Άρδευση με αυτοπροωθούμενα συστήματα καταιονισμού

Ο αυτοκινούμενος εκτοξευτήρας υψηλής πίεσης (καρούλι) τροφοδοτείται με νερό μέσω ενός εύκαμπτου σωλήνα από πολυαιθυλένιο και κινείται από το ένα μέχρι το άλλο άκρο του χωραφιού αρδεύοντας μια λωρίδα εδάφους. Το όλο συγκρότημα αποτελείται από ένα φορείο πάνω στο οποίο βρίσκεται ο εκτοξευτήρας και από ένα άλλο φορείο που φέρει ένα τύμπανο πάνω στο οποίο τυλίγεται ο εύκαμπτος σωλήνας. Στο φορείο αυτό καταλήγει ο κύριος αγωγός μεταφοράς που φέρνει το νερό από την υδροληψία και συνδέεται με τον εύκαμπτο σωλήνα που είναι τυλιγμένος στο τύμπανο. Το τύμπανο περιστρέφεται με τη βοήθεια μηχανισμού (υδραυλική τουρμπίνα ή έμβολο). Το άλλο άκρο του σωλήνα συνδέεται με τον εκτοξευτήρα. Για να αρχίσει η άρδευση, το φορείο με το τύμπανο τοποθετείται στο πάνω άκρο του χωραφιού και το φορείο με τον εκτοξευτήρα τοποθετείται στο κάτω, ενώ ο εύκαμπτος σωλήνας είναι ξετυλιγμένος συνδέοντας τα δύο φορεία.

Με την έναρξη της άρδευσης, το τύμπανο αρχίζει να περιστρέφεται τυλίγοντας το σωλήνα, ο οποίος ταυτόχρονα τροφοδοτεί με νερό τον εκτοξευτήρα και έλκει το φορείο που τον φέρνει, επιτυγχάνοντας έτσι την άρδευση μιας λωρίδας εδάφους ανάμεσα στα όρια του χωραφιού. Μετά την άρδευση της λωρίδας αυτής, το σύστημα μετακινείται στη διπλανή και επαναλαμβάνεται η ίδια διαδικασία, μέχρι να αρδευτεί ολόκληρη η έκταση. Το πλάτος της λωρίδας που αρδεύεται κάθε φορά εξαρτάται από τη διάμετρο εκτόξευσης του νερού και την ταχύτητα του ανέμου. Ο εκτοξευτήρας μπορεί να διαγράφει ολόκληρο κύκλο ή μέρος μόνο του κύκλου, οπότε το φορείο με τον εκτοξευτήρα μετακινείται πάνω σε ξερό έδαφος.

Η επιλογή του κατάλληλου για κάθε περίπτωση συγκροτήματος εξαρτάται από τη διηθητικότητα του εδάφους, το ολικό βάθος άρδευσης, το εύρος άρδευσης, τις μηχανικές ιδιότητες του εδάφους, τα χαρακτηριστικά της καλλιέργειας, το μήκος της αρδευόμενης λωρίδας και τα πιθανά πλάτη της σε σχέση με το ολικό πλάτος του χωραφιού.

Στην άρδευση με αυτοπροωθούμενα συστήματα καταιονισμού ανήκει η υποκατηγορία της άρδευσης με ράμπα, όπου ο αυτοκινούμενος εκτοξευτήρας υψηλής πίεσης αντικαθίσταται με αυτοκινούμενη ράμπα η οποία φέρει αριθμό μικροεκτοξευτήρων. Το πλάτος της λωρίδας που αρδεύεται ταυτίζεται με το μήκος της ράμπας και ο σχεδιασμός της άρδευσης με ράμπα ακολουθεί τα βήματα του σχεδιασμού της άρδευσης με αυτοκινούμενο εκτοξευτήρα υψηλής πίεσης. Τα συστήματα άρδευσης με ράμπα ενδείκνυνται για την άρδευση ετήσιων καλλιεργειών στα αρχικά τους στάδια εξαιτίας του ότι η μεγάλη δύναμη πρόσκρουσης των σταγόνων στους αυτοκινούμενους εκτοξευτήρες υψηλής πίεσης είναι επιβλαβής στα νεαρά φυτά και στο έδαφος. Από την άλλη πλευρά όταν η καλλιέργεια αναπτυχθεί πολύ, η μετακίνηση της ράμπας είναι δύσκολη και για το λόγο αυτό τα σύγχρονα καρούλια που κυκλοφορούν στην ελληνική αγορά λειτουργούν και με αυτοκινούμενο εκτοξευτήρα και με αυτοκινούμενη ράμπα.

Ο εκτοξευτήρας ενός αυτοπροωθούμενου συστήματος χαρακτηρίζεται από τη διάμετρο και τον τύπο του ακροφυσίου, το φορτίο κάτω από το οποίο λειτουργεί και τη γωνία εκτόξευσης. Οι εκτοξευτήρες που χρησιμοποιούνται σε καρούλια είναι εφοδιασμένοι με κωνικά επιστόμια ή επιστόμια με δακτύλιους. Η δέσμη του νερού που βγαίνει από τα κωνικά επιστόμια είναι πιο συμπαγής και, για το λόγο αυτό, είναι λιγότερο επιδεκτική σε παραμόρφωση από τον άνεμο, σε αντίθεση με τη μεγαλύτερη διασπορά του νερού που συνεπάγονται τα επιστόμια με δακτυλίους τα οποία όμως λόγω του καλύτερου καταμερισμού των σταγόνων σε χαμηλές πιέσεις ενδείκνυνται για την άρδευση ευαίσθητων καλλιεργειών.

Οι εκτοξευτήρες που χρησιμοποιούνται στα περισσότερα καρούλια έχουν γωνίες εκτόξευσης που κυμαίνονται από 18^o μέχρι 32^o. Κάτω από μέσες συνθήκες, οι καταλληλότερες γωνίες εκτόξευσης κυμαίνονται μεταξύ 23^o και 25^o. Οι γωνίες αυτές δίνουν λογική ομοιομορφία καταιόνισης για μέτριους ανέμους και η πρόσκρουση των σταγόνων στα φυτά και το έδαφος δεν δημιουργεί προβλήματα. Οι εκτοξευτήρες μπορεί να διαγράφουν πλήρη κύκλο ή μέρος μόνο του κύκλου. Στη δεύτερη περίπτωση, το σύστημα μετακινείται πάνω σε ξερό έδαφος και για το λόγο αυτό πολλοί το προτιμούν, όμως ο ρυθμός εφαρμογής του νερού είναι μεγαλύτερος από ότι για πλήρη κύκλο.

Το φορείο με το τύμπανο στο οποίο τυλίγεται ο εύκαμπτος σωλήνας, όπου καταλήγει ο αγωγός μεταφοράς και όπου υπάρχει ο μηχανισμός περιστροφής και άλλα εξαρτήματα, επιλέγεται έτσι που να προσαρμόζεται στην απαιτούμενη παροχή και φορτίο και να εξασφαλίζει την απαραίτητη ενέργεια για την έλξη του σωλήνα με ταχύτητα που είναι κατάλληλη για κάθε περίπτωση. Η ταχύτητα έλξης πρέπει να είναι σταθερή, με διακύμανση μικρότερη από 10% ώστε να είναι ομοιόμορφη η κατανομή του νερού πάνω στην αρδευόμενη έκταση. Οι κυριότεροι παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα έλξης είναι η παροχή, το φορτίο, η δύναμη έλξης του σωλήνα που μεταβάλλεται ανάλογα με το μήκος και τη διάμετρό του, και ο τύπος και το ανάγλυφο του εδάφους πάνω στο οποίο σύρεται. Οι παράγοντες αυτοί κυμαίνονται ανάμεσα σε ευρία όρια, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά της προς άρδευση έκτασης και τα αρδευτικά συγκροτήματα πρέπει να έχουν την ευελιξία για την αντιμετώπιση των όποιων διακυμάνσεων.

Το πλάτος της αρδευόμενης σε κάθε διαδρομή λωρίδας είναι συνάρτηση της διαμέτρου διαβροχής που εξασφαλίζει ο εκτοξευτήρας και της ομοιομορφίας εφαρμογής του νερού, η οποία επηρεάζεται σημαντικά από την ταχύτητα και τη διεύθυνση του ανέμου, την παροχή του εκτοξευτήρα, τη γωνία εκτόξευσης, τον τύπο του ακροφυσίου και το φορτίο στον εκτοξευτήρα. Οι αρδευτικές αποδοτικότητες στα συστήματα αυτοκινούμενων εκτοξευτήρων, ανάλογα με τις επικρατούσες σε κάθε υπό άρδευση περιοχή συνθήκες, κυμαίνονται από 65% μέχρι 80%.