MX2012013112A - Sistema de irrigacion basado en la disponibilidad de oxigeno. - Google Patents

Abstract

Se proporcionan sistemas y métodos de irrigación basados en las mediciones de los niveles de disponibilidad de oxígeno para la raíz de la planta. El sistema de manejo de irrigación consta de por lo menos un sensor que deduce datos indicadores del nivel de oxígeno en donde los datos reunidos de los sensores se usan para determinar las cantidades y el tiempo de irrigación.

Description

SISTEMA DE IRRIGACIÓN BASADO EN LA DISPONIBILIDAD DE OXÍGENO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención trata de sistemas de irrigación. De manera más particular, la presente invención trata de sistemas y métodos de irrigación basados en mediciones de niveles de oxígeno y disponibilidad a la raíz de la planta.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La irrigación es la aplicación de agua para garantizar que hay suficiente humedad en la tierra resultando en buen crecimiento de las plantas. Bajo la irrigación, la compatibilidad del suelo y el agua es muy importante. El manejo del riego como se realiza actualmente se basa en el entendimiento de las interacciones del suelo/agua/planta de manera que se garantice el manejo eficiente de los cultivos, los suelos, el suministro de agua y los sistemas de irrigación .

Algunos de los parámetros que por lo general se toman en cuenta al manejar sistemas de irrigación son la textura del suelo, la cual es determinada por el tamaño y el tipo de partículas sólidas, la estructura del suelo, es decir el agrupamiento de las partículas, la profundidad d . suelo, haciendo referencia al grosor de los materiales del suelo que dan soporte estructural, nutrientes y agua para las plantas, así como también la permeabilidad del suelo que es una medida de la capacidad en que el aire y el agua se mueven a través del suelo. Otro conjunto de parámetros es la calidad del agua que se mide a través del total de sólidos disueltos (TDS) y el coeficiente de absorción de sodio (SAR) . El TDS es la medida de salinidad del agua y el SAR es la proporción del sodio con relación al calcio y al magnesio.

Otro parámetro que se toma en cuenta es la topografía del campo que se está regando, en donde las laderas son un parámetro obvio que se está considerando.

Como se mencionó anteriormente en el presente, la práctica general para manejar sistemas de irrigación es entender la interacción entre el suelo y el agua y el diseño en correspondencia con el sistema de irrigación.

El oxígeno, uno de los elementos fundamentales en el crecimiento de las plantas, y su disponibilidad, no obstante, no son tomados en cuenta cuando se manejan sistemas de irrigación. La falta de oxígeno puede ocurrir incluso si la cantidad de agua parece ser suficiente en el suelo que rodea la raíz de la planta. El manejo de la irrigación no es eficiente sin tomar en cuenta la disponibilidad del oxígeno para la raíz de la planta.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Es un objetivo de la presente invención proporcionar el sistema de manejo de irrigación y el método que toma en cuenta la medición de los niveles de oxígeno y la disponibilidad para la raíz de la planta que está siendo regada .

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de manejo de irrigación basado en la medición continua de la disponibilidad de oxígeno en la solución de agua que rodea las raíces.

De ese modo se proporciona de acuerdo con la presente invención, un sistema de manejo de irrigación que consta de por lo menos un sensor que deriva información que indica los niveles de oxígeno en donde los datos reunidos del por lo menos un sensor se usan para determinar las cantidades y el tiempo de la irrigación. el por lo menos un sensor es capaz de derivar datos adicionales que indican la disponibilidad de oxígeno para las plantas .

Además, de acuerdo con otra forma de realización preferida de la presente invención, el sistema de manejo es continuo .

Además, de acuerdo con otra forma de realización de la presente invención, el por lo menos un sensor consta de un sensor de nivel de oxígeno, un sensor de conductividad eléctrica, sensor de temperatura y sensor de pH.

Además, de acuerdo con otra forma de realización preferida de la presente invención, la información y los datos adicionales se formulan a partir de las mediciones en línea realizadas por el por lo menos un sensor.

Además, de acuerdo con otra forma de realización preferida de la presente invención, la información y los datos adicionales son transferidos a un aparato de cómputo que con capacidad de almacenar las medidas realizadas por el por lo menos un sensor.

Además, de acuerdo con otra forma de realización preferida de la presente invención, el por lo menos un sensor transmite medidas al aparato de cómputo de manera cableada o inalámbrica .

Además, de acuerdo con otra forma de realización preferida de la presente invención, el aparato de cómputo cuenta con un procesador capaz de formular la información y los datos adicionales.

Además, de acuerdo con otra forma de realización preferida de la presente invención, el sistema consta también de una bomba capaz de bombear la solución de agua del suelo a través de un conducto.

Además, de acuerdo con otra forma de realización preferida de la presente invención, la bomba entrega la solución de agua a una cámara subterránea que consta de por lo menos un sensor.

También se proporciona de acuerdo con otra forma de realización preferida más de la presente invención, un método de control de irrigación basado en las mediciones de la solución de agua que rodean las raíces de la planta, el método consta de : aspirar la solución de agua; transferir la solución de agua a una cámara; proporcionar por lo menos un sensor en la cámara; medir en línea usando el por lo menos un sensor; derivar los datos indicadores del nivel de oxígeno en la solución de agua; controlar el sistema de irrigación con base en los datos indicadores del nivel de oxígeno.

Además, de acuerdo con otra forma de realización preferida de la presente invención, deducir datos consta además de datos indicadores de disponibilidad de oxígeno para la raíz de la planta.

Además, de acuerdo con otra forma de realización preferida de la presente invención, el por lo menos un sensor consta de un sensor de nivel de oxígeno, un sensor de conductividad eléctrica, sensor de temperatura y sensor de pH.

Además, de acuerdo con otra forma de realización preferida de la presente invención, el sistema también consta de enterrar la cámara bajo tierra en los alrededores de las raíces de la planta.

Además, de acuerdo con otra forma de realización preferida de la presente invención, la solución de agua se regresa a los alrededores de las raíces de la planta después de que se lleva a cabo la medición.

Además, de acuerdo con otra forma de realización preferida de la presente invención, la información se procesa dentro de un procesador que recibe las medidas del por lo menos un sensor .

Además, de acuerdo con otra forma de realización preferida de la presente invención, la información es entregada al procesador de manera cableada o de manera inalámbrica .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Con el fin de entender mejor la presente invención y apreciar sus aplicaciones prácticas, las siguientes Figuras se anexan y son mencionadas en el presente. Los componentes similares se indican a través de números de referencia similares .

Debe indicarse que las figuras se dan como ejemplos y formas de realización preferidas solamente y de ninguna forma limitan el alcance de la presente invención como se define en la Descripción y Reivindicaciones adjuntas.

La Figura 1 ilustra un sistema de manejo de irrigación de acuerdo con una forma de realización preferida de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Y LAS FIGURAS La presente invención proporciona un sistema de manejo de irrigación excepcional y novedoso que toma en cuenta la disponibilidad de oxígeno para la raíz de las plantas que están siendo regadas. Aumento de producción de plantas es un resultado del manejo adecuado de agua. La mayoría de los sistemas moderno de irrigación toman en cuenta parámetros como las características del suelo, la topografía o la calidad del agua. Uno de los principales elementos del agua, es decir la concentración de oxígeno disuelto, no se toma en cuenta cuando se diseñan los sistemas de irrigación. Las plantas son más susceptibles a daños por la carencia de oxígeno y la presente invención brinda un sistema para monitorear la concentración del oxígeno disuelto en la solución de agua alrededor de las raíces de las plantas con el fin de proporcionar información que es esencial para el crecimiento de las plantas.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, una bomba bombea la solución desde la tierra. La solución se inserta en una cámara de muestreo que de preferencia se entierra en el suelo. La cámara de muestreo de preferencia cuenta con sensor de oxígeno, sensor de temperatura, sensor de conductividad eléctrica y medios de medición de pH. Los datos de los sensores se transmiten a una computadora o a cualquier otro dispositivo en donde se puede procesar la información. Los datos se procesan entonces y en consecuencia, se determina la irrigación. Las cantidades y tiempos de irrigación se determinan de acuerdo con los parámetros predeterminados que se insertan a los medios de procesamiento .

Ahora se hace referencia a la Figura 1 que ilustra un sistema de manejo de irrigación de acuerdo con una forma de realización preferida de la presente invención.

El sistema de manejo de irrigación consta de una bomba 10 que de preferencia es una bomba de vacío capaz de formar vacío dentro de la tubería 14 y el conducto de aspiración 12 que se conectan en línea a la bomba. El conducto de aspiración 12 se coloca bajo tierra de manera que se aspire la solución desde debajo de la tierra y se entregue a través del tubo 14 a la bomba 10. El extremo abierto del conducto de aspiración 12 se equipa con un filtro 16 capaz de filtrar sólidos como arena y otras partículas que se encuentran en el suelo para permitir que solamente la solución del suelo entre al conducto 12 y llegue a la bomba 10.

La solución de la bomba 10 es transferida a través del tubo 18 a la cámara de muestreo 20. La cámara de muestreo 20 de preferencia se entierra debajo del nivel del suelo, lo que se indica con la línea punteada 22. La cámara de muestreo se entierra debajo del nivel de suelo para preservar las condiciones que la solución experimentó cuando rodeaba las plantas, y en especial para preservar la temperatura de la solución .

La cámara de muestreo 20 se equipa con varios sensores que reúnen información desde la solución de agua bombeada. Un sensor de oxígeno 24 se proporciona dentro de la cámara de muestreo 20 en donde el sensor de oxígeno 24 puede ser cualquier sensor disponible sin limitar el alcance de la presente invención aunque de preferencia un sensor de oxígeno que se equipa con una membrana selectiva o una celda fotoeléctrica. Un sensor de conductividad eléctrica 26 también que reúne información sobre la salinidad de la solución de agua en el suelo, que además es un parámetro importante que indica la disponibilidad del oxígeno. Cuando el nivel de conductividad eléctrica es superior, la disponibilidad del oxígeno para la planta se reduce.

El sensor de temperatura 28 y la medición de pH 30 también se realiza en la solución dentro de la cámara de muestreo 20. Debe observarse que es posible elegir otra combinación de sensores que puedan indicar la disponibilidad de oxígeno en la solución de agua alrededor de las raíces de la planta. Cualquier combinación de sensores es posible sin limitar el alcance de la presente invención.

Los datos de los diferentes sensores se entregan de manera cableada o de manera inalámbrica de preferencia a un aparato de cómputo 32 que recibió los datos y puede almacenar los datos o los que se procesan en un procesador Debe observarse que el aparato de cómputo 32 puede ser el medio que solamente almacena los datos y puede transferirlos a un aparato de procesamiento que es colocado remotamente del lugar o en los alrededores del sitio o un aparato que además procesa los datos. En cualquier caso, una salida 34 se proporciona al aparato de cómputo 32 que es capaz de sacar los datos procesados o no procesados, hacia otro aparato de cómputo o pantalla. Los datos que sirven como salida 334 se usan para controlar un sistema de irrigación 36 conectado para regar las plantas .

La disponibilidad de oxigeno que se deriva de los parámetros que se están midiendo en los diferentes sensores y se deducen de los datos reunidos en el aparato de cómputo 32 se procesa de manera que se determina la cantidad de riego proporcionado por el sistema de irrigación 36 y su tiempo.

Hay muchos casos en los que la disponibilidad de oxígeno es de mayor importancia que la cantidad de agua alrededor de las raíces. Por ejemplo, cuando el riego se realiza con el fin de aumentar la temperatura del suelo en áreas de temperaturas de congelación, un nivel de oxígeno relativamente bajo que puede detectarse en los alrededores de las raíces puede indicar al sistema de irrigación que detenga la irrigación. El nivel de oxígeno en este caso es más importante que la medida de la temperatura ya que la falta de oxígeno tiene un efecto más nocivo que la baja temperatura.

Debe observarse que la combinación de los sensores en la cámara de muestreo de la presente invención se va a determinar de acuerdo con los datos que se derivan de las mediciones de los sensores con el fin de determinar el nivel de oxígeno alrededor de las raíces y su disponibilidad. El sistema de irrigación de la presente invención es controlado por parámetros que se deducen de las mediciones de sensores y proporcionan indicio del nivel y disponibilidad del oxígeno.

La solución de agua que se está monitoreando en la cámara de muestreo 20 se descarga de la cámara y de preferencia se regresa al área de donde fue aspirada a través del tubo 38 para así evitar cualquier intervención con el proceso natural del área. Sin embargo, la evacuación de la solución de agua se puede realizar de cualquier otra manera.

Es importante notar que el sistema de manejo de irrigación de la presente invención se maneja de manera continua y la información sobre el nivel y la disponibilidad de oxígeno en los alrededores de la raíz se mide de manera continua para obtener control en línea del proceso de irrigación .

Debe observarse que los datos que se están reuniendo a través de los sensores y las medidas que se están transfiriendo al sistema usando medios cableados o inalámbricos, son conocidos por los expertos en la técnica de la computación.

Debe quedar claro que la descripción de las formas de realización y la Figura adjunta estipuladas en esta especificación sirven solamente para entender mejor la invención, sin limitar su alcance según la protegen las siguientes Reivindicaciones.

También debe quedar claro que un experto en la técnica, después de leer la presente especificación puede realizar ajustes o enmiendas a la Figura adjunta y a las formas de realización anteriormente descritas que seguirían siendo protegidas por las siguientes Reivindicaciones.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de manejo de irrigación consta de: por lo menos de un sensor que transmite datos que se pueden deducir para indicar el nivel de disponibilidad de oxígeno en la solución de agua alrededor de las raíces de una planta, y una bomba capaz de bombear la solución de agua desde el suelo que rodea las raíces de la planta a través de un conducto, en donde la bomba entrega la solución de agua a una cámara que consta de por lo menos un sensor; un aparato de procesamiento, en donde los datos y el nivel de disponibilidad de oxígeno son usados por el aparato procesador para determinar las cantidades de riego y el tiempo de riego para las plantas .

2. El sistema de manejo según la Reivindicación 1, en donde el sistema de manejo es continuo.

3. El sistema de manejo según la Reivindicación 1, en donde el por lo menos un sensor consta de un sensor de nivel de oxígeno, un sensor de conductividad eléctrica, sensor de temperatura y sensor de pH.

4. El sistema de manejo según la Reivindicación 3, en donde la información y los datos adicionales se formulan a partir de las mediciones en línea realizadas por el por lo menos un sensor .

5. El sistema de manejo según la Reivindicación 1, en donde la información y los datos adicionales se transfieren a un aparato de cómputo capaz de almacenar las mediciones realizadas por el por lo menos un sensor.

6. El sistema de manejo según la Reivindicación 5, en donde el por lo menos un sensor transmite las mediciones al aparato de cómputo en forma cableada o inalámbrica.

7. El sistema de manejo según la Reivindicación 5, en donde el aparato de cómputo es equipado con un procesador capaz de formular la información y los datos adicionales.

8. El sistema de manejo según la Reivindicación 1, en donde el conducto es equipado con un filtro.

9. El sistema de manejo según la Reivindicación 1, en donde la cámara se coloca bajo tierra.

10. Un método de control de irrigación basado en las mediciones de la solución de agua que rodea las raíces de la planta, el método consta de: aspirar la solución de agua; transferir la solución de agua a una cámara; proporcionar por lo menos un sensor en la cámara; medir en línea utilizando el por lo menos un sensor; deducir los datos indicadores del nivel de oxígeno en la solución de agua; controlar el sistema de irrigación con base en los datos indicadores del nivel de oxígeno.

11. El método según la Reivindicación 10, en donde deducir los datos comprende además los datos indicadores de la disponibilidad de oxígeno para la raíz de la planta.

12. El método según la Reivindicación 10, en donde el por lo menos un sensor consta de un sensor de nivel de oxígeno, un sensor de conductividad eléctrica, sensor de temperatura y sensor de pH.

13. El método según la Reivindicación 10, que además consta de enterrar la cámara bajo tierra en los alrededores de las raíces de la planta.

14. El método según la Reivindicación 10, en donde la solución de agua es regresada a los alrededores de las raíces de la planta después de que se realiza la medición.

15. El método según la Reivindicación 10, en donde los datos se procesan dentro de un procesador que recibe las mediciones del por lo menos un sensor.

16. El método según la Reivindicación 15, en donde los datos se entregan al procesador de manera cableada o inalámbrica .