PROCEDIMIENTO Y SISTEMA DE RIEGO.

Un sistema de riego que comprende un sistema (82, 112, 122, 130,

150) de tubería de bucle cerrado, al menos una parte del cual es una sección (84, 152) de condensación que se extiende sobre o bajo adyacentemente la superficie del suelo, y al menos otra parte del cual es una sección (90, 116, 124) de captación de frío espaciada verticalmente de la anterior en una dirección de la profundidad y que está adaptada para estar enterrada bajo el suelo en una zona del terreno fría para operación de dicho sistema de riego; conteniendo dicha tubería (82, 112, 122, 130, 150) de bucle cerrado un líquido que es impulsado por un sistema de circulación acoplado a lo largo del sistema (82, 102, 112, 130, 150) de tubería con lo que dicho líquido es enfriado por un intercambiador de calor situado en la zona del terreno fría durante la operación y, seguidamente, fluye por la sección (84, 152) de condensación donde la humedad de la proximidad es extraída por condensación sobre dicha sección (84, 152) de condensación, rápidamente disponible para consumo por cultivos agrícolas

Procedimiento y sistema de riego.

Campo de la invención

La presente invención pertenece generalmente al campo del riego y más específicamente se refiere a un procedimiento y un sistema de riego por condensación.

Antecedentes de la invención

Siempre hay demanda de riego con agua dulce y se producen problemas peculiares en áreas de países remotos que carecen de suficientes recursos de agua dulce y donde el suministro de agua por tubos es costoso debido a grandes distancias que requieren tubos sustancialmente largos y suministro de energía para estaciones de bombeo, etc.

A estos fines, se proponen varias soluciones, tales como destilación de agua del mar, captación de agua de lluvia, explotación de acuíferos subterráneos, etc. Sin embargo, estos procedimientos de suministro agua de riego tienen una o más deficiencias, tales suministro agua de escasa calidad no adecuada para agricultura, altos costos y bajo rendimiento, alto desgaste de los equipos, dependencia de la precipitación, etc.

Otras disposiciones proporcionan recuperación de humedad proveniente de masas de aire, típicamente por diversos procedimientos de condensación. Estas disposiciones son por lo general de alto costo y de rendimiento cuestionable. Algunos ejemplos particulares proporcionan soluciones limitadas adyacentemente a zonas costeras donde agua de mar profunda a temperaturas significativamente bajas puede ser bombeada para recuperar agua dulce por condensación.

Algunas de las patentes de la técnica anterior referentes a la recuperación de agua dulce a partir de la humedad en el aire son las siguientes patentes de los Estados Unidos de America: 661,944, 3,498,077, 3,675,442 y 4,459,177.

Las patentes de los Estados Unidos de America Números 1,442,367, 3,890,740, 4,577,435 y 6,148,559 se refieren, todas, a procedimientos y aparatos de control de pregerminación que logran dicho control regulando la temperatura del cultivo agrícola.

El documento US 4315599 revela un procedimiento y un aparato para humedecer vegetación automáticamente con lo que la necesidad de agua de la vegetación se monitoriza constantemente, y el vapor de agua se condensa a voluntad fuera de la atmósfera sobre un miembro de condensación que se refrigera por medio de una unidad de refrigeración que funciona eléctricamente. Por el contrario, la presente invención propone un sistema de riego para reposición de agua en el suelo o en el aire por condensación sobre tubos enterrados en el suelo a una profundidad concordante con la profundidad de las raíces del cultivo agrícola o tendidos sobre el suelo. La expresión "superficie del suelo adyacente" se utilizará para indicar el tendido de un sistema de tubería bien sobre la superficie del suelo o bajo tierra o ambos.

Un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar una disposición de riego para recuperar agua a partir de humedad contenida en la tierra o aire por condensación sobre tubos enterrados en la tierra a una profundidad que corresponde a profundidades de raíces de desarrollos agrícolas o tendidos sobre el terreno. El termino "superficie de terreno adyacente" se utilizará para indicar el tendido de un sistema de tubería ya sea sobre la superficie del terreno o debajo de la superficie del terreno, tanto sobre la superficie del terreno como debajo de la superficie del terreno, según se indicó antes.

El término "subterráneo" se utiliza para indicar que la tubería es recibida dentro de cualquier medio adecuado para desarrollo agrícola, en el que las tuberías son recibidas dentro de dichos medios. En el caso de una capa de tierra artificial, este termino se puede entender también como "enterrado," dependiendo del contexto. En la especificación y las reivindicaciones, los términos terreno y tierra son utilizados en forma intercambiable para indicar los medios de cultivo.

Sumario de la invención

La presente invención resuelve el problema antes mencionado presentando un sistema y un procedimiento de riego de acuerdo con las reivindicaciones 1, 11, así como 20.

De acuerdo a un aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de riego que comprende un sistema de enfriamiento energizado para enfriar un líquido a una temperatura por debajo de la temperatura del terreno, una tubería en bucle cerrado situada al menos parcialmente sobre o debajo de la superficie del terreno como se describirá en la página 4, línea 11 más detalladamente, y un sistema energizado de circulación de líquido para hacer circular el líquido a través del sistema, con lo que la impulsión del líquido enfriado a través de la tubería extrae humedad del entorno (aire y tierra) por condensación sobre la tubería, para consumo en cultivos agrícolas en la proximidad de la tubería. En una realización de la invención, partes sustanciales de la tubería pueden estar tendidas sobre el terreno.

El termino "bucle cerrado" indica un sistema en el que no hay sustancialmente perdida de líquido al entorno.

A fin de aumentar el rendimiento térmico general, uno o más componentes del sistema se entierran bajo el terreno para reducir pérdida de calor durante horas de calor del día. En algunos casos, puede ser ventajoso proporcionar sistemas de enfriamiento adicionales para aumentar el rendimiento del sistema.

Típicamente, el sistema de enfriamiento incluye disposiciones de intercambio de calor para enfriar el líquido.

El sistema puede ser un denominado sistema de riego autónomo, o se puede usar con un sistema coexistente junto con un sistema riego convencional, donde cada uno de los sistemas se puede usar a voluntad.

La disposición de circulación de líquido y el sistema de enfriamiento pueden ser energizada por medio de una diversidad de fuentes de energía tales como, suministro de energía solar, de energía eólica, energía eléctrica (suministro de la res, generadores, etc.), energía hidráulica, energía de biomasa y fuente de agua fría natural.

Con el fin de incrementar la cantidad de líquido recuperado por condensación, la tubería puede ser inerte con área en sección incrementada en comparación con un tubo que tenga una sección transversal circular. Esto es posible formando la tubería con surcos o con la superficie con funda estriada, lo que incrementa la superficie efectiva de la tubería que está en contacto con el terreno.

Típicamente, se instala un sistema de control que mantiene un ?T sustancialmente constante, regulando la temperatura del líquido, en el que:

? T = T_g - T_f

donde:

T_g = temperatura del terreno medida en la proximidad de la tubería;

T_f = temperatura del líquido que pasa a través de la tubería, y donde

T_f> 0.

El sistema de control se utiliza también para regular parámetros de flujo y patrones operativos del sistema de riego que detectan, por ejemplo, la humedad del suelo o del aire ambiente a diferentes horas del día a fin de recuperar la máxima condensación de líquido, horas del día determinantes durante las que los líquidos del sistema están a su temperatura mínima, etc.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se provee un procedimiento para riego subterráneo de acuerdo con el cual un líquido es impulsado a una temperatura inferior a la temperatura del terreno, a través de un sistema de tubería cerrado adaptado para ser enterrado bajo la superficie del terreno, condensándose así líquido sobre la funda de la tubería para consumo por cultivos agrícolas en la proximidad de la tubería.

De acuerdo con el procedimiento de riego de la invención, la tubería está conectada a un depósito de líquido y a una disposición de circulación.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, el sistema de riego comprende un sistema de riego que comprende un sistema de tubería de bucle cerrado del que, al menos una parte es una sección de condensación que se extiende sobre o es adyacentemente bajo la superficie del terreno, y al menos otra parte del cual es una sección captadora de frío adaptada para estar enterrada bajo el terreno en una zona de terreno fría; conteniendo dicha tubería de bucle cerrado un líquido que es propulsado por un sistema de circulación adecuado a lo largo del sistema de tubería; con lo que dicho líquido es enfriado intercambiando calor en la zona de terreno...

1. Un sistema de riego que comprende un sistema (82, 112, 122, 130, 150) de tubería de bucle cerrado, al menos una parte del cual es una sección (84, 152) de condensación que se extiende sobre o bajo adyacentemente la superficie del suelo, y al menos otra parte del cual es una sección (90, 116, 124) de captación de frío espaciada verticalmente de la anterior en una dirección de la profundidad y que está adaptada para estar enterrada bajo el suelo en una zona del terreno fría para operación de dicho sistema de riego; conteniendo dicha tubería (82, 112, 122, 130, 150) de bucle cerrado un líquido que es impulsado por un sistema de circulación acoplado a lo largo del sistema (82, 102, 112, 130, 150) de tubería con lo que dicho líquido es enfriado por un intercambiador de calor situado en la zona del terreno fría durante la operación y, seguidamente, fluye por la sección (84, 152) de condensación donde la humedad de la proximidad es extraída por condensación sobre dicha sección (84, 152) de condensación, rápidamente disponible para consumo por cultivos agrícolas.

2. Un sistema de riego de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la sección (90, 116, 124) captadora de frío está enterrada al menos a 3 metros bajo la superficie del terreno.

3. Un sistema de riego de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la sección (90, 116, 124) está adaptada para estar enterrada en o bajo una profundidad a la que el gradiente de cambio de temperatura es sustancialmente constante.

4. Un sistema de riego de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el líquido comprende un agente anticongelante para, de esta manera, disminuir su punto de congelación.

5. Un sistema de riego de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sistema (81) de tubería comprende varias secciones (84, 152) de condensación y varias secciones (90, 116, 124) captadoras de frío; estando dispuestas dichas secciones (90, 116, 124) captadoras de frío a profundidades cambiantes para así minimizar el efecto de transferencia de calor entre secciones contiguas.

6. Un sistema de riego de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la sección (90, 116; 124) captadora de frío comprende un preparativo (126) de intercambio de calor para incrementar la velocidad del intercambio de calor en comparación con una tubería que tenga una sección transversal circular.

7. Un sistema de riego de acuerdo con la reivindicación 1, en el que varios sistemas (82, 112, 122, 130, 150) están conectados por medio de un sistema de válvulas de control del flujo a un sistema de circulación central.

8. Un sistema de riego de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un sistema (102, 102', 132) de control para la activación del sistema de circulación central solamente cuando la temperatura de a zona del terreno fría es inferior a un valor de la temperatura predeterminado en la proximidad de la sección de condensación.

9. Un sistema de riego de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el sistema (102, 102', 132) de control comprende un controlador asociado con el sistema de circulación, un sistema de detección de la temperatura del terreno para detectar la temperatura en la sección (90, 116, 124) captadora de frío y un sistema detección de la temperatura ambiental para detectar la temperatura en la sección (84, 152) de condensación; generando dichos sistemas de detección señales de temperatura concordantes que son tratadas por el controlador para generar una señal de activación de la sección (84, 152) de condensación, siempre que la zona del terreno fría esté a una temperatura inferior a un valor de temperatura inferior a un valor de temperatura predeterminado en la proximidad de la sección (84, 152) de condensación.

10. Un sistema de riego de acuerdo con la reivindicación 9, en el que los sistemas de detección de temperatura miden cualquiera de entre la temperatura del líquido y, la temperatura en su proximidad, o ambas.

11. Un procedimiento de riego, por el cual un líquido es impulsado a través de un sistema (82, 112, 122, 130, 150) de tubería de bucle cerrado que comprende al menos una sección (84, 152) de condensación sobre o bajo adyacentemente la superficie del suelo, y al menos una sección (90, 116, 124) captadora de frío adaptada para estar enterrada bajo el terreno en una zona del terreno fría; siendo enfriado dicho líquido en la sección (90, 116, 124) captadora de frío, por lo que la humedad se condensa sobre la funda de la sección (84, 152) de condensación disponible rápidamente para consumo de cultivos agrícolas.

12. Un sistema de riego de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha sección (90, 116, 124) captadora de frío se extiende hacia el interior de un depósito (160) de agua subterráneo adaptado para estar enterrado en una zona del terreno fría y dicho sistema (82, 112, 122, 130, 150) de tubería comprende una sección (162) de retorno que se extiende desde dicha sección (84, 152) de condensación hasta el depósito (160); con lo que el agua de dicho depósito (160) es bombeada e impulsada a través de dicha sección (84, 152) de condensación por un sistema de circulación adaptado a lo largo del sistema (82, 112, 122, 130, 150) de tubería, siendo devuelta seguidamente dicha agua al depósito (160) por una sección (162) de retorno; por la cual la humedad de la proximidad es extraída por condensación sobre la sección (84, 152) de condensación, rápidamente disponible para consumo por cultivos agrícolas.

13. Un sistema de riego de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la sección (84, 152) de condensación tiene al menos una parte ondulante sobre un plano sustancialmente vertical.

14. Un sistema de riego de acuerdo con la reivindicación 13, en el que las partes inferiores de la parte ondulante se extienden bajo el terreno, mientras que las partes superiores de la misma se extienden sobre o bajo la superficie del terreno.

15. Un sistema de riego de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende varios segmentos de tubo que se extienden sobre o encina de la superficie del terreno otros varios segmentos de tubo que se extienden enterrados bajo el suelo.

16. Un procedimiento de riego de acuerdo con la reivindicación 11, en el que la sección (84, 152) de condensación tiene al menos una parte ondulante sobre un plano sustancialmente vertical.

17. Un procedimiento de riego de acuerdo con la reivindicación 16, en el que las partes inferiores de la parte ondulante se extienden bajo el terreno, mientras que las partes superiores de la misma se extienden sobre o encima de la superficie del terreno.

18. Un procedimiento de riego de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el sistema comprende varios segmentos de tubo que se extienden sobre o encima de la superficie del terreno y otros varios segmentos de tubo enterrados en el terreno.

19. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha sección (84, 152) de condensación está situada bajo la superficie del terreno a un nivel concordante con el nivel de las raíces del cultivo agrícola.

20. Un procedimiento de prevención o reducción de daños a cultivos agrícolas que comprende: