Criterii de selecție a presiunii pentru pompele agricole în irigarea culturilor din seră

De ce consistența presiunii este esențială pentru sănătatea culturilor din seră și pentru obținerea unui randament ridicat

Cum influențează fluctuațiile de presiune uniformitatea emițătorilor și livrarea apei în zona rădăcinilor

Când presiunea fluctuează cu mai mult de ±10%, se perturbă distribuția uniformă a apei prin acele mici orificii de emisie. Ce se întâmplă apoi? Unele zone primesc prea multă apă, ceea ce crește riscul apariției bolilor. Alte părți ale terenului rămân uscate, stresând plantele și determinându-le să absoarbă nutrienții mult mai puțin eficient, conform unor cercetări realizate de FAO în 2023, care au evidențiat scăderi între 15 și 30 la sută. Fermierii care investesc în pompe capabile să stabilizeze efectiv presiunea obțin de obicei rezultate mai bune, deoarece aceste dispozitive mențin un debit de apă constant. Acest lucru contribuie la evitarea unor probleme precum acumularea de sare în jurul rădăcinilor și lipsa de oxigen în sol, ambele putând încetini semnificativ creșterea plantelor dacă nu sunt controlate.

Impact în lumea reală: Studiu de caz — creștere a randamentului cu 12 % într-o seră olandeză de roșii, cu control al presiunii la ±5 kPa

Cercetătorii de la unul dintre cele mai bune centre olandeze au observat o creștere a randamentului de roșii tip beefsteak cu aproximativ 12 % atunci când au menținut presiunea apei stabilă, în jur de 5 kPa, folosind curbe optimizate ale pompei. Prin acest tip de control, au reușit să elimine acele zone uscate deranjante care se formau de-a lungul liniilor de picurare, iar crăparea fructelor a scăzut cu aproape 20 %. Ceea ce face această abordare cu adevărat interesantă este faptul că o presiune constantă îmbunătățește, de fapt, calitatea finală a produsului. Sistemul lor putea ajusta automat parametrii pe parcursul întregii zile, pe măsură ce plantele pierdeau apă prin transpirație, asigurându-se că culturile primeau exact cantitatea necesară de umiditate, exact în momentul în care erau mai mult nevoite de aceasta, în perioadele cheie de dezvoltare. Aceasta demonstrează beneficiile obținute atunci când investim în comenzi mai inteligente pentru pompele destinate sistemelor de irigație din seră.

Calcularea înălțimii totale de pompare (TDH) pentru dimensionarea corectă a pompei agricole

Descompunerea TDH: înălțimea statică, pierderea prin frecare și cerințele de presiune de funcționare ale sistemului

Înălțimea dinamică totală (TDH) cuantifică energia pe care pompa agricolă trebuie să o furnizeze pentru a deplasa apa prin sistemul de irigație. Aceasta cuprinde trei componente interdependente:

• Înălțimea statică : Ridicarea verticală de la sursa de apă până la punctul cel mai înalt de evacuare (de exemplu, 15 metri de la rezervor până la conductele ridicată ale serelor)
• Pierderi prin frecare : Căderea de presiune cauzată de deplasarea apei prin conducte și racorduri — determinată de debitul de apă, materialul țevii, diametrul și lungimea acesteia (de exemplu, sistemele din PVC pierd 2–3 psi la fiecare 30 de metri la un debit de 20 L/min)
• Presia de funcționare : Presiunea minimă necesară la emitoare pentru a asigura funcționarea corectă (de exemplu, 10–15 bar pentru duzele de pulverizare)

Neglijarea oricărui element implică riscul unei nepotriviri a pompei — unitățile subdimensionate eșuează în perioadele de cerere maximă, în timp ce cele supradimensionate consumă energie în exces și accelerează uzura mecanică.

Erori frecvente în calculul înălțimii totale de pompare (TDH) și consecințele acestora pentru sistemele de irigație prin picurare și prin pulverizare

Când oamenii subestimează pierderea de presiune prin frecare în sistemele de irigație, aceasta provoacă de fapt aproximativ 40% dintre toate defecțiunile sistemelor de picurare. Aceasta înseamnă că apa nu ajunge corect la emitoarele situate în aval. În cazul tomaterilor cultivate în regiuni aride, în special, dacă presiunea scade sub 1,2 bar, fermierii observă de obicei o scădere a recoltei cu aproximativ 18%. O altă problemă majoră apare atunci când se neglijează înălțimea statică. Sericolele amplasate pe pantă suferă de probleme constante de cavitare a pompelor, ceea ce poate reduce durata de funcționare a rotorului cu până la 70%. Probabil cea mai gravă greșeală? Neglijarea diferențelor de cotă la configurarea compensării presiunii în aceste sisteme de pulverizare cu mai multe zone. Acest lucru generează zone uscate în întregul mediu al sericolei, iar aceste zone uscate devin terenuri favorabile pentru diverse boli ale frunzelor. Cultivatorii care își iau timpul să realizeze o hartă precisă a înălțimii dinamice totale (TDH) au observat îmbunătățiri reale. Unele operațiuni agricole olandeze au început să utilizeze, încă din 2023, software de modelare digitală și au reușit să reducă stresul asupra plantelor cauzat de pompe cu aproximativ 34%, conform testelor de teren efectuate în acel an.

Potrivirea performanței pompei agricole cu nevoile specifice de debit și presiune ale culturilor

Ferestre de presiune în funcție de tipul de cultură și stadiul de dezvoltare: Salată (8–12 bar) vs. castravete (12–16 bar)

Plantele diferite necesită presiuni diferite ale apei în diverse momente ale ciclului lor de dezvoltare. De exemplu, salata are în mod obișnuit nevoie de aproximativ 8–12 bar în faza de formare a capetelor, deoarece această presiune favorizează o creștere rapidă a frunzelor și menține funcționarea corespunzătoare a stomatelor. Castravetele, pe de altă parte, necesită o presiune mai ridicată, de aproximativ 12–16 bar în stadiul de dezvoltare a fructelor, ceea ce asigură un flux adecvat al apei prin plantă și garantează că calciul ajunge în locurile unde este necesar. Depășirea acestor intervale de presiune poate totuși provoca probleme: o presiune prea mare pentru salată duce la afecțiuni radiculare cauzate de lipsa de oxigen, în timp ce castravetele pot dezvolta acele urâte pete negre la baza fructelor. Aceasta evidențiază de ce alegerea pompelor pe baza parametrilor potriviți pentru o anumită cultură nu se transpune întotdeauna eficient la alte culturi, dacă dorim obținerea unor randamente maxime.

Alinierea curbelor pompelor cu vârfurile zilnice ale evapotranspirației (ETc) și ferestrelor de programare a irigației

Aplicarea corectă a irigației de precizie presupune potrivirea funcționării pompelor cu aceste modele zilnice ale evapotranspirației (ETc), care ating de obicei valoarea maximă în jurul orei de amiază, între ora 10:00 și 14:00, ora locală. Când tomatele trec de la faza de dezvoltare a frunzelor la cea de producere a fructelor, nevoia lor de apă crește cu aproximativ patruzeci la sută față de etapele anterioare de creștere. Aici intervin pompele centrifugale, care sunt utile datorită capacității lor de a gestiona creșterile bruște ale cererii destul de eficient, menținând presiunea în limite de aproximativ cinci la sută în plus sau în minus. Acest lucru ajută la evitarea situațiilor în care apa nu ajunge până la cele mai îndepărtate emitoare din sistem și face posibilă automatizarea eficientă a programelor de udare. Rezultatul? O consumare redusă de energie electrică în perioadele în care necesarul de apă este scăzut, dar asigurând în același timp o aprovizionare adecvată a culturilor pe întreaga durată a zilei.

Echilibrarea eficienței energetice, durabilității și costului total de proprietate în selecția pompelor pentru seră

La alegerea unei pompe agricole, există de fapt trei factori principali de luat în considerare: câtă energie consumă, cât de mult timp durează și dacă poate fi considerată sigură în utilizarea zilnică. Institutul Hidraulic a publicat anul trecut unele descoperiri interesante, care arată că, pentru majoritatea sistemelor de pompare, costurile energetice și cele legate de întreținere reprezintă împreună aproximativ două treimi din cheltuielile reale suportate de producătorii agricoli pe termen lung. Această sumă este cu mult mai mare decât costul inițial, care reprezintă, de obicei, doar aproximativ 10%. Fermierii care investesc în pompe echipate cu variatoare de viteză observă adesea o scădere a facturilor de electricitate cu aproape o treime, atunci când pompele funcționează la o capacitate sub cea maximă. În plus, pompele fabricate din materiale rezistente la coroziune, cum ar fi oțelul inoxidabil, au o durată de viață mult mai lungă în condiții umede, specifice serelor. Acest aspect este foarte important pentru culturile care necesită irigație la presiune ridicată, cum ar fi tomatele și castraveții, deoarece aceste sisteme sunt pornite și oprite atât de frecvent, încât pompele obișnuite se uzează mult mai repede. Unele dintre noile controlere inteligente reglează automat debitul în funcție de nevoile reale de apă ale plantelor, măsurate în timp real. Deși mulți producători comerciali raportează recuperarea investiției în termen de 18 luni, datorită reducerii cheltuielilor cu utilitățile și a numărului redus de defecțiuni, rezultatele pot varia în funcție de condițiile climatice locale și de dimensiunea fermei.

Întrebări frecvente

De ce este importantă consistența presiunii pentru culturile din seră?

Consistența presiunii asigură o distribuție uniformă a apei către toate plantele, prevenind zonele uscate și udarea excesivă, care pot duce la boli și probleme de absorbție a nutrienților.

Ce este înălțimea dinamică totală (TDH) și de ce este importantă?

TDH reprezintă energia necesară unei pompe pentru a livra apă printr-un sistem de irigație, luând în considerare înălțimea de ridicare și necesarul de presiune. Calculul corect al TDH previne nepotrivirea pompei și defecțiunile sistemului.

Cum pot obține cultivatorii o eficiență energetică maximă la alegerea pompei pentru seră?

Cultivatorii pot alege pompe echipate cu variatoare de viteză și materiale rezistente la coroziune, care reduc costurile energetice și necesarul de întreținere, făcând sistemul mai durabil și mai rentabil.

Care sunt consecințele nealinerii nevoilor de irigație cu performanța pompei?

Nealinierea poate provoca cavitarea pompei, scăderea randamentului și apariția unor pete uscate, ducând la boli ale plantelor și stres. Alinierea corespunzătoare îmbunătățește distribuția apei și sănătatea culturilor.