Dispositivi per il dosaggio dei concimi in fertirrigazione

Pompa centrifuga

Il dispositivo più semplice per il dosaggio dei concimi è però il TUBO DI VENTURI. Questo sistema sfrutta il principio secondo il quale l'improvviso passaggio dell'acqua da una sezione più piccola ad una più grande provoca una depressione che può essere utilizzata per aspirare una soluzione esterna con un altro tubicino più sottile. I vantaggi di questo strumento sono il basso costo, la facilità di montaggio, la scarsa necessità di manutenzione e il fatto di non aver bisogno di energia elettrica. Tuttavia questo dispositivo presenta un problema molto importante, che ne limita molto le possibilità d'uso: il rapporto di diluizione non è costante, ma varia a seconda della portata e della differenza di pressione della condotta. A causa di questo fatto si possono avere variazioni istantanee del pH o dell'E.C. della soluzione nutritiva. L'unico modo per evitare ciò è l'aggiunta di valvole e flussometri sul tubicino di aspirazione, con conseguente aumento dei costi.

Le Pompe meccaniche a dosaggio volumetrico hanno una pompa a stantuffo che sfrutta la pressione dell'acqua di passaggio per azionare un secondo pistoncino in un cilindro più piccolo, che aspira un determinato volume di soluzione stock, proporzionale al volume d'acqua passato attraverso lo strumento. Queste pompe possono essere montate in linea o in by-pass, cioè con una deviazione dal percorso principale. Il loro rapporto di dosaggio è piuttosto ampio (0,2/0,3 % - 2 %) e le portate di esercizio variano da 0,5 a 40 m3/h. Questi dispositivi hanno il vantaggio di non richiedere energia elettrica, sono piuttosto precisi e presentano la possibilità di variare il rapporto di dosaggio con una ghiera graduata collegata alla camera di iniezione. I difetti di questo strumento sono l'elevata usura di alcune sue parti, le difficoltà di automazione e le perdite di carico nell'impianto, causate dall'uso di parte dell'energia dell'acqua per l'aspirazione. Un particolare tipo di pompe meccaniche a dosaggio volumetrico sono le Pompe di iniezione a motore idraulico (o a turbina), con le quali non si hanno perdite di carico, ma si ha un consumo d'acqua per il funzionamento della pompa stessa.

Le Pompe elettriche a dosaggio volumetrico non sfruttano la pressione dell'acqua, ma utilizzano l'energia elettrica, i cui impulsi sono regolati da un contalitri meccanico o elettronico, che invia un segnale proporzionale al flusso idrico, dal quale dipende la velocità di pompaggio. Le pompe elettriche possono essere pompe a membrana o pompe a pistone. In entrambe le tipologie il dosaggio viene regolato da dei potenziometri che variano la velocità delle battute della membrana e di movimento del pistone in base all'intensità di corrente ricevuta. Questo sistema di dosaggio non comporta perdite di carico, può essere utilizzato con portate molto grandi, è abbastanza economico e può essere automatizzato con apposite centraline. Tuttavia ha il difetto di non essere molto preciso nel controllo dell'E.C. e del pH della soluzione finale, costringendo così gli operatori a continui monitoraggi delle soluzioni e aggiustamenti dei rapporti di diluizione delle pompe.

Le Pompe elettriche a dosaggio proporzionale funzionano come le precedenti, ma in questo caso sono comandate da una scheda elettronica che imposta la velocità di battuta delle pompe in base alla differenza tra il valore di pH, o più comunemente di E.C., impostato nel quadro di controllo e quello rilevato dai sensori in linea. Le pompe elettriche a membrana con i relativi quadri di controllo dell'E.C. sono sicuramente i dosatori più adatti per la fertirrigazione di precisione come in fuori suolo a ciclo chiuso, poiché permettono di reintegrare la soluzione nutritiva riportandola con buona precisione ai valori di pH e di E.C. desiderati. Il difetto di questi strumenti è quello di poter essere utilizzati correttamente soltanto con variazioni di portata molto ristrette e questo è impossibile in un vivaio ornamentale, dove ci sono tantissime specie diverse con esigenze idriche diverse. Si preferisce allora utilizzare un sistema a doppio controllo, sia proporzionale che volumetrico, dotato di una scheda elettronica che integra i valori letti dalle sonde con il segnale proveniente dal contalitri ad impulso. In questo modo eventuali variazioni di flusso vengono rilevate dal flussometro, che corregge in tempo reale il dosaggio delle pompe. Recentemente sono state messe in commercio anche delle schede elettroniche in grado di memorizzare le portate di ogni settore e quindi di impostare la velocità di pompaggio migliore per ciascuno di essi.

Esistono anche dei Fertirrigatori computerizzati che permettono di erogare soluzioni nutritive diverse in ciascun settore.
La loro diffusione è limitata a causa dell'elevato costo, ma la loro utilità nei grandi vivai con numerose specie diverse è enorme. Questi sistemi hanno un dispositivo di dosaggio e due sensori di controllo (uno per il pH ed uno per l'E.C.) per ciascun settore e sono controllati da un software di gestione, che controlla le caratteristiche chimiche della soluzione nutritiva di ogni settore e il corretto funzionamento dell'intero sistema e fornisce ausilio agli operatori.

Il controllo del pH e dell'EC
I sensori per il rilevamento del pH e della salinità, tramite la conducibilità elettrica EC, sono importanti in qualsiasi impianto di fertirrigazione, ma soprattutto in quelli a ciclo chiuso, dove la soluzione nutritiva, perdendo i nutrienti assorbiti dalle piante ad ogni somministrazione, deve essere opportunamente reintegrata al termine di ogni ciclo. Lo strumento adibito alla misurazione del pH si chiama pHmetro, mentre quello per il rilevamento dell'EC è il conduttivimetro. Entrambi i sensori devono essere collocati in linea abbastanza lontani dal punto di iniezione, cioè dove è ormai avvenuta completamente la miscelazione tra le soluzioni stock e l'acqua. Per facilitare tale miscelazione di solito si mette tra il punto di iniezione e le sonde anche un filtro a dischi con la funzione di diffusore. Inoltre, siccome le sonde operano con più precisione in condizioni di bassa pressione idrica, sarebbe opportuno che queste fossero poste su un by-pass (una deviazione) collegato alla linea principale.

La struttura completa di un sistema di gestione della soluzione nutritiva
In sintesi possiamo dire che un buon sistema di gestione della soluzione nutritiva nei sistemi chiusi deve essere dotato dei seguenti componenti:
- filtro principale;
- riduttore e stabilizzatore di pressione per rallentare il flusso d'acqua;
- contenitori per le due soluzioni stock e la soluzione dell'acido;
- dispositivi di dosaggio (iniettore) delle soluzioni stock in linea o in un vaso di miscelazione
- dispositivo di dosaggio dell'acido;
- filtro per aiutare il mescolamento ed eliminare eventuali precipitati;
- sonde per il monitoraggio del pH e dell'E.C.;
- programmatore e altri eventuali sistemi di automazione dell'intervento irriguo.