Dosificación de Fertilizantes con Válvulas de Accionamiento Eléctrico

Las válvulas accionadas eléctricamente para la dosificación de fertilizantes ofrecen un control preciso sobre la entrega de nutrientes vitales a los cultivos. Un sistema de dosificación de fertilizantes puede controlar la cantidad de fertilizante aplicado en los campos, mejorando el crecimiento de las plantas y minimizando el desperdicio y el impacto ambiental. Sin embargo, se presentan desafíos debido a la naturaleza corrosiva de los fertilizantes y al desgaste de las válvulas. Además, existen varias válvulas adecuadas para la dosificación de fertilizantes, lo que subraya la importancia de seleccionar la válvula y el material de la válvula adecuados para garantizar durabilidad, funcionalidad y rentabilidad en aplicaciones agrícolas.

Índice

• Fertilizantes y corrosión
• Materiales de las válvulas eléctricas
• Válvulas de accionamiento eléctrico utilizadas para la dosificación de fertilizantes
• Materiales de sellado

Fertilizantes y corrosión

El equipo de fertilización a menudo enfrenta desafíos de corrosión debido a las propiedades de los fertilizantes. Estas sustancias a menudo reaccionan con metales, lo que lleva a la formación de compuestos como amoníaco o sulfuro de hidrógeno. Las soluciones que contienen fertilizantes ácidos con cloruro, especialmente aquellos con un pH por debajo de 3.5, son altamente corrosivas. Los fertilizantes líquidos a base de nitrógeno, como nitrato de amonio y urea, reaccionan lentamente con el acero, con la velocidad de reacción aumentando en las juntas soldadas, pernos y agujeros. Por el contrario, las soluciones a base de fosfato como el fosfato de amonio son menos agresivas. Pueden crear una capa protectora de fosfato que protege el metal de una mayor reacción con soluciones a base de nitrógeno.

Incluso en condiciones de almacenamiento en seco, los fertilizantes pueden absorber humedad del aire y volverse corrosivos. Las pruebas de corrosión indican que el acero al carbono es vulnerable a los fertilizantes a base de nitrógeno. En contraste, el aluminio, el cromo y el acero inoxidable de cromo-níquel tienen resistencia. Entre estos, los aceros inoxidables de cromo-níquel destacan por su resistencia en soluciones de fertilizantes mixtos. El acero galvanizado puede proporcionar un grado de protección contra la corrosión.

Se pueden agregar inhibidores como tiourea, tiocianato de amonio y benzotiazol Z-mercapto a los fertilizantes para proteger el acero suave expuesto al nitrato de amonio o amoníaco. Los polisulfatos como el polifosfato de sodio y el fosfato de amonio dibásico se pueden utilizar para soluciones acuosas de nitrato de amonio, amonio y urea.

Materiales de las válvulas eléctricas

Los siguientes materiales son los más adecuados para contener y manipular fertilizantes, clasificados en orden de preferencia según la resistencia a la corrosión y las propiedades químicas generales:

1. Acero inoxidable 304 y 316
2. Aluminio
3. Acero al carbono
4. PVC
5. Latón

Acero inoxidable

Los aceros inoxidables, especialmente el 304 y 316, se utilizan comúnmente para manipular fertilizantes líquidos debido a su resistencia, resistencia a la corrosión, facilidad de limpieza y resistencia al desgaste. El contenido de níquel proporciona resistencia y resistencia a la corrosión, mientras que el cromo forma una fina película de óxido que protege la superficie de la corrosión. Sin embargo, las válvulas de acero inoxidable son propensas a la corrosión por tensiones.

Aluminio

El aluminio y sus aleaciones son generalmente resistentes a la corrosión, ya que forman una capa protectora de óxido en la superficie del metal. Sin embargo, ofrecen baja resistencia a los productos químicos que pueden atacar esta capa. Son susceptibles al ataque por ácidos y soluciones cáusticas, especialmente en presencia de cloruros, donde pueden presentar grietas por corrosión. Ofrecen la mejor resistencia a la corrosión en el rango de pH de 4.5 a 7.0.

Acero al carbono

El acero al carbono normalmente es adecuado para manipular amoníaco anhidro pero es susceptible a ácidos y fertilizantes ácidos. Tiene una resistencia limitada a las soluciones de fertilizantes a pesar de la disponibilidad de muchos tipos con diferentes contenidos de carbono y propiedades.

PVC

Los plásticos como el PVC son libres de corrosión y se utilizan en aplicaciones de bajo costo, lo que los hace adecuados para manipular soluciones de fertilizantes corrosivas. Sin embargo, tienen una resistencia limitada a la temperatura, presión y abrasión.

Latón

El latón ofrece una resistencia y tenacidad moderadas, pero tiene baja resistencia a la corrosión en soluciones de fertilizantes líquidos que consisten en nitrato de amonio y fosfato de amonio.

Otras aleaciones

Otras aleaciones como Monel, Hastelloy, Inconel y aleaciones de tantalio, circonio, titanio y níquel ofrecen una excelente resistencia a la corrosión, pero no se utilizan ampliamente en la manipulación de fertilizantes debido a sus costos muy altos.

Válvulas de accionamiento eléctrico utilizadas para la dosificación de fertilizantes

• Válvulas de aguja:
  • Se utilizan para la regulación precisa del flujo de fertilizantes en sistemas de riego.
  • A menudo se encuentran en configuraciones de riego por goteo para ajustar finamente la tasa de entrega de nutrientes.
  • Se emplean en tuberías de diámetro pequeño para controlar las bajas tasas de flujo necesarias para una fertilización precisa.
  • No son adecuadas para altas tasas de flujo.
  • Obtenga más información en nuestro artículo de visión general de válvulas de aguja.
• Válvulas de bola eléctricas:
  • Adecuadas para un cierre o activación rápido y confiable dentro del sistema de fertilización, asegurando la distribución oportuna de nutrientes.
  • A menudo se utilizan en sistemas a gran escala donde se requiere un control preciso del flujo de fertilizante de alto volumen.
  • El diseño robusto de una válvula de bola dosificadora permite una operación a largo plazo con un mantenimiento mínimo, lo que las convierte en una opción duradera para entornos de fertilización difíciles.
  • Para obtener más información sobre las válvulas de bola automáticas, consulte nuestra guía sobre válvulas de bola neumáticas y eléctricas.

• Válvulas de globo:
  • Sirven como válvulas de estrangulamiento para gestionar el flujo y la presión de los fertilizantes dentro del sistema.
  • Se utilizan en sistemas de fertilización más grandes donde se necesitan tasas de flujo variables.
  • Proporcionan mejores capacidades de cierre que algunos otros tipos de válvulas, lo que las hace adecuadas para detener y comenzar el flujo de fertilizantes.
  • Lea nuestro artículo de visión general de válvulas de globo para obtener más información.

• Válvulas de asiento angular:
  • Ideales para el control de encendido/apagado del flujo de fluidos a altas presiones.
  • Su diseño angular facilita el flujo de fertilizantes viscosos con una caída de presión mínima.
  • Se utilizan comúnmente donde el espacio es limitado debido a su diseño compacto y capacidad de instalación en áreas estrechas.
  • Para obtener más información, lea nuestro artículo sobre válvulas de asiento angular.

• Válvulas solenoides:
  • Las válvulas solenoides de 2 vías controlan el inicio y la parada del flujo de fertilizantes electrónicamente, lo que permite ciclos de fertilización automatizados.
  • Las válvulas solenoides de 3 vías pueden desviar el flujo entre diferentes rutas en el sistema, lo que permite horarios de fertilización más complejos y la mezcla de diferentes nutrientes.
  • Integrales en sistemas de fertilización automatizados, respondiendo a temporizadores o entradas de sensores para garantizar una aplicación precisa de nutrientes.
  • Obtenga más información en nuestro artículo de visión general de válvulas solenoides.

• Válvulas de control de presión:
  • Regulan la presión dentro del sistema de fertilización a niveles óptimos para una entrega eficiente de nutrientes.
  • Ajustan automáticamente para mantener una presión establecida, garantizando tasas de flujo consistentes y evitando daños en el sistema debido a fluctuaciones de presión.
  • Esenciales para mantener el equilibrio entre las diferentes partes del sistema de fertilización, especialmente cuando se requieren tasas de flujo y presiones variables para diferentes cultivos o etapas de crecimiento.
  • Existen varios tipos de válvulas de control de presión, obtenga más información sobre los tipos en los siguientes artículos:
  • Válvula de seguridad de presión vs. Válvula de alivio de presión
  • Reguladores de presión

Materiales de sellado

Varios sellos se utilizan en válvulas de dosificación de fertilizantes, como:

• PTFE (Politetrafluoroetileno): Comúnmente conocido como Teflón, los sellos de PTFE:
  • No son reactivos
  • Los más químicamente estables en comparación con todos los plásticos
  • Tienen excelentes propiedades de aislamiento térmico y eléctrico
• NBR (BUNA-N): Los sellos de NBR:
  • Tienen buena resistencia al agua y a los fluidos hidráulicos
  • Buena resistencia a la tracción y compresión
  • Alta resistencia al desgaste
• EPDM (Etil-Propileno): Los sellos de EPDM:
  • Ofrecen muy buena resistencia química a varios ácidos y soluciones alcalinas débiles
  • Buena resistencia al desgaste, desgarro y calor
  • Pueden soportar diversas condiciones climáticas
  • Baja resistencia a ácidos concentrados y soluciones alcalinas fuertes
• FKM: Popularmente conocidos como Viton, los sellos de FKM:
  • Son compatibles químicamente con varias soluciones concentradas
  • Adecuados para su uso en un amplio rango de temperaturas
  • Pueden utilizarse con varios ácidos minerales y soluciones salinas
  • Alta resistencia al calor