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Para soluciones madre de fertilizantes líquidos en un cobertizo de bombeo de fertirrigación, el caudalímetro electromagnético (magnético) es la opción estándar. Utilice electrodos de titanio con revestimiento de PTFE para fertilizantes generales, como UAN-32, KTS, CAN-17, mezclas NPK y micronutrientes quelados. Utilice electrodos de tantalio con revestimiento de PTFE para líneas que transporten ácido fosfórico o ácido sulfúrico. Ambas configuraciones admiten salida de pulsos y de 4-20 mA para la integración con controladores de dosificación o PLC.
Las soluciones madre de fertilizantes líquidos no son agua limpia. Antes de diluirse en la línea principal de riego, las concentraciones son altas, el pH puede variar desde menos de 2 (ácido fosfórico) hasta más de 11 (carbonato de potasio), y el contenido de sales es lo suficientemente agresivo como para dañar el medidor equivocado en una temporada. Es más importante lograr la composición adecuada de los materiales humectados que el rango de caudal correcto.
Este artículo explica cómo seleccionar un caudalímetro de fertilizante para líneas de almacenamiento concentradas, qué materiales especificar para los productos químicos de fertirrigación más comunes y cuándo es más conveniente un único medidor de mayor tamaño que varias unidades más pequeñas.
El detalle clave que la mayoría de los ingenieros pasan por alto es que el medidor mide la solución madre concentrada antes de la dilución, no el agua diluida en la línea principal. Un tanque de almacenamiento UAN-32 suministra una solución de nitrógeno al 32 % directamente al medidor. Este es un entorno muy diferente al de la solución de nitrógeno al 0,1 % que las plantas reciben al final de la línea de goteo.
Según los programas típicos de fertirrigación de almendros en el sur de Australia, los productos químicos que probablemente detecte un medidor de bombeo incluyen:
| Producto químico | Componentes clave | pH (concentrado) | Electrodo | Revestimiento / Juntas |
| UAN-32 (Nitrato de amonio y urea) | Urea, nitrato de amonio | 6.5 - 7.5 | Titanio | caucho duro o EPDM |
| CAN-17 (Nitrato de amonio y calcio) | Nitrato de calcio, nitrato de amonio | 5.5 - 6.5 | Titanio | caucho duro o EPDM |
| KTS (Tiosulfato de potasio) | tiosulfato de potasio | 7.0 - 8.5 | Titanio | caucho duro o EPDM |
| solución de carbonato de potasio | K2CO3 | 11 - 12 | Titanio | Revestimiento de PTFE, juntas de EPDM |
| Mezclas líquidas NPK | Urea/AN + Fosfatos + Sales de K | 4 - 9 | Titanio | Se recomienda el revestimiento de PTFE. |
| Quelato de zinc (Zn-EDTA) | EDTA de zinc | 6 - 8 | Titanio | caucho duro o EPDM |
| Solución de boro | Ácido bórico / Borato de sodio | 6 - 9 | Titanio | caucho duro o EPDM |
| Ácido fosfórico (52-85% H3PO4) | ácido ortofosfórico | < 2 | tantalio | Revestimiento de PTFE, juntas de PTFE |
| Ácido sulfúrico (para el control del pH) | H2SO4 | < 2 | tantalio | Revestimiento de PTFE, juntas de PTFE |
Electrodos de un medidor de flujo magnético
Los electrodos de titanio cubren toda la gama de fertilizantes neutros a alcalinos y mezclas de pH moderado. Son significativamente más resistentes a la corrosión que el acero inoxidable 316L en soluciones con alto contenido de sal y amonio, y el sobrecoste con respecto al acero inoxidable 316L para estos diámetros de tubería es moderado.
Se especifican electrodos de tantalio para las líneas ácidas. El tantalio ofrece una amplia resistencia tanto al ácido fosfórico como al ácido sulfúrico en concentraciones elevadas, donde el titanio se corroería. El revestimiento y los sellos de PTFE completan la configuración resistente a los ácidos. Si el mismo medidor físico debe manejar la inyección de ácido algunos días y fertilizantes neutros otros, especifique tantalio y PTFE en todo el sistema en lugar de intentar utilizar dos conjuntos de materiales en contacto con el fluido por separado.
Caudalímetro magnético para fertilizantes
Las soluciones madre de fertilizantes son conductoras. La mayoría de los fertilizantes líquidos tienen una conductividad muy superior a 50 µS/cm, que es el umbral mínimo para los caudalímetros electromagnéticos. En la práctica, los sistemas UAN-32 y KTS funcionan a varios miles de µS/cm. Los caudalímetros magnéticos son adecuados en estos casos.
No hay piezas móviles, ni caída de presión más allá del diámetro de la tubería, ni requisito de velocidad mínima de flujo relevante para estos caudales. El cuerpo del medidor es un tramo recto de tubería revestida con dos electrodos. Nada en el recorrido del flujo se desgasta ni se obstruye.
En la fertirrigación, a veces se utilizan dosificadores de turbina. Estos funcionan con líquidos limpios y de baja viscosidad, pero los cojinetes del rotor están expuestos a la solución fertilizante. Las soluciones concentradas de nitrato de amonio provocan corrosión en los cojinetes con el tiempo, y la cristalización del UAN-32 durante las noches frías puede atascar mecánicamente el rotor. Observamos este fallo con frecuencia en instalaciones australianas donde las temperaturas nocturnas descienden por debajo de los 5 °C en invierno.
Los dosificadores de engranajes ovalados manejan bien los fluidos de alta viscosidad, pero las mezclas concentradas de fertilizantes a las temperaturas de inyección típicas no son lo suficientemente viscosas como para requerir un sistema de dosificación de desplazamiento positivo. Además, los dosificadores de engranajes ovalados tienen tolerancias internas más ajustadas, lo que los hace vulnerables a las partículas presentes en la solución.
Ambas configuraciones ofrecen el mismo rendimiento total. La elección depende de cuántas líneas de inyección independientes deban supervisarse por separado.
Nueve medidores más pequeños (DN25 a DN40, 5 m³/h cada uno) proporcionan lecturas de caudal individuales para cada punto de inyección. Esto es importante si diferentes bloques o zonas reciben distintos programas de fertilización con horarios separados. Cada medidor puede enviar su propia señal de pulso a un controlador de zona.
Tres medidores de mayor capacidad (DN50 a DN65, 15 m³/h cada uno) reducen el costo de instalación, la complejidad del colector de válvulas y la cantidad de señales de salida de pulsos que se deben gestionar. Esto funciona si se pueden agrupar varios puntos de inyección en tres circuitos que ejecuten siempre el mismo programa simultáneamente.
A 5 m³/h, un medidor magnético DN25 registra aproximadamente 1,8 m/s, lo que se encuentra dentro del rango operativo. A 15 m³/h en una tubería DN50, la velocidad es de aproximadamente 2,1 m/s. Ambas configuraciones son adecuadas. Desde el punto de vista de la medición, ninguna ofrece una ventaja en cuanto a precisión.
Especificación recomendada para un medidor magnético de cobertizo de bomba de fertirrigación
| Parámetro | Fertilizantes generales (electrodo de titanio) | Ácido fosfórico/sulfúrico (electrodo de tantalio) |
| Tipo de medidor | Electromagnético | Electromagnético |
| Material del electrodo | Titanio | tantalio |
| Material de revestimiento | PTFE | PTFE |
| Focas | PTFE | PTFE |
| Señal de salida | 4-20 mA + pulso | 4-20 mA + pulso |
| Fuente de alimentación | 24 V CC o 85-265 V CA | 24 V CC o 85-265 V CA |
| Índice de protección | IP67 (caseta para bomba de exterior) | IP67 |
| Tamaño de tubería para 5 m³/h | DN25 a DN32 | DN25 a DN32 |
| Tamaño de tubería para 15 m3/h | DN50 a DN65 | DN50 a DN65 |
Una nota práctica sobre el UAN-32 en climas fríos: si las temperaturas nocturnas descienden por debajo de 5-10 °C, el cuerpo del medidor y la tubería aguas arriba pueden acumular nitrato de amonio cristalizado durante los períodos de bajo caudal o ausencia de caudal. Un sistema de calefacción en la sección del medidor, o al menos un punto de drenaje para purgar la línea después de cada inyección, evita este problema.
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