ربما يكون ضخ مياه الري أكثر ما يستهلك الطاقة في المزارع، وشكل ذلك مصدر قلقٍ كبير للمزارعين المتضررين من الزيادات المطردة في أسعار الطاقة، ومع هطول الأمطار غير المتوقع وارتفاع درجات الحرارة، أصبح الري الفعَّال الآن أمرًا بالغ الأهمية؛ لتلبية الحاجة المتزايدة لمزيد من الغذاء والألياف. كل هذه العوامل مجتمعة دفعت العديد من المزارعين إلى اعتماد تقنيات الري الجديدة، المصممة من أجل خفض استخدامهم للطاقة، ومن ثم حولوا أنظمة الري التي تعمل بقوة ضغط كبيرة إلى طرازاتٍ ذات كفاءة في استخدام الطاقة، وذلك عن طريق رشاشات تعمل بضغط منخفض ومنظمات الضغط.
كيف توفر رشاشات الضغط المنخفض الطاقة
تستخدم الأنظمة الأكثر كفاءة رشاشات تعمل بضغط منخفض، صُمِّمَت لتعمل مع قوة ضغط تتراوح بين 1 و2 بار تقريبًا (10 إلى 25 رطلاً/بوصة مربعة). تعمل هذه الرشاشات على تقليل قوة الضخ اللازمة، دون تقليل قوة التدفق بشكل كبير، لذا، تتمكن للمحاصيل من الحصول على الكميات المناسبة لها من المياه. كما تمكن المزارعين من استخدام مضخات أصغر أو تعديل حجم الدفاعات؛ لتقليل متطلبات القدرة الحصانية.
الأهم من ذلك، هو أنه يمكن لرشاشات الضغط المنخفض أن تقلل متطلبات الطاقة عن طريق زيادة كفاءة الري.
تدفع رشاشات الضغط العالي الدوارة المياه في الهواء في نمط مركَّز من التيار، ويقطع ذراع الرذاذ التيار، وينتج قطرات صغيرة لتملأ نمط الري، إلا أن الرياح تحملها بسهولة، وقد تتبخر تلك القطرات سريعًا. في المقابل، تميل الرشاشات ذات الضغط المنخفض إلى إنتاج قطرات أكبر حجمًا؛ فتكون أكثر مقاومة للرياح القوية والتبخر.
تستطيع أنظمة الضغط المنخفض المصممة جيدًا إنتاج نمط توزيع متسق بنسبة تصل إلى 95 بالمائة. ومع تقليل الفاقد من المياه، تعمل الرشاشات لفترات أقصر. تضخ بعض منتجات الضغط المنخفض، مثل رشاشات Wobbler® الماء لحظيًا بنمط ري كامل الاستدارة (360 درجة). وتكون كثافة التوزيع على التربة منخفضة جدًا، ويكون تأثيره مماثلًا لتأثير المطر الخفيف، ما يساعد على الحفاظ على كفاءة ارتشاح التربة. توزع الرشاشات الدوارة المياه في شكل تيار مركّز، الأمر الذي قد يسبب اختلالًا كبيرًا في التربة وتماسك سطحها ومعدل الجريان السطحي للمياه، وتستغرق بوجه عام من 60 إلى 120 ثانية لتغطي دائرة الري المخصصة لها.
ما مقدار التوفير المحقق
يختلف معدل التوفير في الطاقة باختلاف نظام الري المحدد، وساعات التشغيل، والتدفق، وضغط التشغيل. مع ذلك، يمكن للمزارعين أن يتوقعوا تحقيق معدل توفير في الطاقة قدره 50 في المائة تقريبًا، عند التحول إلى استخدام رشاشات الضغط المنخفض.
على سبيل المثال، فإن نظام الضغط الذي يعمل بقوة ضغط 2.8 بار (40 رطل/ بوصة مربعة) ومعدل تدفق 40 متر مكعب/ساعة، يعمل بمضخة بكفاءة 80 بالمائة لمدة 1000 ساعة سنويًا، معدل 76 سنتًا لكل كيلوواط في الساعة، نظام بهذه المواصفات من شأنه أن يُكلِّف حوالي 2602 يورو سنويًا. التحول إلى استخدام نظام يعمل بضغط قدره 0.7 بار إلى من شأنه تقليل هذه التكلفة لتصبح 650 يورو سنويًا؛ ويكون مقدار التوفير 1952 يورو.
لم يحتاج المزارعين إلى رشاشات الضغط المنخفض
لا يمكن استخدام الرشاشات المصممة لتعمل بضغوط تشغيل عالية مع الضغط المنخفض.
تُصنَّع الرشاشات لتعمل ضمن نطاق محدد من قوتي التدفق وضغط المياه. عند توفر هذه الشروط، تحافظ تلك الرشاشات على تناسق نمط التوزيع وطول نصف قطر الاندفاع وثبات حجم القطرة، أما عند استخدام الرشاشات الدوارة بقوة ضغط تتراوح بين 0.70 و1 بار فقط ينحرف نمط توزيع الرشاشات؛ ما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة، كما يؤدي ذلك أيضًا إلى توزيع المياه في شكل قطرات كبيرة جدًا؛ قد تتسبب في حدوث جريان سطحي للمياه أو انسداد التربة.
يجب أن يتأكد المزارعون من أن الرشاشات الجديدة مصممة خصيصًا لتعمل بقوة ضغط منخفضة قبل قيامهم تقليل قوة الضغط وأحجام المضخات لديهم. قد تختلف معايير الضغط المنخفض من مُصنِّعٍ إلى آخر، مع ذلك، تتفق معظم الشركات المصنعة على أن أي رشاشات تتطلب قوة ضغط تزيد عن 2 بار تقع ضمن نطاق فئات الرشاشات: من المتوسطة إلى عالية المدى.
ما الذي تقدمه لك منظمات الضغط
ضغط الماء الصحيح هو أساس اتساق التوزيع وإنتاج التدفق المناسب من خلال وحدات تنقيط تعمل على طول خط محوري. تحتاج المحاصيل إلى الكمية المناسبة من الماء في الوقت المناسب، وتساعد منظمات الضغط على تحقيق ذلك.
تنظيم الضغط عاملٌ مهمٌ للغاية في أنظمة الري التي تعمل بقوة ضغط منخفضة، حيث يمكن أن يؤثر الاختلاف البسيط في الضغط تأثيرًا كبيرًا على تناسق التوزيع. على سبيل المثال، ضغط مختلف قدره 0.14 بار (رطلان/ بوصة مربعة) مع رشاش صُمِّمَ ليعمل بقوة ضغط 0.69 بار(10 أرطال/ بوصة مربعة) يعادل اختلاف في الضغط قدره 20 بالمائة، وهو ما يغير معدل التدفق بنسبة 10 بالمائة.
توجد العديد من العوامل التي قد تسبب انحرافات في الضغط. من تلك الأسباب الأكثر شيوعًا لتذبذب الضغط: التغير في ارتفاع سطح التربة في الحقل، وفقدان قوة الضغط عبر وصلات المواسير، وتشغيل الرشاشات الطرفية، والتبديل بين التشغيل والإيقاف في مناطق الري والصمامات المختلفة. ولأن كل نظام سيكون به حتمًا بعض التذبذب في الضغط، تأتي الحاجة إلى استخدام بعض منظمات الضغط؛ للتأكد من أن نظام الري يعمل بالطريقة التي صُمِّمَ للعمل بها. تساعد منظمات الضغط في التحكم في هذا التذبذب وضمان اتساق توزيع الرشاشات، من خلال الحفاظ على ثبات الضغط الخارج.
