TUBERIA DE IRRIGACION REFERENCIA A LA SOLICITUD RELACIONADA Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud israeli 177.552, presentada el 17 de agosto de 2006. El contenido completo de esta solicitud se incorpora a la presente a modo de referencia. CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con tuberías de irrigación, en particular, tuberías de irrigación instaladas con una pluralidad de emisores. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Son muy bien conocidos los sistemas de irrigación que transportan el agua por medio de redes de tuberías de irrigación, a menudo conteniendo nutrientes, plaguicidas y/o medicación para plantas. En muchas de dichas redes de irrigación, el agua de las tuberías se suministra a las plantas por medio de "emisores" o "goteros", de aquí en adelante genéricamente se hace referencia a los mismos como emisores que están instalados en o "integrados" dentro de las tuberías de irrigación. Convencionalmente se hace referencia a los emisores que están integrados dentro de una tubería de irrigación como emisores "integrados". En general, los emisores integrados en una dada tubería de irrigación están equidistantes uno del otro y cada uno proporciona substancialmente un mismo caudal de agua para una misma dada presión del agua en la tubería. Sin
embargo, los emisores integrados en una tubería de irrigación no son necesariamente los mismos y no están necesariamente equidistantes entre sí. Las distancias entre los emisores y las características de los emisores instalados en una tubería se pueden adaptar en la fábrica para los requerimientos particulares de un emplazamiento en el cual se debe utilizar la tubería y las condiciones bajo las cuales se debe utilizar la tubería en ese emplazamiento. Por ejemplo, la Patente de US 6.308.902, cuyo contenido se incorpora a la presente a modo de referencia, describe una manguera de irrigación por goteo para irrigar plantas que comprende una pluralidad de emisores integrados que tienen diferentes caudales de descarga que están "manufacturados en la manguera" . Los emisores tienen al menos dos geometrías diferentes que proporcionan resistencias diferentes al flujo del agua. Las ubicaciones de los emisores a lo largo de la tubería están determinadas de modo que los emisores, que están caracterizados por una gran resistencia al flujo del agua se ubican en posiciones, a lo largo de la tubería, que están sujetas a una mayor presión del agua y los emisores que están caracterizados por una baja resistencia al flujo del agua están ubicados en posiciones sujetas a una menor presión del agua. Por ejemplo, se supone que una tubería de irrigación se debe usar para irrigar plantas en un campo relativamente plano. Los emisores de alta resistencia se ubican a lo largo de la tubería
relativamente cerca de un extremo de la entrada de la tubería, la cual está conectada a una fuente de agua que proporciona el agua a la tubería y donde la presión del agua es relativamente alta y próxima a la presión de la entrada del agua. Los emisores de baja resistencia están ubicados en lugares relativamente alejados de la fuente de agua en ubicaciones donde la presión del agua es reducida, con respecto a la presión de entrada a causa de la resistencia de la tubería al flujo del agua. Ubicando los emisores de esta manera, el caudal de agua que proporciona la tubería para irrigar las plantas tiende a ser relativamente uniforme a lo largo de la longitud de la tubería. La Patente de US 4.423.838, cuyo contenido se incorpora a la presente a modo de referencia, describe "una línea de irrigación diseñada a medida que se ajusta topográficamente" que comprende "una multiplicidad de medios de descarga líquida" que tiene las características de salida de agua deseadas a lo largo de la longitud de la línea. Las características de salida deseadas son proporcionadas variando la periodicidad de los elementos de descarga ubicados sobre la línea, o variando los caudales de los elementos de descarga individuales o variando ambos en cualquier combinación deseada". Si bien es beneficioso configurar las tuberías de irrigación para los terrenos y las condiciones específicas para los cuales se utilizarán, los requerimientos de irrigación, aún
sobre un mismo terreno, en general, cambian a lo largo del tiempo, como por ejemplo, los cultivos en un campo o en un jardín en terraza maduran y/o cambia su densidad en el campo o en el jardín. Una determinada configuración de emisores, aún cuando esté confeccionada para satisfacer las necesidades de un terreno y una aplicación de irrigación particulares, puede a menudo no satisfacer las necesidades del terreno o de la aplicación, cuando las necesidades cambian a lo largo de una estación de crecimiento. Típicamente, para resolver las necesidades que cambian durante una temporada de crecimiento, un usuario de las tuberías de irrigación se procurará unas tuberías que tienen una densidad de emisores por unidad de longitud de tubería que resulta demasiado alta para usar en una aplicación de irrigación inicial. Se elimina el funcionamiento de algunos de los emisores mediante un bloqueo, p. ej . por encintado de sus salidas para adaptar la tubería a su uso inicial. Subsiguientemente, en el caso que se requiera que la tubería proporcione un aumento en la cantidad de agua, se desbloquean los emisores bloqueados. Alternativamente, se puede procurar una tubería con una cantidad de emisores suficientes para un uso inicial que requiere una provisión relativamente pequeña de agua. Cuando aumenta la demanda de agua, se agregan unos emisores adicionales, por ejemplo, acoplando unos emisores en línea (unos emisores acoplados externamente a una tubería de irrigación por medio de unos orificios que a menudo se moldean
en la pared de la tubería con el uso de herramientas especiales) o agregando emisores por auto-perforación a la tubería de irrigación. A modo de ejemplo, los emisores auto perforados se describen en la Solicitud PCT PCT/IL2005/001382 titulada "Regulador para el control de flujo del fluido" cuyo contenido se incorpora a la presente a modo de referencia. La Patente de US 6.027.048, cuyo contenido se incorpora a la presente a modo de referencia, describe un emisor de irrigación integrado apropiado para integrarlo en una tubería de irrigación que tiene una característica de no retorno, que sella el emisor contra el reflujo del agua y del aire en la tubería cuando la presión del agua en la tubería cae por debajo de un nivel predeterminado. La característica de no retorno reduce la frecuencia con la cual los emisores se atascan con tierra y desechos transportados por el reflujo del agua y/o del aire. El reflujo del agua y/o del aire ocurre típicamente cuando se cierra el suministro del agua a las tuberías de irrigación que proporcionan el agua a las plantas en un campo o en un invernadero y cae la presión en las tuberías. Para las tuberías de riego por goteo sub-superficial (SDI) que están enterradas en la tierra o en un medio de crecimiento, la materia particulada en el suelo circundante o en el medio de crecimiento, tiende a ser arrastrada hacia adentro y atasca los emisores en las tuberías cuando cae la presión del agua en las tuberías. Para el riego por goteo superficial, el reflujo
tiende a atascar los emisores, arrastrando dentro de los emisores a la materia particulada en barro y polvo en los entornos en los cuales los emisores a menudo están ubicados. La Patente de US 5.615.383, cuyo contenido se incorpora a la presente a modo de referencia, describe unos emisores integrados que se refieren como emisores en línea, que tienen una característica de no retorno y opcionalmente proporcionan un caudal de agua regulado. En una realización de la invención, una membrana flexible cierra el emisor al flujo hacia dentro o hacia fuera del emisor cuando la presión de entrada al emisor cae por debajo de una presión mínima. La membrana funciona opcionalmente para controlar una longitud de un laberinto a través del cual fluye el agua en respuesta a la presión de entrada para regular el flujo del agua proporcionado por el emisor. La patente señala que las "estructuras que definen cómo y bajo qué presiones operan las válvulas también pueden ser rápidamente variadas". Mientras que los emisores de irrigación de no retorno reducen la probabilidad de atascamiento, como una consecuencia de su ventajosa característica de anti-atascamiento, cuando se cierra el suministro del agua a una tubería de irrigación en la cual están instalados, sellan la tubería contra el ingreso de aire y evitan que drene el agua en la tubería. Como consecuencia, el almacenamiento de la tubería luego de su uso o el mover la tubería de un lugar a otro puede requerir un
proceso de drenaje relativamente tedioso. Si se drena el agua desde un extremo alejado de la tubería, por ejemplo, desde un extremo alejado de la fuente de agua a la cual está acoplada la tubería, mientras el agua drena, se crea vacío en la tubería, lo que causa que la tubería colapse y se pliegue sobre sí misma. Cuando la tubería colapsa, no sólo hay una tendencia a que las paredes de la tubería y los emisores de la tubería sufran daño, sino que el colapso no es uniforme ocasionando una variación substancial en la forma y en el diámetro de la tubería a lo largo de su longitud. Si se enrolla la tubería en una bobina, como a menudo es el caso, luego de su uso durante la temporada de crecimiento o, a fin de mover la tubería de un campo a otro, el "enrollado" de la tubería en una bobina no es uniforme y tiende a enredarse. Posteriormente, cuando la tubería de irrigación es desenrollada de la bobina, el enrollado no uniforme y los nudos tienden a hacer difícil desenrollar y tender la tubería en forma pareja en la tierra y/o tienden a causar que la tubería se "enganche" y quede atrapada en la bobina durante el desenrollado. Si la tubería es desenrollada por un tractor, el enrollado enredado y los nudos, en general, hacen la tarea tediosa y prolongada, y si la tubería se engancha la tubería puede romperse o dañarse de alguna otra manera. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Un aspecto de unas realizaciones de la invención se
relaciona con proporcionar una tubería de irrigación que tiene una configuración de emisores que son controlables para abrirlos y cerrarlos para proveer diferentes cantidades deseadas predeterminadas y/o distribuciones espaciales de agua a las plantas, controlando la presión de entrada del agua a la tubería . De acuerdo con una realización de la invención, al menos dos de los emisores integrados acoplados a la tubería tienen diferentes umbrales de la presión de descarga del agua, de aquí en adelante "umbrales de la presión de la descarga". Al menos uno de los umbrales de la presión de descarga puede ser substancialmente cero. Si la presión del agua, de aquí en adelante "presión local", en el emplazamiento de un emisor en la tubería es menor que el umbral de la presión de descarga característico del emisor, el emisor no descargará agua de la tubería. Por otra parte, si la presión local del agua es mayor que el umbral de la presión de descarga del emisor, el emisor se desviará y descargará el agua de la tubería de irrigación. Al menos uno de los dos emisores es controlable para descargar el agua de la tubería mientras el otro no descarga el agua mediante el control de la presión, de aquí en adelante "presión de entrada de la tubería", proporcionada a la tubería, de modo que en el emplazamiento de uno de los dos emisores la presión local del agua es menor que el umbral de la presión de descarga del emisor mientras que en el emplazamiento del otro emisor, la
presión local es mayor que el umbral de la presión de descarga del emisor. Los umbrales de la presión de descarga de los al menos dos emisores y sus posiciones están determinadas de modo que controlando la presión de entrada de la tubería, se pueden proporcionar diferentes configuraciones espaciales predeterminadas y/o cantidades de agua a un entorno de crecimiento . Por ejemplo, una tubería de irrigación, de acuerdo con una realización de la invención, se puede ajustar con una misma configuración repetida de emisores que tienen diferentes umbrales de la presión de descarga, de modo que un número de los emisores por unidad de longitud de la tubería, que proporcionan el agua, pueden ser controlados por la presión de entrada de la tubería de irrigación y el número es el mismo, substancialmente independiente de la ubicación a lo largo de la tubería. O, en concepto de un ejemplo adicional, se pueden caracterizar diferentes porciones de una tubería de irrigación por diferentes configuraciones repetidas de emisores que tienen diferentes umbrales de la presión de descarga. Como consecuencia, un número de emisores que proporciona el agua por unidad de longitud de la tubería es controlable por la presión de entrada de la tubería pero se puede controlar el número para que sea diferente para las diferentes porciones de la tubería.
Los emisores integrados en una tubería de irrigación, de acuerdo con una realización de la invención, pueden ser
cualquier emisor integrado conocido en la técnica apropiados para un montaje interno en una tubería de irrigación que pueden proporcionarse teniendo diferentes umbrales de la presión de descarga. Cualquiera de los diversos métodos conocidos en la técnica se puede adaptar para insertar emisores en una tubería de irrigación para montar emisores que tienen diferentes umbrales de la presión de descarga en la tubería de irrigación, de acuerdo con una realización de la invención. Opcionalmente, los emisores son similares a los emisores descritos en la Patente de US 5.615.383 mencionada previamente. Un aspecto de unas realizaciones de la invención se relaciona con proporcionar un emisor integrado, de aquí en adelante, un emisor "bipolar", que se caracteriza no solo por un umbral de la presión de descarga en la cual el emisor comienza a descargar el agua de una tubería de irrigación, sino que también por un "umbral de la presión de detención" mayor que el umbral de la presión de descarga en la cual el emisor cesa la descarga de agua. Si, luego que la presión local en el emisor excede el umbral de la presión de descarga y el emisor comienza a descargar el agua de la tubería de irrigación, la presión local excede el umbral de la presión de detención, el emisor interrumpe la descarga de agua de la tubería de irrigación . En una realización de la invención, un emisor bipolar comprende un diafragma, que en una primera posición bloquea la
entrada de agua en el emisor hasta que la presión local del agua en el emisor es mayor que un umbral de la presión de descarga y en una segunda posición bloquea la salida del agua del emisor si la presión local excede un umbral de la presión de detención. Para bloquear la salida del agua en la segunda presión, de acuerdo con una realización de la invención, el diafragma se asienta establemente en un puerto de salida del emisor para sellar substancialmente el puerto contra el egreso del agua mientras la presión local excede el umbral de la presión de detención. Opcionalmente, el emisor bipolar es un emisor regulado que proporciona substancialmente un mismo flujo de salida de agua para cualquier presión local entre la descarga y las presiones del umbral de detención del emisor. Un aspecto de una realización de la invención se relaciona con proporcionar una tubería de irrigación que comprende al menos un emisor bipolar integrado. Una tubería de irrigación que comprende un emisor bipolar integrado provee flexibilidad aumentada para controlar la descarga de agua de una tubería de irrigación mediante el control de la presión de entrada a la tubería Un aspecto de unas realizaciones de la invención se relaciona con proporcionar una tubería de irrigación con "vaciado automático" que comprende una pluralidad de emisores de no retorno y al menos un emisor, de aquí en adelante referido como un emisor de "flujo libre", que tiene un umbral
de la presión de descarga substancialmente igual a cero y no es un emisor de no retorno. Los emisores de flujo libre descargan el agua de una tubería de irrigación para substancialmente todas las presiones positivas del agua dentro de la tubería y permitir que el aire entre en la tubería cuando se está vaciando la tubería. Como consecuencia, la tubería fácilmente se auto-vacía de líquido cuando se corta el agua de la tubería y no desarrolla un vacío interno que colapsa la tubería mientras se va el agua. Por lo tanto se proporciona de acuerdo con una realización de la presente invención una tubería de irrigación que comprende al menos un primer emisor integrado caracterizado por un primer umbral de la presión de descarga; al menos un segundo emisor integrado caracterizado por un segundo umbral de la presión de descarga diferente del primer umbral de la presión de descarga; en donde los emisores integrados, al menos un primero y al menos un segundo, están ubicados a lo largo de la tubería de acuerdo con una configuración predeterminada. Opcionalmente, al menos uno de los emisores integrados se caracteriza por un umbral de la presión de detención y en donde el emisor no descarga el agua si el umbral de la presión de detención es excedido por la presión local del agua en la tubería en el emplazamiento del emisor. Adicionalmente o alternativamente, la tubería de irrigación comprende al menos un emisor de flujo libre integrado, que no es un emisor de no
retorno . Se proporciona además, de acuerdo con una realización de la invención una tubería de irrigación que comprende una pluralidad de emisores integrados de no retorno donde cada uno tiene un umbral de la presión de detención; y al menos un emisor de flujo libre integrado que no es un emisor de no retorno . En una realización de la invención, la tubería de irrigación comprende al menos un emisor de flujo libre por cada diez emisores de no retorno. Opcionalmente, la tubería de irrigación comprende al menos un emisor de flujo libre por cada cinco emisores de no retorno. Opcionalmente, la tubería de irrigación comprende al menos un emisor de flujo libre por cada tres emisores de no retorno. Opcionalmente, la tubería de irrigación comprende substancialmente un mismo número de emisores de flujo libre y emisores de no retorno. En algunas realizaciones de la invención, los emisores de flujo libre están ubicados en la tubería de acuerdo con una configuración predeterminada. En algunas realizaciones de la invención, los emisores de flujo libre están ubicados aleatoriamente en la tubería. Se proporciona además, de acuerdo con una realización de la invención, un emisor que comprende un puerto de entrada de agua que está sellado contra el ingreso de agua por presión del agua, en el puerto de entrada, menor que un umbral de la
presión de descarga; y un puerto de salida que permanece establemente sellado contra el egreso de agua por presión del agua, en un puerto de entrada, mayor que un umbral de la presión de detención. Opcionalmente, el emisor comprende un diafragma elástico que tiene un primer lado que se asienta y sella el puerto de entrada contra el ingreso de agua por presión del agua, en el puerto de entrada, menor que el umbral de la presión de descarga y un segundo lado que se asienta establemente y sella el puerto de salida contra el egreso de agua por presión del agua, en un puerto de entrada, mayor que un umbral de la presión de detención. En una realización de la invención, el puerto de salida se construye lo suficientemente grande de modo que el asiento estable del diafragma en el puerto de salida es mantenido por una diferencia entre la fuerza generada por la presión atmosférica en un área de superficie del segundo lado del diafragma expuesto a la atmósfera cuando el diafragma se asienta en el puerto de salida y la fuerza generada por la presión del agua en un área substancialmente igual en el primer lado del diafragma. Se proporciona además una tubería de irrigación que comprende un emisor de acuerdo con una realización de la invención . En una realización de la invención, el umbral de la
presión de descarga de al menos un emisor es substancialmente cero . Se proporciona además, de acuerdo con una realización de la invención, un sistema de irrigación que comprende una tubería de irrigación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes; una fuente de agua acoplada a la tubería de irrigación que es controlable para proporcionar el agua a diferentes presiones de entrada a la tubería de irrigación, de modo que diferentes configuraciones de los emisores, al menos un primero y al menos un segundo, pueden ser activados para descargar el agua de la tubería de irrigación. Opcionalmente , el sistema de irrigación comprende un controlador que controla la fuente de agua para proporcionar el agua a presiones de entrada deseadas diferentes a la tubería de irrigación correspondiente a diferentes configuraciones de emisores activados y no activados. Se proporciona además, de acuerdo con una realización de la invención, un método para producir una tubería de irrigación que comprende proporcionar una tubería que tiene un lumen interno; montar una pluralidad de emisores integrados a la pared de la tubería dentro del lumen de acuerdo con una configuración predeterminada; en donde al menos dos de los emisores tienen diferentes umbrales de la presión de descarga.
Se proporciona además, de acuerdo con una realización de la invención, un método para irrigar plantas que comprende
proporcionar al menos una tubería de irrigación de acuerdo con cualquiera de los precedentes para irrigar las plantas; y controlar la presión de entrada de la tubería de irrigación, al menos una, para proporcionar configuraciones diferentes de emisores activados y no activados de la pluralidad de emisores. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS A continuación se describen ejemplos no limitativos de las realizaciones de la presente invención con referencia a las figuras aquí adjuntas. En las figuras, las estructuras, los elementos o partes idénticas que aparecen en más de una figura están en general etiquetados con un mismo símbolo en todas las figuras en las que aparecen. Las dimensiones de los componentes y las características que se muestran en las figuras se eligieron por la conveniencia y la claridad de la presentación y no se muestran necesariamente a escala. A continuación se da la lista de las figuras. La Figura 1 muestra esquemáticamente una tubería de irrigación que opcionalmente tiene montado en el interior emisores que descargan el agua para diferentes presiones de entrada, de acuerdo con una realización de la invención; Las Figuras 2A a 2C muestran esquemáticamente la tubería de irrigación que se muestra en la Figura 1 que está funcionando bajo diferentes presiones de la entrada de agua de la tubería para irrigar una huerta vivero y proporcionar diferentes cantidades de agua a los árboles en el huerto, de
acuerdo con una realización de la invención; Las Figuras 3A y 3B muestran esquemáticamente una tubería de irrigación que comprende emisores bipolares integrados que funcionan bajo diferentes presiones de entrada, de acuerdo con una realización de la invención; La Figura 4A muestra esquemáticamente un emisor integrado convencional ; La Figura 4B muestra esquemáticamente un emisor integrado convencional en un estado cerrado de alta presión, de acuerdo con una realización de la invención ; La Figura 5A muestra esquemáticamente una tubería de irrigación que comprende solo emisores de no retorno que se drenaron de agua, de acuerdo con la técnica previa; La Figura 5B muestra esquemáticamente una tubería de irrigación que comprende emisores de no retorno, ubicados en un terreno relativamente accidentado, que se drenaron de agua, de acuerdo con la técnica previa; y La Figura 5C muestra esquemáticamente la tubería de irrigación que se muestra en la Figura 5B y comprende emisores de flujo libre que se drenaron de agua, de acuerdo con una realización de la invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES EJEMPLIFICATIVAS La Figura 1 muestra esquemáticamente una porción de la tubería de irrigación 20 que tiene un lumen o una cavidad interna y comprende una configuración predeterminada de una
pluralidad de emisores integrados que tienen diferentes umbrales de la presión de la descarga, de acuerdo con una realización de la invención. Los emisores integrados en la tubería 20 son etiquetados con una designación alfanumérica que comprende el número 22 seguido de un guión y una letra indexada ""?^' que indica sus respectivos umbrales de la presión de descarga. Los emisores caracterizados por presiones de descarga Pi, que tienen un mismo valor para el índice i tienen los mismos umbrales de la presión de descarga y los emisores caracterizados por presiones Pi que tienen diferente índice tienen diferentes umbrales de la presión de descarga. Se hace referencia a los emisores genéricamente por el número 22 y son, por ejemplo, referenciados por el número 22 cuando se discuten las características compartidas por todos los emisores. De acuerdo con una realización de la invención, al menos dos emisores montados en una tubería de irrigación tienen diferentes umbrales de la presión de descarga Pi. La presencia de al menos dos emisores que tienen diferentes umbrales de presión permiten diferentes números de los emisores en la tubería de irrigación para ser abiertos para descargar el agua mediante el control de la presión de la entrada de agua a la tubería de irrigación. A modo de ejemplo, la porción de la tubería de irrigación 20 que se muestra en la figura comprende tres emisores, 22-??, 22-P2 y 22- P3, acoplados a la pared interna de la tubería de
irrigación 20. Cada emisor "22" comprende un cuerpo emisor esquemáticamente representado por un "corbatín" 24 que está inmerso en el agua que fluye en la tubería de irrigación y descarga una porción del agua a través de un orificio de salida esquemáticamente representado por un "embudo" 26 si la presión del agua, es decir, la "presión local", en la ubicación del emisor en la tubería es mayor que el umbral de la presión de descarga del emisor. Opcionalmente, al menos uno de los emisores 22 es un emisor de no retorno que es "auto sellado" y evita el reflujo del agua y/o aire en el emisor cuando cae la presión local por debajo del umbral de la presión de descarga del emisor. Opcionalmente, al menos un emisor 22 es un emisor regulado que proporciona un flujo del agua regulado para substancialmente cualquier presión en un rango de funcionamiento de la presión de entrada del emisor mayor que su umbral de la presión de descarga Pj.. Las Figuras 2A a 2C esquemáticamente ilustran el funcionamiento de una tubería de irrigación 40 que tiene una entrada de tubería 42 y un extremo 44 que proporciona el agua para irrigar un huerto 60 de árboles frutales en crecimiento, de acuerdo con una realización de la invención. La tubería de irrigación 40 se encuentra opcionalmente tendida sobre la tierra. Se asume por simplicidad y conveniencia de la presentación que el terreno de la huerta 60 es tal que la tubería de irrigación 40 es substancialmente horizontal con una
ligera inclinación hacia abajo en una dirección que se aleja de la entrada 42 de modo que el extremo 44 está más bajo que la entrada. A modo de ejemplo, la tubería de irrigación 40 comprende emisores de no retorno integrados 22-P]_, 22-P2 y 22- P3/ caracterizados por umbrales de la presión de descarga P]_, P2 y P3 que satisfacen una relación P]_ < P2 < P3. Opcionalmente, los emisores 22-Pj_ son emisores regulados, donde cada uno proporciona un deseado flujo de salida de agua regulado para una presión en un rango de funcionamiento de presiones mayor que el respectivo umbral de la presión de descarga del emisor. Con respecto a la discusión de la Figura 1, se hace genéricamente referencia a los emisores comprendidos en la tubería de irrigación por el número 22. De acuerdo con una realización de la invención, los umbrales de la presión de descarga Pi, P2 y P3 de los emisores integrados 22 y/o las respectivas ubicaciones de los emisores a lo largo de la tubería de irrigación 40 están determinadas para proporcionar una irrigación apropiada a los árboles en el huerto 60 como los huertos maduros. A modo de ejemplo, los emisores 22 están configurados a lo largo de la tubería de irrigación 40 de modo que un emisor con bajo umbral de la presión de descarga, es decir, un emisor etiquetado 22-Pi está ubicado cerca de donde se planta cada árbol nuevo. Opcionalmente, cada emisor con bajo umbral de la presión de
descarga está flanqueado en cada lado por un emisor con un moderado umbral de la presión de descarga 22-P2. Opcionalmente, un emisor con un alto umbral de la presión de descarga 22-P3 está en el medio de dos emisores con un moderado umbral de la presión de descarga 22-P2. A modo de ejemplo numérico, las presiones ??, P2 y P3 se pueden determinar para satisfacer las siguientes relaciones: 0 < Pi < 10 m; 10m < P2 < 20m y 20 < P3 < 30m, donde los limites en la presión están dados en metros de agua por encima de la presión atmosférica. Una fuente de suministro de agua apropiada (no se muestra) , tal como por ejemplo una bomba y/o un reservorio de agua elevado, proporciona el agua, indicada esquemáticamente por la flecha 48, a la tubería de irrigación 40 en la entrada de la tubería 42 y a una presión indicada por un manómetro esquemático 43. En la Figura 2A, se supone que los árboles en el huerto 60 son nuevos, recién plantados, árboles en estado juvenil cuyas raíces están espaciadas relativamente alejadas. Se supone que la cantidad de agua que fluye hacia fuera de un emisor con bajo umbral de la presión de descarga 22-P]^, que está ubicado lo más cerca posible de un árbol en estado juvenil, es suficiente para irrigar apropiadamente al árbol en estado juvenil durante un primer período de crecimiento. Por consiguiente, en una realización de la invención, la fuente de agua que proporciona el agua a la tubería de irrigación 40 provee el agua a una presión de entrada de la tubería P+]_ que satisface la relación
(?]_+?) < ?+]_ < ?2 · El parámetro ? es una presión marginal que explica la disminución en la presión en la tubería de irrigación 40 con la distancia a lo largo de la tubería desde la entrada 42 como una consecuencia de la resistencia al flujo en la tubería y la descarga del agua por los emisores que están abiertos. En un manómetro 43 se indica la presión P+_. Solo se abren los emisores con bajo umbral de la presión de descarga 22-?>?, para proporcionar el agua a los árboles en el huerto, como una consecuencia de satisfacer la desigualdad previamente señalada en la presión de entrada P+_. Los emisores 22 que se abren están indicados esquemáticamente como que proporcionan el agua por un "pulverizador de agua" 50 que emana de los orificios de salida 26 de los emisores. En la Figura 2B se supone que los árboles en estado juvenil crecieron y sus raíces se extendieron. Se supone que los árboles en estado juvenil ya no pueden ser apropiadamente irrigados por una cantidad de agua proporcionada por un único emisor 22 y, de acuerdo con una realización de la invención, la fuente de agua para proporcionar el agua a la tubería de irrigación 40 es controlada a una presión de entrada de la tubería P+2 que satisface la relación (?2+?) < P+2 < P3. Como consecuencia, se abren los emisores de baja presión de descarga 22-?? y los emisores con un moderado umbral de la presión de descarga 22-P2 y proporcionan el agua a los árboles. A modo de ejemplo, ahora, a cada árbol en el huerto 60, se le proporciona
el agua desde tres emisores 22. En la Figura 2C se supone que los árboles crecieron hasta tal punto que no pueden ser apropiadamente irrigados por el agua que solo provenga de los emisores con umbrales bajo y moderado de la presión de descarga 22-Pi y 22-P2. La fuente de agua es por lo tanto controlada para proporcionar el agua a la tubería de irrigación 40 a una presión P+3 que es mayor o igual a (?3+?) . A la presión P+3, no solo los emisores con umbrales bajo y moderado de la presión de descarga proporcionan el agua para irrigar a los árboles, sino que también se abren los emisores con alto umbral de la presión de descarga 22-P3 para proporcionar el agua a los árboles. A modo de ejemplo, los emisores 22 en la tubería de irrigación 40 están caracterizados por los respectivos umbrales de la presión de descarga y los emisores están configurados para irrigar una huerta 60 de árboles frutales en estado de crecimiento juvenil con diferentes cantidades y distribuciones espaciales del agua a medida que maduran los árboles en estado juvenil. Además de una opción donde están cerrados todos los emisores 22, y no se proporciona el agua al huerto, la tubería de irrigación 40 ofrece tres configuraciones adicionales diferentes con los emisores 22 abiertos y cerrados: están abiertos solo los emisores 22-P^; están abiertos solo los emisores 22-Pi y 22-P2; y todos los emisores 22 abiertos, es decir, están abiertos 22-?? y 22-P2 y 22-P3.
En algunas realizaciones de la invención, una tubería de irrigación comprende al menos un emisor bipolar que está caracterizado no solo por un umbral de la presión de descarga pero también por un umbral de la presión de detención. Cuando la presión local del agua en el emisor excede el umbral de la presión de descarga, el emisor descarga el agua de la tubería de irrigación, cuando la subsiguiente presión local excede el umbral de la presión de detención, el emisor cesa de descargar el agua de la tubería. Una tubería de irrigación que comprende un emisor bipolar substancialmente proporciona un rango más amplio de opciones de irrigación que una tubería de irrigación de configuración similar que no comprende un emisor bipolar. A modo de ejemplo, las Figuras 3A y 3B muestran esquemáticamente una tubería de irrigación 140 similar a la tubería de irrigación 40, pero en donde los emisores 22-?? en la tubería 40 son reemplazados en la tubería 140 por emisores bipolares. Los emisores bipolares 140 están indicados por un icono que tiene un corbatín "blanco y negro" y un alfanumérico 122-P]_L~P]_H . La P]_L en la designación alfanumérica indica "bajo" umbral de la presión de descarga del emisor y ??p indica "alto" umbral de la presión de detención del emisor. Con propósitos de ilustración se supone que P_H > (?3+?) = P3+. La tubería de irrigación 140 funciona de manera similar a la tubería de irrigación 40 para todas las presiones de entrada hasta (?3+?) y provee las tres opciones "abierta-cerrada" que
proporciona la tubería de irrigación 40. Sin embargo, la incorporación de los emisores bipolares 122-P]_L-P]_H EN IA tubería de irrigación 140 proporciona a la tubería de irrigación con una configuración adicional de emisores abiertos y cerrados que no están disponibles en la tubería de irrigación 40. La presión de entrada para la tubería de irrigación 140 se puede controlar de modo tal que solo los emisores 22-P2 y 22-P3 proporcionan el agua al huerto 60. Si la presión de entrada para la tubería de irrigación 140 se fija a ??p+ = (?1H +A) los emisores 122-P^L-P]_H no proporcionarán el agua al huerto 60 y solo los emisores 22-P2 y 22-P3 irrigarán el huerto. La Figura 3A muestra esquemáticamente la presión de entrada de la tubería de irrigación 140 a una presión (?3+?), que es menor que PIH> y del mismo modo que para la tubería de irrigación 40 en la presión de entrada (?3+?) (Fig. 2C) , todos los emisores 122 en la tubería de irrigación 140 están descargando el agua para el huerto 60. Sin embargo, si como se muestra en la Figura 3B, la presión de entrada de la tubería de irrigación 140 se fija a PIH+ = (?1? +?) , l°s emisores 122-PIL-PIH cesan la provisión de agua al huerto 60 y solo los emisores 22-P2 y 22-P3 irrigan el huerto. Se señala que las Figuras 3A y 3B muestran esquemáticamente una tubería de irrigación particular ejemplificativa que comprende emisores bipolares. Por supuesto, son posibles otras configuraciones de las tuberías de
irrigación que comprenden emisores bipolares integrados que la configuración que se muestra en las Figuras 3A y 3B, lo que fácilmente apreciará un experto en la técnica y que pueden ser útiles en diversas situaciones. De acuerdo con una realización de la invención, un emisor integrado bipolar comprende un diafragma que controla el flujo del agua a través del emisor. El diafragma permite que el agua entre al emisor a través del puerto de entrada del emisor solo si la presión local del agua es mayor que un dado umbral de la presión de descarga y evita que el agua egrese del emisor a través del puerto de salida si la presión local es mayor que un umbral de la presión de detención. Si la presión es menor que el umbral de la presión de descarga, el diafragma sella el puerto de entrada contra el ingreso de agua. Si la presión local es mayor que un umbral de la presión de detención, el diafragma sella el puerto de salida contra el egreso de agua. La Figura 4A muestra esquemáticamente una vista de la sección transversal de un emisor integrado 200 que está instalado en una tubería de irrigación 199, de acuerdo con la técnica previa. El emisor 200 comprende un marco 202 que tienen un puerto de entrada 204 y un puerto de salida 206 y un diafragma elástico 208 que tiene una porción localizada entre los puertos de entrada y salida. El diafragma 208 está asentado entre un laberinto de entrada 210 y un laberinto de salida 212 y está moldeado con una apertura de flujo del agua 214 que se
comunica con ambos laberintos de entrada y de salida. Cuando la presión local del agua es menor que el umbral de la presión de descarga del emisor 200, el diafragma 208 se asienta en el puerto de entrada 204 y sella el puerto contra el ingreso de agua. Cuando el agua excede el umbral de la presión de descarga, se desarrolla una presión diferencial entre el lado de entrada del diafragma 208 y su lado de salida. La presión diferencial estira el diafragma 208 para levantarlo del puerto de entrada 204 y dejar entrar el agua del emisor, que fluye a través de los laberintos de entrada y salida 210 y 212 y sale del emisor por el puerto de salida 206. Los laberintos 210 y 212 tienen la función de controlar la cantidad de agua que fluye a través del emisor proporcionando una deseada resistencia al flujo del agua. La Figura 4A muestra esquemáticamente al emisor 200 cuando la presión local del agua en el emisor es mayor que el umbral de la presión de descarga del emisor. Las flechas 218 indican el flujo del agua a través del emisor. Si la presión local aumenta a un tal grado que una presión diferencial entre los lados opuestos del diafragma 208 estiran el diafragma para sellar el puerto de salida 206, el agua cesará de fluir a través del emisor. Sin embargo, la interrupción del flujo es solo momentánea ya que cuando el flujo del agua se detiene, la presión del agua en los laberintos de entrada y salida 210 y 212 se ecualizan y se
iguala la presión en ambos lados del diafragma 208. Como consecuencia, el diafragma 208 se contrae nuevamente hacia su estado estirado, se cae del puerto de salida 206 y abre el puerto de salida permitiendo que el agua vuelva a fluir a través del emisor. Suponiendo que la presión local del agua no cambia en el puerto de entrada 204, una vez que se reanuda el flujo del agua a través del emisor 200, el diferencial de presión que causó que el diafragma 208 sellara el puerto de salida 206 se reestablece y el diafragma sellará nuevamente el puerto de salida. En general, el ciclo de "fibrilación" que sella y abre el puerto de salida 206 se repetirá, provocando que el emisor emita repetidamente pulsos de agua. Por lo tanto, el emisor integrado convencional 200 no tiene una presión de detención efectiva y estable. Para evitar una fibrilación como la descrita previamente, se señala que algunos emisores de la técnica previa, similares al emisor 200, tienen un canal de "purga" (no se muestra) que se comunica con el puerto de salida 206 y enfrenta al diafragma 208. El canal de purga se moldea de modo tal que, si el diafragma 208 se asienta en el puerto de salida 206, el diafragma no sella el canal de purga y una cantidad de agua relativamente pequeña en el laberinto de salida 212 continua fluyendo desde el laberinto a través del canal de purga para escurrirse fuera del emisor a través del puerto de salida 206.
La Figura 4B muestra esquemáticamente un emisor integrado 220 que tiene un umbral de la presión de detención, de acuerdo con una realización de la invención. El emisor 220 tiene muchas de las mismas características que el emisor convencional 200 y comprende un marco 202 que tiene un puerto de entrada 204 y un diafragma elástico 208 asentado entre un laberinto de entrada 201 y un laberinto de salida 212. Opcionalmente, el emisor 220 tiene el mismo umbral de la presión de descarga que el emisor convencional 200. Sin embargo, de acuerdo con una realización de la invención, el emisor 220 está moldeado con un puerto de salida 230 relativamente grande. Como consecuencia, cuando la presión local del agua distorsiona el diafragma 208 para sellar el puerto de salida, y la presión del agua en ambos lados del diafragma se ecualiza, un área 232 relativamente grande en el lado del laberinto de salida del diafragma cubre el puerto de salida 230 y es expuesto a la presión atmosférica. La presión atmosférica es, en general, substancialmente menor que la presión local del agua y por lo tanto, que la presión del agua en ambos lados del diafragma 208 (es decir, el lado del laberinto 210 y el lado del laberinto 212 del diafragma) cuando se distorsiona el diafragma para asentarse y sellar el puerto de salida 230. Una diferencia entre la presión atmosférica en el área 232 y la presión del agua en un área de igual tamaño en el lado del laberinto de entrada del diafragma 208 genera una
fuerza de "asiento" neta que tiende a mantener el diafragma asentado en el puerto 230. De acuerdo con una realización de la invención, el puerto de salida 230 y por lo tanto el área 232 están fabricados lo suficientemente grandes de modo tal que, para un rango deseado de presiones del agua locales, la fuerza de asiento se opone y es mayor que las fuerzas elásticas del diafragma 208 estirado que tienden a volver al diafragma a un estado no estirado y a levantar el diafragma del puerto 230. El diafragma 208 permanece asentado en el puerto de salida 230 y evita que el agua fluya a través del emisor 220 hasta que una diferencia entre la presión local (es decir, la presión del agua en la tubería 199 en el puerto de entrada 204) y la presión atmosférica decrece hasta tal punto que la fuerza de sellado ya no supera a las fuerzas elásticas del diafragma estirado 208 que operan para restaurar el diafragma a su estado no estirado. El emisor bipolar integrado 220, de acuerdo con una realización de la invención, tiene por lo tanto un umbral de la presión de detención estable. Si, luego que el emisor 220 comienza la descarga del agua de una tubería de irrigación en la que está instalado, la presión local en el puerto de entrada 204 se vuelve igual o mayor que el umbral de la presión de detención, el emisor cesa de descargar el agua. En la Figura 4B, se muestra al emisor 220 para una situación en la que la presión local es igual o mayor que el umbral de la presión de detención del emisor y el diafragma 208 se asienta y sella el
puerto de salida 230 contra el egreso de agua. Se puede señalar que mientras el emisor bipolar 220 es un emisor integrado, los emisores bipolares, de acuerdo con las realizaciones de la invención, no están limitados a emisores integrados que tienen una configuración similar al emisor 220 o a emisores integrados. Un emisor bipolar que tiene un puerto de salida suficientemente grande para proporcionar un umbral de la presión de detención estable puede, por ejemplo, tener un marco cilindrico de forma circular y un diafragma que se asienta en una barrera de soporte anular más que en un marco alargado y en la estructura de soporte implicada por la Figura 4B. Un emisor bipolar puede también, a modo de ejemplo, ser un emisor que está acoplado externamente a una tubería de irrigación o en línea entre porciones de una tubería de irrigación. En la descripción anterior se ha supuesto que la tubería de irrigación 40 en las Figuras 2A a 2C y la tubería de irrigación 140 en las Figuras 3A y 3B son substancialmente horizontales, de modo tal que pueden ignorarse los cambios en la presión a lo largo de las tuberías de irrigación 40 y 140, debido a cambios en la altura de la tubería de irrigación, en la determinación de las presiones de descarga y/o detención de los emisores 22 y 122 en la tubería y en las presiones de la tubería de entrada proporcionadas por la fuente de agua que proporciona el agua a la tubería. Una tubería de irrigación para un uso en un terreno que se caracteriza por cambios en la
altura "no ignorables" en la tubería de irrigación y que tiene emisores de acuerdo con una realización de la invención que se caracterizan por los diferentes umbrales de descarga y/o de detención puede rápidamente ser configurada por un experto de la técnica. Por ejemplo, puede suponer que un emisor comprendido en una tubería de irrigación, de acuerdo con una realización de la invención en un dado emplazamiento en el terreno, está ubicado a una altura Ah con respecto a una altura de la entrada de la tubería. Además, puede suponer que si el dado emplazamiento está a una misma altura que la entrada, el emisor estaría configurado para tener un umbral de la presión de descarga P]_. Para adecuar la diferencia de altura Ah, el emisor en una dada ubicación está configurado para tener un umbral de la presión de descarga igual a (? -Ahpg) , donde g es la aceleración de la gravedad y p es la gravedad específica del agua (=lg/cm3) . En general, la irrigación de las plantas se interrumpe periódicamente en diversos períodos de tiempo y por diversas razones. Durante tales períodos de tiempo, a menudo se desea o es necesario drenar el agua fuera de una tubería de irrigación para evitar que el agua se estanque en la tubería o para facilitar el retiro de la tubería de un campo en crecimiento y su transporte a otro campo o para su almacenamiento. Por ejemplo, en un final de un ciclo de crecimiento sería deseable sacar las tuberías de irrigación de un campo. A menudo, la
extracción involucra enrollar las tuberías, usualmente en tambores fáciles de transportar y almacenar. Previamente al enrollado de la tubería se debe drenar de agua. Si la tubería está equipada solo con emisores de no retorno, que proporcionan una fiabilidad mejorada para la irrigación por reducción del atascamiento del emisor, puede ser difícil y tedioso drenar la tubería porque los emisores no permiten que entre el aire a la tubería y reemplace el agua que es drenada de la tubería. La Figura 5A muestra esquemáticamente una tubería de irrigación 140 que comprende a unos emisores 122, todos los cuales son emisores de no retorno que evitan el reflujo del aire y/o el agua cuando se detiene el flujo del agua a la tubería de irrigación. La característica de no retorno de los emisores 122 se indica gráficamente en la Figura 5A y en las siguientes Figuras 5B y 5C por los emisores que tienen una "bola de sellado" 128 ubicada en sus respectivos orificios de salida 126. A modo de ejemplo, la Figura 5A muestra esquemáticamente una tubería de irrigación 140 ubicada para irrigar un huerto 60. La figura muestra esquemáticamente qué le puede suceder a la tubería cuando se corta el agua de la tubería y se drena el agua de un extremo 144 de la tubería, opcionalmente al abrir una válvula (no se muestra) en el extremo de la tubería. La válvula de apertura en el extremo de la tubería 140 está gráficamente representada por el extremo 144 de la tubería que está abierto y el drenaje del agua de la
tubería está representado por unas flechas onduladas 170. Se supone que la tubería 140 tiene una pendiente levemente descendiente desde un extremo 142 en el cual un suministro del agua (no se muestra) es conectado para suministrar el agua a la tubería . A medida que drena el agua, se genera un vacío en la tubería en las regiones de la tubería cercanas al extremo 142. El vacío causa que la tubería colapse en sí misma en respuesta a las fuerzas generadas por la presión atmosférica. En la Figura 5A se indica una región 172 de la tubería 140 que está colapsada por la presión atmosférica. La presión atmosférica aplica una fuerza substancial a la tubería 140 y su colapso bajo la presión atmosférica puede dañar las paredes de la tubería y los emisores 122 en la tubería. Para una tubería de irrigación dispuesta en un terreno accidentado, dependiendo de cuán hermética sea la tubería y de las diferencias en la altitud de varias secciones de la tubería, las secciones de la tubería que están ubicadas en altitudes relativamente altas tienden a desarrollar diversos grados de vacío que colapsan y distorsionan la estructura de la tubería. La Figura 5B muestra esquemáticamente la tubería de irrigación 140 que se muestra en la Figura 5A ubicada en un terreno accidentado y que drena a través del extremo 144 y a modo de ejemplo, también por medio de un emisor 22-P]_ ubicado en una región relativamente baja del terreno accidentado. El
drenaje por medio de un emisor 22-P]_ que se sitúa en la parte baja, está gráficamente indicado por las flechas onduladas 170. Las secciones 182 de la tubería, en secciones relativamente elevadas del terreno, han colapsado como una consecuencia del vacío que se formó en las secciones. Para lograr un drenaje más sencillo de la tubería de irrigación y para reducir la probabilidad de que la misma sea dañada cuando se drena, una tubería de irrigación, de acuerdo con una realización de la invención comprende al menos un emisor, es decir, un emisor de flujo libre, que no es un emisor de no retorno y tiene un umbral de la presión de descarga substancialmente igual a cero. El al menos un emisor de flujo libre permite que el aire entre a la tubería de irrigación a través del emisor y reemplace el agua que abandona la tubería cuando se drena la tubería. Como consecuencia, el agua tiene la capacidad de drenar fuera de la tubería en forma relativamente libre y se reduce la probabilidad que la tubería sea dañada como una consecuencia de la generación de un vacío en la tubería. Opcionalmente, para permitir que el aire entre a una tubería de irrigación, de acuerdo con una realización de la invención, se monta en la tubería una válvula unidireccional que no permite que el agua salga de la tubería pero permite que el aire entre libremente. Mientras que, de acuerdo con una realización de la invención, se puede utilizar un emisor de flujo libre o una válvula unidireccional para permitir que el
aire entre en la tubería, un emisor de flujo libre puede ser ventajoso porque cuando se proporciona el agua a la tubería, el agua sale de la tubería a través del emisor de flujo libre a las velocidades apropiadas para las aplicaciones de la irrigación . Para adecuar diversos terrenos en crecimiento y terrenos que tienen variaciones en la altitud que ocurren en distancias relativamente cortas, se acoplan una pluralidad de emisores de flujo libre a la tubería de irrigación. Opcionalmente, el número de los emisores de flujo libre es de entre aproximadamente 10% a aproximadamente 50% del número total de los emisores acoplados a la tubería de irrigación. Opcionalmente, la tubería de irrigación comprende al menos un emisor de flujo libre por cada cinco emisores de no retorno. Opcionalmente, la tubería de irrigación comprende al menos un emisor de flujo libre por cada tres emisores de no retorno. En algunas realizaciones de la invención, los emisores de flujo libre están ubicados en la tubería de irrigación en una configuración predeterminada. En una realización de la invención, un mismo número de los emisores de no retorno están ubicados entre cualquiera de dos emisores de flujo libre más cercanos. Opcionalmente, los emisores de flujo libre se distribuyen aleatoriamente en la tubería de irrigación. La Figura 5C muestra esquemáticamente la tubería de irrigación 140 que se muestra en la Figura 5B pero
adicionalmente comprende una pluralidad de emisores de flujo libre 122-FF, de acuerdo con una realización de la invención. El emisor de flujo libre 122-FF está gráficamente indicado en la Figura 5C por un icono del emisor con bola ausente (Figuras 5A, 5B) que se usa para emisores de no retorno para indicar que los emisores de no retorno son auto-sellados. En la Figura 5C, la tubería 140 está siendo drenada de agua pero como una consecuencia de la presencia de el al menos un emisor de flujo libre 122-FF, el aire indicado por las flechas de bloque 174 tiene la capacidad de entrar a la tubería a través de los emisores y la tubería no colapsa. En la descripción y las reivindicaciones de la presente solicitud, cada uno de los verbos "comprender", "incluir" y "tener", y sus conjugaciones, se utiliza para indicar que el objeto o los objetos del verbo no son necesariamente una lista completa de miembros, componentes, elementos o partes del sujeto o los sujetos del verbo. La presente invención se ha descrito mediante el uso de descripciones detalladas de realizaciones de las mismas que son proporcionadas a modo de ejemplo y no tienen la intención de limitar el alcance de la invención. Las realizaciones descritas comprenden características diferentes, no todas las cuales son requeridas en todas las realizaciones de la invención. Algunas realizaciones de la invención utilizan solo algunas de las características o posibles combinaciones de las
características. Las personas con experiencia en la técnica podrán imaginar las variaciones de las realizaciones descritas y de las realizaciones de la invención que comprenden combinaciones diferentes de las características señaladas en las realizaciones descritas. El alcance de la invención está limitado solo por las siguientes reivindicaciones.