accesible para inspección y prueba.
Se debe instalar el EVCD por encima del suelo con espacio adecuado para
simplificar el mantenimiento y la prueba. Debe ser inspeccionado y probado después
de ser instalado para asegurarse que ha sido instalado correcta y satisfactoriamente,
al igual que antes de cada estación de riego. Siempre que sea posible, no debe ser
instalado en un hoyo porqué cualquier llave para test que se esté derramando, se
convertirá en cruce de conexión cada vez que el hoyo se inunde. Si se debe instalar
la unidad en un hoyo, se deben tomar provisiones para que el hoyo esté drenado.
Las llaves de prueba deben estar enchufadas para reducir el peligro de derrames si
el equipo queda sumergido. La cúpula debe ser lo suficientemente grande como
para permitir libre acceso para prueba o reparaciones. Un EVCD más grande que
2.5” debe tener bloques de soporte para evitar daños. Antes del EVCD se debe
instalar un filtro con una llave de limpieza.
Se debe drenar el EVCD en otoño y protegerlo del frío.
Se deben lavar las líneas cuidadosamente antes de la instalación. Muchos
desperfectos son causados por deshechos que causan la ruptura de los sitios de la
primer válvula o de la segunda.
36

Figura 23. Ensamble de una válvula de cheque doble
Equipo de prevención de flujo inverso de presión reducida (EPFIPR)
El EPFIPR consiste de dos válvulas de cheque internamente cargadas, actuando
independientemente y separadas por una zona con presión reducida. Otro tipo de
EPFIPR consiste de dos válvulas de cheque cargadas con un resorte, actuando
independientemente, normalmente cerradas, y una válvula de alivio cargada con un
resorte en una cámara entre ellas. Las válvulas de cheque son diseñadas de tal
manera que bajo el flujo normal y una situación estática, la presión en la zona de
presión reducida sea inferior, en 0.14 atm, por lo menos, por debajo de la presión en
la entrada, y mayor por 0.07 atm, por lo menos, por encima de la presión en la
salida. Cuando la presión en la salida asciende, cerca de la presión en la entrada,
ambas válvulas de cheque, permanecen cerradas evitando el flujo inverso. En caso
de que el equipo falle y las válvulas de cheque no se cierren, la válvula de alivio se
abrirá automáticamente para liberar a la atmósfera el agua que entre a la cámara
central. Si la válvula de alivio también falla, permanece abierta a la atmósfera,
drenando el agua que entra y evitando el flujo inverso.
El EPFIPR es el accesorio que confiere la máxima seguridad entre los
dispositivos mecánicos que previenen el flujo inverso
37

Figura 24. Un equipo de prevención de flujo inverso de presión reducida
Caracterización del EPFIPR:
Previene completamente el flujo inverso producido tanto por el sifonaje inverso
como por la presión inversa;
es diseñado para ser usado en situaciones consideradas muy peligrosas;
en caso de falla, alerta al operador ya que se ve agua saliendo del sistema por
la válvula de alivio. Esta característica es única y lo diferencia de todos los
accesorios presentes en el sistema de riego. Asimismo lo diferencia de todo
equipo diseñado para evitar el flujo inverso;
El EPFIPR no permite equilibrar la presión entre la entrada, la cámara
intermedia, y la salida. De hecho, el EPFIPR empieza a liberar agua a través
de la válvula de alivio cuando ambas presiones se equilibran y el gradiente de
presión desciende por debajo de 0.14 atm;
debido a su estructura y a sus características hidráulicas, se produce una
pérdida de carga significativa en el sistema (0.5 a 0.8 atm), la cual debe ser
considerada cuando se diseña el equipo.
Instalación y mantenimiento del EPFIPR
Con el fin de obtener una eficiencia máxima se deben observar condiciones
especiales de instalación.
Se debe instalar el EPFIPR por encima del suelo con un espacio adecuado
para facilitar el mantenimiento y prueba. Se debe realizar una correcta
38

inspección asegurando la correcta instalación que asegure que ha sido
instalado correctamente y opera satisfactoriamente;
el EPFIPR debe ser instalado por lo menos 30 centímetros por encima del
suelo;
si es posible, no se debe instalar en un hoyo por debajo del nivel del suelo. La
inundación del hoyo puede causar un cruce de conexión directo a través de la
válvula de alivio. Si la instalación en el hoyo es absolutamente necesaria, se
debe proveer un drenaje adecuado;
las válvulas deben ser instaladas antes y después del EPFIPR para probarlo
antes de cada estación de riego;
si el EPFIPR es más grande que 2.5” debe ser apoyado en bloques para evitar
drenaje;
se sugiere una instalación horizontal;
debería ser adaptado hidráulicamente con el objetivo de evitar excesivas
pérdidas de presión;
debido a la naturaleza de este equipo, se producen fluctuaciones en las
presiones de suministro, y un flujo extremadamente bajo o condiciones de flujo
estático, lo que puede causar un estorbo, goteo y eventualmente un fallo del
equipo;
el EPFIPR debe estar ya armado cuando se le instala dentro de una estructura;
un filtro con una válvula de limpieza debe ser instalada antes del EPFIPR;
debe ser drenado en otoño para protegerlo del frío;
se debe lavar cuidadosamente la tubería antes de la instalación del EPFIPR.
La mayoría de las fallas durante la prueba son causadas por desperdicios en el
sitio de la primer o segunda válvula de cheque.
Figura 25. Sección transversal de un EPFIPR
39

Figura 26. Un equipo de prevención de flujo inverso de presión reducida en un control
de quimiriego
40

41
CAPITULO 5
Manejo de la quimigación
Para que la quimigación/fertigación sea eficiente, el sistema de riego debe ser
manejado apropiadamente. Tanto el intervalo como la lámina de riego deben ser
determinados utilizando procedimientos científicos. La aplicación de un exceso de
agua a la planta no solo constituye un uso ineficiente de este recurso, sino que
traerá como consecuencia el lavado de sustancias químicas y de nutrientes
necesarios para el sistema radicular.
Esto tiene un efecto negativo doble ya que por un lado se están desperdiciando
sustancias químicas de valor para la planta, pero además se está aumentando la
polución de las aguas subterráneas.
Las aplicaciones de sustancias químicas deben ser planeadas según el calendario
de riego y no vice versa. Los riegos deben ser aplicados según las necesidades del
cultivo y no según un calendario arbitrario pre-establecido. Es necesario conocer la
lámina a aplicar al igual que el intervalo para poder proceder a la calibración y
operación apropiada del sistema de inyección.
El productor recibe recomendaciones en términos de cantidad de fertilizante que
tiene que aplicar en forma de tablas, basadas en análisis de laboratorio de suelo o
de tejido vegetal, o por asesoramiento. Los datos son suministrados en diferentes
unidades: cantidad de fertilizante por peso, por volumen, cantidad de nutrientes a
aplicar por unidad de terreno, concentración de/los nutrientes en el agua de riego,
concentración de fertilizante en el agua de riego, etc.
Con el fin de poder implementar estas recomendaciones, es importante traducirlas
en instrucciones prácticas, tomando en cuenta el equipo disponible en cada parcela.
Por lo tanto, se requiere calibración.
Calibración
La calibración de los sistemas de quimigación es relativamente fácil, sin embargo
requiere tiempo, equipo y cálculos exactos para alcanzar la tasa de aplicación
apropiada.
La calibración incluye varias etapas básicas:
1. Determine el área a ser regada/fertigada, en hectáreas o en cualquier otra unidad;
2. Determine la cantidad de fertilizante deseada a aplicar por unidad de terreno. En
el caso de que la recomendación fue dada en kilos de nutriente por hectárea,
emplearemos la Ecuación 5:
ECUACION 5
Fw = Dosis fertilizante (por peso) kg/hectárea ]
Nw = Dosis nutriente (por peso) [ kg/hectárea ]
Nc = Concentración del nutriente en el fertilizante [ % ]
Fw = 100 * Nw / Cn (%)

42
Ejemplo 5
Se recomiendan 200 kg/ha de nitrógeno (Fw), se va a aplicar el fertilizante sulfato de
amonio que contiene 21% de nitrógeno, Nc (%), entonces:
Fw = 100 x 200 kg/ha / 21% = 950 kg/ha
3 - Determine el volumen deseado de fertilizante a aplicar por unidad de terreno
por medio de la Ecuación 6:
ECUACION 6
Fv = Dosis fertilizante (por volumen) [ litros/hectárea ]
Fw = Dosis fertilizante (por peso) [kg/hectárea ]
Sw = Peso específico de la solución fertilizante kg/litro ]
Ejemplo 6
Se recomienda un volumen de 65 kg/ha de nitrato de amonio líquido (Fw). El peso
específico (Sw) de este fertilizante durante el verano es de 1.3 kg/lt, entonces:
Fv = 65 kg/ha / 1.3 kg/lt = 50 lt/ha
4 - Determine la cantidad total de fertilizante requerida para un solo turno. Cuando
una cierta cantidad de fertilizante será aplicada en un solo turno de riego,
independientemente del momento de la inyección y de la relación de dilución,
empleamos la Ecuación 7:
ECUACION 7
Ft = fertilizante por turno de riego [ litros o kg ]
Fw = Dosis fertilizante (por peso)[ kg/hectárea ]
Fv = Dosis fertilizante (por volumen) [litros/hectárea ]
A = Area fertigada en un solo turno de riego [ hectárea ]
Fv = Fw / Sw
Ft = Fw * A
Ft = Fv * A

43
Ejemplo 7
Si se cuenta con un área de 0.8 ha, y la dosis fertilizante (Fv) es de 120 l/ha, ¿cuál
será la cantidad de fertilizante a aplicar por turno?
Ft = 120 lt/ha x 0.8 ha = 96 litros por turno
Si se aplica el fertilizante por medio de un tanque fertilizante, o por un inyector
Venturi, esta será la cantidad exacta de fertilizante que se colocará en el tanque. En
los casos en los que el sistema es automático, por medio de unidades de control, o
computadoras de riego, los datos de cuánto y cuándo aplicar el fertilizante son
aportados por aquellos. Pese a que cuando se trabaja con bombas inyectoras que
operan en base a pulsos, es necesario traducir el volumen de solución fertilizante en
pulsos, según el volumen de solución inyectado por pulso, lo que fija el fabricante
(ver Capítulo 3), o por el numero de pulsos por cada señal transmitida al controlador.
Descarga del tanque fertilizante
Debido a que el volumen de agua que tiene que pasar por el tanque fertilizante para
inyectar el fertilizante diluido es de 4 veces el volumen del tanque, entonces:
ECUACION 8
q = Descarga del tanque [ litros/hora ]
Tv = volumen del tanque [ litros ]
t = Duración de la fertilizante [ horas ]
Ejemplo 8
Un tanque fertilizante tiene un volumen de 120 litros (Tv), y la fertilización dura 20
minutos (t), entonces:
Conversión de minutos en horas:
20 min / 60 min/h = 0.333 h
q = 4 x 120 lt / 0.333 h= 1455 lt/h = 1.455 m3
/h
q = 4 * Tv / t

44
Descarga del inyector (hidráulico o eléctrico)
ECUACION 9
Fc (v) = Concentración del fertilizante (por volumen) [ litros fert / m3 agua ]
Q = Descarga del sistema de riego [ m³ agua/hora ]
Ejemplo 9
Por cada metro cúbico de agua, se requieren dos litros de solución, siendo la
descarga del sistema 15 m³/h
La descarga del inyector que se requiere en este caso será:
q = 2 lt fert /m3
agua * 15 m3
agua/h= 30 lt fert /h
Descarga del inyector para dosificación cuantitativa
La descarga requerida se calcula de la siguiente manera:
ECUACION 10
Ft = Solución fertilizante a ser inyectada durante un turno de riego [ litros ]
t = Duración de la fertigación [ horas ]
Ejemplo 10
Se desea aplicar 100 l/ha a una parcela de 5 hectáreas. Si la duración neta de la
inyección es de 5 horas, (fuera del tiempo requerido para llenar la tubería y su
lavado), entonces la descarga del inyector será:
Primero calculamos Ft por medio de la Ecuación 7
Ft = Fv * A
= 100 lt/ha x 5 ha = 500 litros
Ahora calculamos q
q = 500 lt / 5 h = 100 lt/h
q = Fc(v) * Q
q = Ft / t

Peso de fertilizante sólido por metro cúbico de agua de riego
Cuando se dan las recomendaciones en ppm (partes por millón, vea Apéndice), el
cálculo se hace de la siguiente manera:
ECUACION 11
Fc(w) = 100 * Nc(w) / Nc (%)
Fc(w) = Concentración del fertilizante (por peso) [ gr)/m³ ]
Nc(w) = Concentración del nutriente en el agua de riego [ ppm ]
Nc(%) = Concentración del nutriente en el fertilizante [ % ]
Ejemplo 11
Se recomienda una concentración de 90 ppm de nitrógeno en el agua de riego,
Nc(w). Se va a aplicar sulfato de amonio 21% de nitrógeno Nc(%). Se calcula el peso
del fertilizante por metro cúbico de agua de riego, Fc(w), de la siguiente manera:
Fc(w) = 100 x 90 ppm / 21% = 429 gramos/m3
o 0.429 kg/m3
Volumen de fertilizante líquido por metro cúbico de agua de riego
Se calcula de la misma forma como el anterior, sin embargo cuando se usa un
fertilizante líquido debemos tomar en cuenta, además, el peso específico.
ECUACION 12
Fc(v) = 100 * Nc(w)/ (Nc(%)* Sw)
Fc(v) = Concentración del fertilizante (por volumen) [ litros/m3
]
Nc(v) = Concentración del nutriente en el agua de riego [ ppm ]
Nc(%) = Concentración del nutriente en el fertilizante [% ]
Sw = Peso específico de la solución fertilizante [ gr/cc ]
Ejemplo 12
Si aplicamos nitrato de amonio líquido con una concentración nitrogenada del 21%,
Nc(%), y un peso específico (Sw) de 1.3 gr/cc, entonces para obtener una
concentración de 90 ppm de nitrógeno en el agua de riego deberemos aplicar:
Fc(v) = 100 x 90 ppm / ( 21% x 1.3 gr/cc) = 330 cm³/lt, o 0.33 lt/ m3
de solución
fertilizante/ m3
de agua de riego.
Tasa de descarga de la solución fertilizante
Cuando la tasa de descarga del sistema de riego y de la bomba son constantes, la
tasa de descarga de ambos será:
45

46
ECUACION 13
Qr = Tasa de descarga [ litros / m³ ]
Q = Descarga del sistema de riego [ m³ /hora ]
Ejemplo 13
La descarga del sistema es de 14 m³/h (Q), y la del inyector 20 l/h (q), entonces la
tasa de descarga será:
Qr = 20 lt fert /h / 14 m3
agua/h = 1.43 lt fert /m³ agua
Porcentaje de dilución de la solución fertilizante
ECUACION 14
D(%) = Porcentaje de dilución [ % ]
Fc(v) = Concentración del fertilizante (por volumen) [ litros/m3
]
Qr = Tasa de descarga [ litros / m³ ]
Ejemplo 14
Se recomienda mantener una concentración de 60 ppm de nitrógeno Nc(w), en el
agua de riego. Se va a aplicar nitrato de amonio líquido que tiene una concentración
de nitrógeno del 21%, Nc(%), y un peso específico de 1.3 gr/cc (Sw). La descarga
del sistema (Q), es de 105 m³/h, y la del inyector (q) es 150 l/h.
Para calcular el porcentaje de dilución D(%), primero tenemos que calcular la
concentración de fertilizante requerida en el sistema de riego, por medio de la
Ecuación 12:
Fc(v) = 100 * Nc(w) / (Nc(%)* Sw)
= 100 * 60 ppm / ( 21 % * 1.3 gr/cc ) = 220 cc/m3
= 0.220 lt de solución fertilizante /m3
de agua de riego
Qr = q / Q
D(%) = 100 * Fc(v) / Qr

Luego empleamos la Ecuación 13 para calcular la tasa de descarga (Qr):
Qr = q / Q
= 150 lt fert /h / 105 m³ agua/h = 1.43 lt fert/ m³ agua
Finalmente, para obtener el porcentaje de dilución (Dr), usamos la Ecuación 14:
D(%) = 100 * Fc(v) / Qr
= 100 * 0.220 lt de fert / m³ agua / 1.43 lt fert/ m³ agua = 15.4 %
Por lo tanto se deben agregar 15.4 litros de solución fertilizante concentrada a 84.6
litros de agua en el tanque para obtener la concentración final deseada de 60 ppm
de nitrógeno durante la inyección.
15.4 + 84.6 = 100%
Volumen del fertilizante en el tanque fertilizante (litros)
El volumen de fertilizante por turno de riego se calcula por medio de la Ecuación 15:
ECUACION 15
Ft = Tv *D(%) / 100
Ft = Volumen de fertilizante por turno de riego [ litros o kilos ]
Tv = Volumen del tanque [ litros ]
D(%) = Porcentaje de dilución [ % ]
Ejemplo 15
Si el volumen del tanque fertilizante es de 250 litros (Tv), y el porcentaje de dilución
es 15.4%, D(%), entonces:
Ft = 250 lt x 15.4% / 100 = 38.5 litros de fertilizante
Consecuentemente, en un tanque fertilizante con 250 litros de volumen, se mezclan
38.5 litros de solución fertilizante con 211.5 litros de agua, debido a:
250 lt – 38.5 lt = 211.5 lt
Preparación de una mezcla fertilizante usando fertilizantes compuestos
Con el fin de obtener una determinada concentración de nutrientes en el agua de
riego, se pueden mezclar fertilizantes simples y compuestos. Se calcula la cantidad
47

necesaria de cada fertilizante por medio de las ecuaciones ya presentadas.
Ejemplo 16
Se recomienda una concentración de 60 ppm de nitrógeno y de 20 ppm de fósforo,
Nc(W). Para poder inyectar ambos nutrientes simultáneamente empleamos nitrato
de amonio líquido y fosfato de amonio líquido.
Debido a que la concentración de fósforo en fertilizantes comerciales se expresa
como P2O5, tenemos que convertir 20 ppm de P en P2O5. Esto se logra por medio
del factor 2.29 (vea Tabla A3 en el Apéndice).
El primer paso es convertir las unidades del fertilizante:
P2O5 = 2.29 * P
Así 20 ppm de P equivalen a 2.29 * 20 = 45.8 P2O5
Primero calculamos la concentración requerida del fertilizante fosforado, usando la
Ecuación 11:
Fc(w) = 100 * Nc(w) / Nc(%)
= 100 gr fert * 45.8 ppm P2O5 / 24% P2O5 = 191 g/m³
Por lo tanto se requieren 191 gramos de fosfato de amonio por cada metro cúbico de
agua de riego. Para convertir la cantidad de fertilizante en volumen, usamos la
Ecuación 6:
Fv = Fw / Sw
= 191 gr/m3
/ 1.3 gr/cm3
= 147 cm³/m³, or 0.147 l/m³
Ahora calculamos la concentración de nitrógeno aportada por el fosfato de amonio
líquido por medio de la Ecuación 11:
Fc(w) = 100 *Nc(w) / Nc(%) , por lo tanto:
Nc(w) = Fc(w) * Nc(%) / 100
= 191 gr/m3
*8 % / 100 = 15.28 g/m³ = 15.28 ppm
Para completar la concentración de nitrógeno requerida (60 ppm), agregamos:
60 – 15 = 45 ppm = 45 gr/m³.
Esto será aplicado por medio del nitrato de amonio líquido, según la
Ecuación 11:
Fc(w) = 100 * Nc(w) / Nc(%) ,
= 100 * 45 ppm / 21 % = 214.29 gr/m3
48

Para convertir peso en volumen usamos la Ecuación 12:
Fc(v) = 100 *Nc(w) / [Nc(%) x Sw]
= 100 * 45 gr/m³ / (21 % * 1.3 gr/cm³) = 165 cc/m³ = 0.165 lt/ m³
En conclusión: por cada metro cúbico de agua de riego se aplicarán 147 cm³ (0.143
litros) de fosfato de amonio líquido, y 165 cm³ (0.165 litros) de nitrato de amonio
líquido para cumplir con la recomendación.
49

CAPITULO 6
Criterios para la clasificación de los fertilizantes usados en fertigación
1. Estructura química:
Los fertilizantes usados en fertigación aparecen en dos estados diferentes:
sólidos solubles y soluciones
a) Soluciones fertilizantes:
Son soluciones verdaderas, preparadas para uso inmediato en todos los métodos de
fertigación. Los fertilizantes líquidos pueden ser simples o compuestos. Los
fertilizantes simples están compuestos de un solo componente químico, por ejemplo
el ácido nítrico, el ácido fosfórico, etc. Los fertilizantes compuestos son mezclas de
dos o más componentes. Los fertilizantes compuestos pueden ser completos o
incompletos. Los fertilizantes completos contienen nitrógeno, fósforo y potasio, por
ejemplo 7-3-7, 5-3-8, (expresado como N-P2O5-K2O). A veces los fertilizantes
pueden contener otros nutrientes tales como magnesio, y varios microelementos.
Los fertilizantes incompletos contienen uno o dos de los tres elementos
mencionados arriba. Por ejemplo el fosfato de amonio (8-24-0) es un fertilizante
compuesto, pero es incompleto.
b) Fertilizantes sólidos:
Pueden venir en forma granular o en polvo; tienen que ser completamente solubles.
Al igual que los líquidos, pueden ser simples o compuestos. Los simples están
compuestos de un sólo componente químico, por ejemplo el sulfato de amonio. Los
fertilizantes compuestos contienen dos o más componentes químicos. Los
fertilizantes compuestos pueden ser completos o incompletos. Los completos
contienen nitrógeno, fósforo y potasio, por ejemplo el 20-20-20, o 18-18-18
(expresado como N-P2O5-K2O). A veces los fertilizantes pueden contener otros
nutrientes tales como magnesio, y varios microelementos. Los fertilizantes
incompletos contienen uno o dos de los tres elementos mencionados arriba. Por
ejemplo el mono-amonio-fosfatado (MAP), o el mono-potasio fosfatado (MKP).
2. Color:
El color de la mayoría de los fertilizantes sólidos es blanco a gris. La mayoría de los
fertilizantes líquidos carecen de color, mientras que los que contienen ácido fosfórico
son de color amarillento a marrón, dependiendo de la concentración del ácido.
3. Solubilidad:
La solubilidad de las sustancias químicas en el agua está afectada por la
temperatura. En general, cuanto más elevada la temperatura, mayor la solubilidad.
Los fertilizantes usados en la fertigación deben ser completamente solubles. Los de
baja solubilidad no pueden ser usados en la fertigación. La Tabla 2 muestra algunos
ejemplos de solubilidad de algunos fertilizantes en función de la temperatura.
50

Tabla 2. Influencia de la temperatura sobre la solubilidad de algunos
fertilizantes (gramos de fertilizante en 1 litro de agua destilada
Temperatura 0ºC 5ºC 10ºC 20ºC 25ºC 30ºC
Fertilizante Solubilidad en gramos por litro de agua destilada
Sulfato de amonio 700 715 730 750 770 780
Urea 680 780 850 1060 1200 1330
Cloruro de potasio 280 300 310 340 355 370
Sulfato de potasio 70 80 90 110 120 130
Nitrato de potasio 130 170 210 320 370 460
Mono-amonio fosfatado 227 255 295 374 410 464
Mono-potasio fosfatado 90 110 180 230 250 300
Los datos en la Tabla 2 representan la tasa más alta de solubilidad a diferentes
temperaturas. Muchos fertilizantes líquidos precipitan en invierno, esto significa que
la solución está sobresaturada y el exceso de sal precipita. Bajo estas condiciones,
se debe diluir el fertilizante, generalmente en un 20% antes de la caída de las
temperaturas. Debido a que el fertilizante diluido tiene concentraciones de nutrientes
más bajas, la tasa de inyección debe ser incrementada proporcionalmente.
4. Interacción de sustancias químicas inyectadas con el agua de riego:
Es necesario evaluar todas las sustancias químicas a ser inyectadas en el agua de
riego para determinar si se va a producir alguna reacción química.
Esto incluye ácidos, bio ácidos y sustancias como el cloro, usados en micro riego
para el mantenimiento del sistema (discutido en el Capítulo 7).
Muchas de las fuentes de cloro usadas en el micro riego constituyen agentes
oxidantes los cuales elevan el pH del agua. Esto puede causar la precipitación
de carbonatos de calcio y magnesio, óxido de hierro (herrumbre), etc.
Debido a que los quelatos se descomponen, liberándose sus iones metalizados
a niveles altos de acidez, no se recomienda mezclar quelatos en soluciones con
un pH inferior a 3.5.
Los fertilizantes que contienen fosfato reaccionan con los metales produciendo
compuestos de baja solubilidad que precipitan fuera de la solución. De esta
forma los iones metálicos no estarán en forma disponible para las plantas.
Los fertilizantes que contiene polifosfatos reaccionan con calcio y magnesio
formando precipitados que pueden tapar los filtros y emisores.
Los fertilizantes que contienen sulfatos precipitan como yeso en aguas con un
alto contenido de calcio. Como la solubilidad del yeso decrece con el aumento
en las temperaturas, el problema es más grave en verano.
Las soluciones alcalinas, tales como la urea precipitan como cal de aguas ricas
en calcio y bicarbonato (HCO3
-
). En este caso se recomienda agregar ácidos
para evitar, o al menos minimizar, la precipitación que pueda tapar los emisores.
En algunas regiones húmedas, el agua de riego contiene metales pesados y
materia orgánica que puede reaccionar con los fertilizantes en solución
causando precipitados en el agua de riego.
51

Es por esto que todos los materiales químicos a ser inyectados, al igual que todas
las mezclas, deben ser revisados con el agua de riego tanto a la temperatura del
agua en la fuente, como también a la temperatura a la que se puede llegar en los
laterales (especialmente importante en laterales de polietileno por encima del suelo).
Se debe mezclar las soluciones madre con el agua de riego a la/s concentración/es
deseada/s en un contenedor de vidrio y dejarlo por toda la noche. Cualquier
precipitado que se produzca constituye una señal de problemas potenciales con el
tapado de los emisores. Se deben considerar otros productos ó un tratamiento de
ácido en el agua de riego para mantenerlos en solución.
La corrosión de los componentes del sistema de riego y del de inyección
puede constituirse en un problema serio. La mayoría de las sustancias
químicas, tanto líquidas como sólidas, atacan estas partes. Es por esto que
todas las partes que entran en contacto con la solución concentrada ya sea de
fertilizante o cualquier otro material inyectado, deben estar construidas de
materiales resistentes para minimizar la corrosión. El problema puede llegar a
ser muy severo en los tanques en los que se almacena la solución
concentrada.
Es importante lavar cuidadosamente todas las partes del sistema de inyección
y del de riego, después de cada inyección de sustancias químicas.
5. Volatilización:
Los fertilizantes que contienen urea y/o amonio pueden perder nitrógeno a través de
la volatilización del amonio. Estos fertilizantes deben ser almacenados en
contenedores sellados. La acidificación de la solución puede reducir estas pérdidas.
6. Reacción del fertilizante:
Las soluciones fertilizantes tiene un pH que oscila entre 2 y 7 (vea la Tabla 7). Los
que tienen un pH entre 6.5 y 7 son considerados neutrales, los que tienen un pH
entre 3.5 y 6.5, son considerados ligeramente ácidos, mientras que los que tienen un
pH por debajo de 3.5, son considerados fuertemente ácidos. Los valores de pH de
los fertilizantes sólidos se miden en soluciones preparadas por medio de la
disolución de un gramo del fertilizante en un litro de agua destilada. Los valores
obtenidos son usados para comparar distintos tipos de fertilizantes.
Tabla 3. pH y CE de algunos fertilizantes a una concentración de 1 gr/lt de
agua destilada
Fertilizante pH EC
Cloruro de potasio 6.5 1.67
Sulfato de amonio 5.4 1.06
Urea 8.0 0.001
Nitrato de amonio líquido 6.6 0.87
Nitrato de potasio 8.5 1.0
Mono-amonio fosfatado (MAP) 4.0 1.0
Mono-potasio fosfatado (MKP) 4.5-5.0 0.75
52

7. Contribución a la salinidad:
Con la excepción de urea, todos los fertilizantes líquidos son soluciones salinas.
Consecuentemente, aumentan la salinidad del agua de riego. La concentración de
sal en el agua de riego es medida por medio de un puente de resistencia eléctrica.
La conductividad eléctrica (CE) de la solución es medida entre dos electrodos
estándar con un área de un centímetro cuadrado cada uno, siendo la distancia entre
ellos de un centímetro.
La CE expresa actividad iónica. Existe una relación entre la concentración de sales
disueltas, expresadas en miliequivalentes/litro (vea Tabla A1, en el Apéndice), y la
CE de la solución. Cada 10 milequivalentes de sal por litro contribuyen un
decisiemens por metro (dS/m a la CE). Los valores estándar de CE son determinados
en soluciones con un gramo de fertilizante líquido disuelto en un litro de agua
destilada (Tabla 3).
El incremento en la CE no es linear, versus el incremento en la concentración de la
solución fertilizante. Las mediciones son llevadas a cabo con el fin de comparar
diferentes sustancias químicas a concentraciones estándar.
La CE del agua de riego puede ser usada para estimar el potencial de salinización
del suelo. Suelos con una CE superior a 4 dS/m son clasificados como salinos. Es
importante recordar que, dependiendo de las prácticas de manejo, los cultivos
susceptibles a sal pueden ser dañados a valores de CE de 2 dS/m o menos.
8. Higroscopicidad (absorción de humedad):
Los fertilizantes sólidos son propensos a absorber humedad de la atmósfera, lo que
causa la formación de sedimentos. Esto dificulta su aplicación, siendo la uniformidad
de aplicación muy baja. Algunos fabricantes agregan aditivos especiales para evitar
este fenómeno. Cuando se disuelven estos fertilizantes en agua, ocurren problemas.
La mayoría de los aditivos son insolubles en agua y pueden tapar los filtros y/o los
emisores.
53

CAPITULO 7
Calidad del agua y su influencia en la quimigación
Análisis e interpretaciones
Un análisis típico de calidad del agua en el laboratorio incluye la determinación de la
conductividad eléctrica (CE), el total de sólidos disueltos (TSD), y la concentración
de cationes y aniones individuales, tales como calcio, magnesio, manganeso, sodio,
carbonato, bicarbonato, nitrato, cloruro, hierro, y sulfato. Además, se debe evaluar la
concentración de boro, pH, y la tasa de absorción de sodio (R.A.S., incluyendo la
tasa ajustada, RAS adj).
La evaluación del agua para micro riego debe incluir también el análisis de
contaminantes biológicos, químicos y físicos que contribuyen a obstruir el orificio de
los emisores. La Tabla 4 nos brinda un resumen del potencial de obstrucción del
agua de riego usada en sistemas de micro riego.
Tabla 4. Potencial de obstrucción del agua de riego para el micro riego
Grado del problema Bajo Mediano Severo
Físico
Sólidos suspendidos (ppm) <50 50-100 >100
Químico
pH <7.0 7.0-8.0 >8.0
Sólidos disueltos (ppm) <500 500-2000 >2000
Manganeso (ppm) <0.1 0.1-1.5 >1.5
Hierro (ppm) <0.1 0.1-1.5 >1.5
Sulfito de hidrógeno (ppm) <0.5 0.5-2.0 >2.0
Biologico
Población bacterial (núm.
Max. por ml.)
<10000 10000-50000 >50000
pH
El pH del agua es probablemente el indicador más importante de problemas
potenciales. El pH del agua expresa la concentración de los iones de hidrógeno (H+
)
y la acidez relativa del agua. Valores de pH del agua por encima de 7.8
generalmente indican problemas potenciales con los iones carbonato (CO3
2-
) o
bicarbonato (HCO3
-
) precipitando dentro de los accesorios del sistema.
Conductividad eléctrica (CE)
La CE del agua de riego nos da una estimación de problemas potenciales de
salinidad del suelo. La salinidad del suelo se expresa en términos de CE medida en
un extracto tomado de una pasta de suelo saturado. Debido a la evaporación desde
la superficie del suelo y la transpiración de las plantas, gran parte del agua aplicada
al suelo se pierde, dejando a la mayoría de las sales solubles en el suelo.
En regiones áridas y semi-áridas es importante lavar con exceso de agua para
mantener la productividad de la mayoría de los suelos regados.
54

Sales disueltas
En una muestra típica de agua de riego existen muchas sales disueltas y un análisis
completo nos brindará la concentración de cada uno de los iones individuales.
Calcio y magnesio
El calcio (Ca) y el magnesio (Mg) son los cationes divalentes principales tanto en el
agua de riego como en la solución del suelo. Su concentración afectará
enormemente la estructura y la tasa de infiltración del suelo.
La concentración de calcio juega un rol preponderante en la formación de
precipitados del agua aplicada sobre el follaje de las plantas.
Sodio
El efecto principal del sodio (Na) es su influencia negativa sobre la estructura del
suelo. El sodio puede también tener un efecto negativo sobre plantas cuando la
absorción es excesiva.
Potasio
No es común que se presenten altos niveles de potasio (K) en el agua de riego. En
algunas regiones se usa para regar agua con una concentración muy baja de sal. En
esos casos el K+
monovalente puede comportarse como el Na+
causando la
descomposición de la estructura del suelo, y el sellado de su superficie.
Azufre y nitrógeno
El azufre (S) tanto en estado de sulfuro (S-
) como de sulfato (SO4
2-
) es analizado
en el agua. El sulfato es la forma de azufre absorbida por la plantas. El agua de riego
puede aportar una cantidad significativa de los requerimientos de azufre de la planta.
El nitrato (NO3
-
) es la forma de nitrógeno que se analiza en el agua de riego, debido
a que altos niveles de nitrato pueden contribuir en forma significativa a la cantidad de
nitrógeno disponible para la planta.
Carbonato y bicarbonato
Tanto los iones de carbonato (CO3
2-
) como los de bicarbonato (HCO3
-
) afectan en
forma significativa sobre el agua, sobre el pH del suelo, y sobre la relación
calcio/sodio. El agua de los canales porta una gran parte del flujo de retorno
mientras que pozos profundos pueden contener altos niveles de HCO3
-
. La
concentración relativa de carbono en forma de carbonato y de bicarbonato depende
del pH del agua. A un pH de 10.5, las concentraciones de carbonato y bicarbonato
serán aproximadamente iguales en la muestra de agua. A medida que el pH
asciende, la proporción de bicarbonato aumenta continuamente hasta que todo el
carbono se encuentra en esa forma. A un pH aproximado de 8.5 la totalidad del
carbono se encuentra en forma de bicarbonato. El agua con una alta concentración
de bicarbonato causa un incremento continuo del pH del suelo debido a que el
carbonato de calcio (CaCO3) precipita. Un pH elevado puede causar deficiencias en
micronutrientes, especialmente de hierro.
Boro y cloruros
En muchas regiones el agua de riego contiene una elevada concentración de boro y
de cloruros lo que puede representar un peligro específico.
En la Tabla 5 se encuentra una guía general para la interpretación de la calidad del
agua.
55

Tabla 5. Guía general para la interpretación de la calidad del agua de
riego
Grado de Restricción en Usos
Problemas
potenciales de
riego
Unidades Ninguno Ligero a
Mediano
Severo
a)Salinidad, efecto
en la disponibilidad
del agua2
CEw(1)
dS/m <0.7 0.7 – 3.0 >3.0
TSD(2)
mg/lt <450 450 – 2000 >2000
b)Salinidad, efecto
en la infiltración
RAS(3)
CEw =
Si 0 – 3 y CEw = >0.7 0.7-0.2 <0.2
Si 3 – 6 y CEw = >1.2 1.2-0.7 <0.3
Si 6 – 12 y CEw = >1.9 1.9-0.5 <0.5
Si 12 – 20 y CEw = >2.9 2.9-1.3 <1.3
Si 20 – 40 y CEw = >5.0 5.0-2.9 <2.9
c)Toxicidad iónica
específica (afecta
cultivos susceptibles)
Sodio (Na)4
Riego superficial RAS <3 3-9 >9
Riego por aspersión meq/lt <3 >3
Cloruros (Cl)4
Riego superficial meq/lt <4 4-10 >10
Riego por aspersión meq/lt5
<3 >3
Boro (B) mg/lt <0.7 0.7-2.0 >3.0
d)Efectos varios
(afecta cultivos
susceptibles)
Nitrógeno (N-NO3)6
meq/lt <5 5-30 >30
Bicarbonato (HCO3
-
) Meq/lt <1.5 1.5-7.5 >7.5
pH7
Rango normal 6.5-8.4
(1) CEw = conductividad eléctrica del agua de riego, mide la salinidad del agua,
en unidades de deciSiemen por metro a 25°C, equivalentes a milimhos por
centímetro
(2) TSD = Total sólidos disueltos en miligramos por litro o ppm
(3) RAS = Tasa de absorción de sodio. Aplicable en regiones áridas y semi-
áridas solamente. RAS estándar (no ajustado). La relación entre la CE, RAS y
la infiltración generalmente no se aplica si el pH del suelo es inferior a 7. Para
un RAS determinado, la tasa de infiltración aumenta con el incremento en la
salinidad.
(4) La mayoría de los árboles frutales y de las plantas leñosas son sensibles al
56

Na y al Cl. En riego superficial se usan los valores de RAS que aparecen en la
tabla. La mayoría de los cultivos anuales no son sensibles. En riego
superficial use las tablas de tolerancia de Ayres y Westcot. Si se riega por
aspersión por encima del follaje, y la humedad relativa es baja (<30%), en
cultivos susceptibles el Na y el Cl pueden ser absorbidos a través del follaje
(5) Para convertir ppm en meq divida los meq según los valores siguientes para
cada elemento: Na = 23, Cl = 35, HCO3 = 61, B = 11
(6) N-NO3 quiere decir que el nitrógeno del nitrato se presenta en términos de N
elemental. El N-NH4 y el N-orgánico deben ser incluidos cuando se analizan
aguas negras
(7) La fertigación puede modificar el pH del agua y del suelo lo que puede causar
toxicidad de iones específicos en el agua de riego.
Mejorando la calidad del agua
Dilución
La dilución del agua de baja calidad con agua de superior calidad es generalmente
muy efectiva, sin embargo la dilución no elimina el contenido de calcio, bicarbonato,
y de otros elementos tóxicos, solo reduce su concentración.
Quemadores de azufre
Los quemadores de sulfuro o generadores de sulfuro son usados para mejorar la
calidad del agua. Al igual que los tratamientos de ácido, los quemadores de sulfuro
operan a través de la eliminación del bicarbonato del agua de suministro. Un
quemador de sulfuro quema el elemento sulfuro produciendo ácido que neutraliza
parte del bicarbonato (HCO3
-
) en el agua según las siguientes reacciones:
S + O2 → SO2
H2O + SO2 → H2SO3
H2SO3 → H+
+ HSO3
-
HCO3
-
+ H+
→ H2O + CO2
En la cámara de combustión (1), se quema el sulfuro con oxígeno atmosférico,
produciendo dióxido de sulfuro gaseoso (SO2). En la ecuación (2) se ve que en la
cámara de gas, el SO2 se disuelve en el agua de riego atravesando la cámara. La
solución concentrada de SO2 hidratado, referida a menudo como ácido sulfúrico,
reduce el pH en 2 o 3 unidades, siendo bastante corrosiva. Sin embargo, tan pronto
como se forma una solución concentrada, ésta es inyectada al sistema de riego. La
mitad de la acidez es liberada como H+
junto con la inyección (3).
Los iones H+
reaccionan con el bicarbonato en solución (4), convirtiéndose en H2O y
CO2. Si se ha quemado suficiente sulfuro para reducir el pH del agua de riego a 6.3 -
6.5, se ha eliminado gran parte del bicarbonato y todo el carbonato en el agua.
Queda un poco de bicarbonato en el agua, por lo tanto persiste un pequeño
potencial de precipitación. El agua con un pH de aproximadamente 6.5 minimiza los
problemas de corrosión.
La reducción significativa del nivel de bicarbonato en el agua, disminuye
enormemente el potencial de deposición de cal (bicarbonato).
La acidez remanente del quemado de sulfuro llega al suelo como bisulfito (HSO3
-
)
57

58
(3). Cuando el bisulfito entra en el suelo, reacciona con el oxígeno químicamente o
es transformado por los microorganismos del suelo (Thiobacillus), en SO4
2-
y en H+
.
Estos iones H+
ácidos pueden reaccionar con y disolver la cal en el suelo. Este
proceso es importante en suelos donde el sodio procedente del agua de riego ha
creado problemas de sodificación. Los iones de calcio incrementarán la
concentración de Ca2+
en la solución del suelo, reemplazando el Na+
de los sitios de
intercambio. La acidificación del suelo es beneficiosa en suelos calcáreos donde las
micro-zonas de pH reducido pueden incrementar la disponibilidad de micronutrientes
tales como el hierro.
El ácido agregado al suelo a través de los quemadores de sulfuro puede tener un
efecto negativo en suelos ácidos o pobremente buffereados en los que el pH puede
caer repentinamente.
Acidificación del agua de riego.
La inyección de ácidos con el fin de mantener el pH del agua de riego entre 6.5 y
5.5, en el cual los carbonatos de calcio y de magnesio permanecen en solución,
frecuentemente resuelve los problemas relativos a su precipitación en el sistema de
riego. El agregado de los ácidos elimina parte de los bicarbonatos por medio de la
reacción descripta arriba. Los tratamientos de ácido disuelven los precipitados
formados en el sistema tales como carbonatos, hidróxidos y fosfatos.
Se pueden usar muchos ácidos minerales técnicos, siempre que sean limpios y no
contengan ninguna partícula sólida, yeso, etc. En Israel, el ácido que más
comúnmente se usa para disolver los precipitados es el clorhídrico (HCl, 33%),
debido a su bajo costo. Sin embargo, se pueden usar también los ácidos sulfúrico,
fosfórico y nítrico. El ácido sulfúrico es muy fuerte y corrosivo razón por la cual
requiere el uso de un equipo de inyección especial. Además es necesario manejarlo
con cuidado.
Cuando se aplican ácidos es necesario tomar precauciones especiales para
minimizar el contacto potencial y directo entre el operador y los mismos.
Siempre se deben usar guantes, se debe proteger la cara, y es necesario cubrir todo
el cuerpo.
Nunca agregue ácido al tanque directamente, primero se pone agua y luego agregue
el ácido!
Bajo condiciones normales la concentración de ácido recomendada en el agua de
riego es 0.6%. Cuando el agua de riego es muy dura (tiene una concentración muy
alta de carbonato de calcio y de magnesio), se debe aplicar una concentración del
1%. La inyección debe durar 10 minutos aproximadamente, después de la cual se
debe continuar el riego por espacio de media hora más, con el objetivo de que todo
el ácido sea lavado del sistema de riego.
Se puede llevar a cabo la inyección por medio de cualquier tipo de inyector, bomba o
tanque fertilizante.
Si se usa un tanque fertilizante, se deben invertir las conexiones para asegurar una
mezcla adecuada entre el agua de riego y el ácido, ya que éste por su alto peso
específico, tiende a asentarse en el fondo del tanque.
Se llena el volumen del tanque con dos tercios de agua, y se agregan 1.5 litros de
ácido por cada metro cúbico de la descarga del sistema de riego. Para que se forme
el gradiente de presión necesario para la inyección, se debe cerrar la válvula
estranguladora hasta que se forme un gradiente de 8-10 metros. Esto asegura una

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