Riego por demanda en cultivos hidropónicos
Adaptar el riego al comportamiento real del cultivo
Una estrategia de riego basada en sensores, drenaje y regulación para mantener unas condiciones adecuadas de agua, nutrientes y salinidad en la zona radicular.
Riego por demanda en hidroponía
En los cultivos hidropónicos, la gestión del riego tiene una importancia fundamental. Al trabajar con un volumen limitado de sustrato, la disponibilidad de agua y la concentración de sales en la zona radicular pueden variar rápidamente a lo largo del día.
El objetivo del riego por demanda no consiste únicamente en evitar que a la planta le falte agua. Una estrategia adecuada debe mantener también el equilibrio hídrico y de conductividad del sustrato, proporcionando al cultivo el agua y los nutrientes necesarios en el momento adecuado.
A diferencia de un sistema basado exclusivamente en horarios, el riego por demanda permite que el estado real del cultivo o del sustrato determine cuándo debe producirse el siguiente riego.
Una dosis estable y una frecuencia variable
Una de las estrategias más utilizadas en cultivos hidropónicos consiste en establecer una dosis fija para cada riego.
Por ejemplo, podemos programar riegos de 5 minutos de duración. Cada vez que se produce una demanda, la instalación riega esos mismos cinco minutos.
Lo que cambia a lo largo del día no es necesariamente la duración de cada riego, sino el número de riegos y el intervalo entre ellos.
Cuando aumenta el consumo de agua, las demandas se producen con mayor frecuencia. Cuando disminuye, los riegos se espacian.
La frecuencia de riego se adapta al comportamiento real del cultivo.
El drenaje como referencia agronómica
En hidroponía es habitual establecer un porcentaje de drenaje objetivo, definido por el técnico agrícola según las características de la explotación.
Este porcentaje dependerá, entre otros factores, de:
- Tipo de cultivo.
- Estado de desarrollo de la planta.
- Tipo y volumen de sustrato.
- Calidad y conductividad del agua disponible.
- Estrategia de fertirrigación.
¿Por qué controlar el drenaje?
El drenaje permite mantener un equilibrio adecuado de agua y sales en el sustrato.
Por ello, su control constituye una herramienta fundamental para ajustar correctamente la frecuencia de los riegos.
El drenaje no es solamente agua sobrante.
También proporciona información sobre cómo está respondiendo la zona radicular al riego aplicado.
Sistemas de generación de demanda
Existen diferentes métodos para determinar cuándo debe producirse un nuevo riego.
Demanda por radiación solar
La radiación solar acumulada puede utilizarse como una estimación indirecta del consumo hídrico del cultivo.
Al alcanzar un determinado valor de radiación acumulada, el controlador genera una nueva demanda de riego.
Aunque ha sido ampliamente utilizado, actualmente este sistema ha perdido protagonismo frente a soluciones capaces de medir de forma más directa el comportamiento hídrico del sustrato.
Bandeja de demanda mediante electrodos
La bandeja de demanda utiliza dos electrodos para detectar la presencia o ausencia de agua en su canal de control.
La variación del nivel de agua determina el momento en que se genera una nueva solicitud de riego.
En los sistemas tradicionales, el agricultor mide diariamente el porcentaje de drenaje obtenido y, si este se encuentra por encima o por debajo del objetivo establecido, modifica la altura de los electrodos para adelantar o retrasar la siguiente demanda.
Es un sistema sencillo y fiable, aunque requiere intervención periódica para adaptar su comportamiento a las necesidades del cultivo.
Sensores directos en el sustrato
Los sistemas más modernos pueden determinar la demanda mediante sensores instalados directamente en el sustrato.
Entre ellos pueden utilizarse:
- Tensiómetros: permiten conocer el estado hídrico a partir de la tensión del agua en el sustrato.
- Sensores de humedad volumétrica: determinan directamente su contenido de agua.
Cuando el sensor alcanza la referencia programada, el sistema genera una nueva demanda.
El criterio de activación pasa a ser una variable medida directamente en el entorno radicular.
Medición automática del drenaje
La automatización permite ir mucho más allá de la simple generación de una demanda.
Mediante un contador volumétrico instalado en el drenaje, el sistema puede conocer automáticamente la cantidad de agua drenada.
Al mismo tiempo, el controlador conoce el volumen de agua aportado al cultivo a partir del número de goteros, su caudal y el tiempo de funcionamiento.
Con ambos datos puede calcular automáticamente el porcentaje real de drenaje.
Agua aportada → Agua drenada → Porcentaje de drenaje
A partir de esta información pueden establecerse diferentes niveles de automatización.
Del control manual a la regulación automática
En los sistemas más sencillos, el porcentaje de drenaje calculado se presenta como información. El agricultor o técnico analiza el resultado y realiza posteriormente los ajustes necesarios.
Otros controladores pueden utilizar el drenaje obtenido para corregir automáticamente el tiempo o volumen de los riegos posteriores, aumentando o disminuyendo la cantidad aplicada para aproximarse al porcentaje objetivo.
Los sistemas más avanzados permiten ir un paso más allá.
Regular la frecuencia manteniendo estable la dosis
Cuando se trabaja con sensores directos en el sustrato puede utilizarse una estrategia diferente: mantener estable la dosis de cada riego y modificar automáticamente la referencia que genera la demanda.
Si el drenaje obtenido es superior al objetivo, el controlador puede modificar progresivamente el umbral del sensor para espaciar los riegos.
Si el drenaje resulta insuficiente, puede realizar la corrección contraria, provocando que las nuevas demandas se produzcan antes.
De esta manera, el sistema ajusta automáticamente la frecuencia de riego manteniendo constante la dosis aplicada en cada activación.
Drenaje superior al objetivo
Los riegos pueden espaciarse progresivamente.
Drenaje inferior al objetivo
Las nuevas demandas pueden producirse antes.
Conductividad del drenaje
Pero la cantidad de agua drenada solo proporciona una parte de la información.
La medición de la conductividad eléctrica (CE) del drenaje permite conocer la evolución de la concentración de sales después de que la solución nutritiva haya atravesado el sustrato y la zona radicular.
Esta información puede utilizarse de dos formas principales.
Control mediante alarmas
El usuario establece unos límites máximo y mínimo de conductividad.
Cuando la CE del drenaje sale del intervalo programado, el sistema genera un aviso para que el agricultor o técnico pueda analizar la situación y adoptar las medidas necesarias.
Regulación automática de la CE
En los sistemas más avanzados puede establecerse una conductividad de drenaje de referencia.
Si la CE drenada aumenta respecto al objetivo, el controlador puede reducir la consigna de conductividad de la solución de riego.
Si la CE drenada disminuye, puede realizar la corrección contraria y aumentar la CE aplicada.
CE del drenaje → comparación con la referencia → corrección de la CE de riego
Mientras el porcentaje de drenaje ayuda a ajustar la frecuencia de los riegos, la conductividad del drenaje aporta información para controlar el equilibrio salino del sustrato.
Control del pH del drenaje
El pH del drenaje constituye otra importante variable de supervisión.
El sistema permite establecer límites máximo y mínimo y generar una alarma cuando el valor medido se encuentra fuera del intervalo establecido.
Una variación anormal del pH del drenaje puede indicar cambios importantes en las condiciones de la zona radicular.
Fuera de determinados rangos puede verse afectada la disponibilidad y absorción de nutrientes y, junto con otras variables del cultivo, puede ayudar a detectar determinados problemas agronómicos.
En este caso, el objetivo principal no es realizar automáticamente una corrección, sino proporcionar información temprana al agricultor o técnico para facilitar el diagnóstico.
El drenaje como fuente de información
En un sistema avanzado de riego hidropónico, el drenaje deja de considerarse simplemente el excedente de agua del riego.
Se convierte en una importante fuente de información sobre lo que está ocurriendo en la zona radicular.
Volumen drenado
Informa sobre el balance hídrico y permite ajustar la frecuencia de riego.
Conductividad
Informa sobre el equilibrio de sales y puede utilizarse para corregir la CE de la solución de entrada.
pH
Permite supervisar las condiciones del entorno radicular y generar alarmas ante posibles desviaciones.
El agua que entra nos dice qué estamos aportando.
El drenaje nos ayuda a conocer qué está ocurriendo en la raíz.
Sistemas integrados y bandeja inteligente
Estas estrategias de control pueden implementarse de dos formas.
Los equipos de riego más avanzados pueden incorporar directamente las funciones necesarias para gestionar sensores, drenajes y correcciones automáticas dentro del propio controlador.
Sin embargo, no siempre es necesario sustituir el equipo de riego existente para incorporar estas tecnologías.
Bandeja inteligente de demanda
Para instalaciones cuyo controlador no dispone de estas funciones avanzadas, es posible utilizar una bandeja inteligente de demanda que realiza de forma independiente la adquisición de datos, supervisión y gestión agronómica.
La bandeja analiza la información disponible y determina cuándo debe realizarse un nuevo riego.
Integración con el controlador existente
Cuando la bandeja determina que debe realizarse un nuevo riego, envía una señal digital ON/OFF a la entrada de demanda del controlador principal.
Siempre que el controlador existente disponga de una entrada de demanda compatible, es posible incorporar una gestión avanzada del riego manteniendo gran parte de la infraestructura existente.
Funcionamiento de la bandeja inteligente
Cultivo → sensores → bandeja inteligente → decisión → demanda ON/OFF → equipo de riego → nuevo riego
De regar por horario a regar según el cultivo
El riego por demanda supone un cambio de filosofía respecto a la programación convencional.
En lugar de intentar anticipar mediante horarios fijos las necesidades que tendrá el cultivo, sensores, drenajes y sistemas de regulación permiten adaptar progresivamente el funcionamiento de la instalación a lo que realmente está ocurriendo.
En los sistemas más avanzados, el cultivo y su entorno radicular proporcionan la información, el sistema la analiza y el controlador adapta automáticamente su estrategia de riego.
No se trata simplemente de regar más o menos.
Se trata de regar cuando el cultivo lo necesita y mantener en su zona radicular las condiciones adecuadas de agua, nutrientes y salinidad.
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