"DISEO DE DOS SISTEMAS DE RIEGO AUTOMATIZADOSPARA INVERNADERO RURAL"CONTENIDOLista de figurasIntroduccinObjetivoJustificacinHiptesisResumenAbstractCaptulo 1. Antecedentes generales1.1 Ubicacin de la zona de estudio1.2 Metodologa para incorporar innovaciones tecnolgicas1.3 Planteamiento del problema1.4 Cultivo hortcola sin suelo1.5 Necesidad de la automatizacinCaptulo 2. Marco conceptual2.1 Conceptos generales de hidrulica2.1.1 Caudal, presin, velocidad de un fluido y nmero de Reynolds2.2 Sistemas de tuberas2.2.1 Ecuacin de Bernoulli2.2.2 Diagrama de Moody2.2.3 Ecuacin de Darcy-Weisbach2.2.4 Prdidas secundarias2.2.5 Carga dinmica total2.2.6 Potencia de la bomba2.2.7 Tubo de Venturi2.3 Sistema agua-planta2.4 Control automtico de riegoCaptulo 3. Diseo de los dos sistemas de riego en invernadero3.1 Restricciones y metodologa de diseo3.2 Diseo del sistema de riego por goteo3.2.1 Componentes del sistema3.2.2 Procedimiento de clculo3.3 Diseo del sistema NFT3.3.1 Procedimiento de clculo3.3.2 Planos y especificacionesCaptulo 4. Un ejemplo de aplicacin4.1 Construccin e instalacin de los sistemas de riego en lacomunidad de Tamazulapam4.2 Manual de operacin4.3 Comparacin entre sistemas de riego por goteo y NFT4.4 Estudio financiero4.4.1 Eleccin del sistema ms adecuado4.5 Evaluacin tecnolgicaResultadosDiscusinConclusionesAnexosBibliografaLISTA DE FIGURASFigura 1 Ubicacin de la zona de estudioFigura 2 Modelo de innovacin tecnolgicaFigura 3 a), b). El caudal a travs de la superficie de la figura(a) es nulo. En (b), las dos componentes de la velocidadparalelas v't y vt no contribuyen al caudalFigura 4 Tubo de VenturiFigura 5 Venturi con extremos roscadosFigura 6 Circulacin del agua a travs de la plantaFigura 7. Proceso de diseo modificado de HamrockFigura 8. Sistema de carga. Elaboracin propiaFigura 9. 1)Gotero, 2)Distribuidor, 3)espagueti y 4)estaca. Elaboracin propiaFigura 10. Esquema de una instalacin de NFT. Elaboracin propiaFigura 11. Estructuracin del anlisis econmico, segn Baca-Urbina.LISTA DE FOTOGRAFASFotografa 1. Controlador electrnico.Fotografa 2. Control electrnico y elementos auxiliares.Fotografa 3. Instalacin del invernadero.Fotografa 4. Interior del invernadero despus de haber sido aplanado 81Fotografa 5 .Soportes verticalesFotografa 6. Burros para el arreglo horizontalFotografa 7. Corte de los tramos de tuboFotografa 8. Realizando las perforaciones a los tubosFotografa 9. Tubera principal de 1.Fotografa 10. Taladrado de la tubera.Fotografa 11. Corte de la manguera de 16mm.Fotografa 12. Cementando el cople.Fotografa 13. Insertando el copleFotografa 14. Insertando la manguera al tapon de 4Fotografa 15. Ensamble del arreglo de manguera con el canal de cultivoFotografa 16. Insercin de la manguera al canal para el retornoFotografa 17. Insercin de la manguera al canal de cultivo para el retornoFotografa 18. Insercin de la manguera otro canal de cultivo para el retorno de aguaFotografa 19. Taladrado de la tubera de retornoFotografa 20. Insercin de las mangueras al canal de cultivo de retornoFotografa 21. Insercin de las mangueras al canal de cultivo de retorno auxilindose del desarmadorFotografa 22. Vista del arreglo terminadoFotografa 23. Vista del arreglo de la bombaFotografa 24. Taladrando la tubera para el sistema de riego por goteoFotografa 25. Taladrando la tubera para el sistema de riego por goteoFotografa 26. Conexin de las dos bombas al control electrnicoFotografa 27. Conexin de las dos alarmasFotografa 28. Interruptores de las alarmasFotografa 29. Conexin de los flotadores junto con las de las bombas y las alarmasFotografa 30. Controlador electrnico listo para controlar nuestro sistemaFotografa 31. Ambos sistemas funcionando dentro del invernaderoFotografa 32. Mi padre Rubn con ambos sistemas funcionando dentro del invernaderoFotografa 33. Mi padre Rubn mostrando el sistema NFT con lechugas de diferentes tamaos.Fotografa 34. Su servidor mostrando el sistema NFT con lechugas producidas por el sistemaLISTA DE CUADROSCuadro 1. Informacin del sistema de riego por goteo. Elaboracin propiaCuadro 2. Costos del sistema de riego por goteo. Elaboracin propiaCuadro 3. Costos del sistema NFTCuadro 4. Caractersticas del sistema riego por goteo. Elaboracin propiaCuadro 5. Caractersticas del sistema NFT. Elaboracin propiaLISTA DE TABLASTabla 1. Balance general caso ATabla 2. Estado de resultados caso ATabla 3. Balance general caso BTabla 4. Estado de resultados caso BIntroduccinEsta tesis se desarrolla en el marco del convenio Fundacin Produce Oaxaca, A.C. y el Instituto Politcnico Nacional a travs de ESIME-UC dentro del proyecto "Innovacin tecnolgica en sistemas de produccin hortcola en invernaderos familiares rurales" y del proyecto SIP 20090389 "Tecnologa aplicada por mujeres emprendedoras a invernaderos rurales" en la regin mixteca de Oaxaca. El trabajo de campo se concentra principalmente en el municipio de Villa de Tamazulapam del Progreso, Teposcolula, Oaxaca, donde existen problemas, debido a la marginacin, bajo nivel acadmico y sobre todo dificultad para incorporar tecnologa a los procesos productivos y asistencia tcnica oportuna sobre todo en el caso de cultivos hortcolas dentro de invernadero; esto es, no es suficiente construir estructuras de metal o madera con plstico.En la regin la principal actividad es la agricultura, pero aqu radica un problema, ya que sus medios de produccin son muy rudimentarios y esto trae como consecuencia la baja produccin anual de hortalizas, debido a varios factores como: clima extremoso, tipo de suelo pobres, cantidad y calidad del agua, tcnicas de produccin.En los ltimos aos se ha intensificado la construccin de invernaderos que por lo regular las extensiones son menores a 1000 m2, adecuando a estos sistemas de riego inadecuados y no tomando en cuenta diferentes variables como son pH, humedad relativa, etc.Sin embargo, la ingeniera mecnica juega un papel importante en la agricultura ya que aplicando los conocimientos de hidrulica se pueden disear sistemas hidrulicos eficientes, y realizando una adecuacin tecnolgica a los sistemas tradicionales, reemplazndolos por nuevos, como en este caso son los sistemas NFT[1]y de riego por goteo, coadyuvarn a incrementar la produccin de hortalizas y se obtendrn diversos beneficios como son el impulsar la creacin de microempresas rurales y generacin de capital intelectual en la regin.La implementacin tanto del control automtico como de sistemas hidrulicos eficientes permitir, acrecentar y optimizar la produccin de hortalizas, cambiando el antiguo esquema de produccin, por uno ms eficiente, claro que se tendrn que tomar en cuenta factores ecolgicos, econmicos y sociales. Con el diseo de estos sistemas se pretende que los productores de la regin, adecuen las nuevas tcnicas tanto hidropnicas como tecnolgicas en sus sistemas de produccin y a la par teniendo como resultado un aumento en el ingreso econmico familiar.La tesis se desarrolla de la siguiente manera: en el captulo uno se tienen los antecedentes generales, como son diagnostico microregional, ubicacin geogrfica de la zona de estudio y planteamiento del problema; en el captulo dos se explican conceptos generales de hidrulica, sistemas de riego, sistemas de tuberas como parte del marco conceptual.Despus en el captulo tres se procede a realizar los clculos de los dos sistemas hidrulicos (riego por goteo y NFT) y posteriormente en el capitulo cuatro se muestra el diseo y construccin de ejemplo de aplicacin de ambos sistemas en un invernadero de 4m x 6m en el municipio de Villa de Tamazulapam del Progreso, as como tambin, el estudio financiero de ambos sistemas para determinar el ms factible y rentable y se evala de manera tecnolgica el proyecto siguiendo los puntos de Garca Crdoba.ObjetivoDisear dos sistemas de riego automatizados, para el ahorro de agua en la produccin hortcola dentro de un invernadero hidropnico, evaluando dos propuestas como son el de riego por goteo y NFT para elegir el sistema ms eficiente teniendo en cuenta la factibilidad y viabilidad del mismo.JustificacinDebido a la falta de adecuacin tecnolgica a las tcnicas de cultivo en comunidades rurales, el diseo de los dos sistemas de riego para invernadero, pretende reemplazar los tradicionales mtodos de riego y cultivo, por sistemas ms eficientes, como son el cultivo dentro de invernadero usando la tcnica hidropnica y sistemas hidrulicos tales como riego por goteo y NFT, es decir hacer un uso ms adecuado del agua. Esto beneficiar principalmente a las familias campesinas, grupos productivos y a las microempresas rurales que cultivan hortalizas. Se har la comparacin entre dos sistemas de riego para elegir el ms eficiente en el ahorro de agua, esto podra encajar dentro de lo que se llama la innovacin incremental, ya que se realiza una mejora en el proceso para contribuir en el aumento de la productividad y competitividad en el medio rural.Todo esto apunta hacia el ahorro de agua, ya que actualmente este ltimo est convirtindose en un recurso de gran importancia, debido a la explosin demogrfica que se da de forma geomtrica en contraste con el aumento de los alimentos que es de forma aritmtica.De esta manera se podrn aplicar parte de los conocimientos adquiridos e investigar otras tcnicas, adquirir nuevos conocimientos, aplicar nuevos mtodos. Adems estos diseos adaptarn tecnologa apropiada a los sistemas de riego para incrementar la productividad en microempresas rurales. Es importante mencionar que la adecuacin tecnolgica debe ser competitiva en comparacin con las existentes en la regin.HiptesisEl diseo e instalacin de un sistema de riego NFT conectado a un controlador electrnico todo esto justo a las medida de las necesidades, reducir el consumo de agua, energa elctrica, contaminacin de suelo y tiempo del operario dentro de un invernadero hidropnico en comunidades rurales.ResumenEn comunidades de la regin mixteca de Oaxaca se construyen invernaderos familiares que presentan serios problemas durante todo el ao, ya que hace falta tecnologa para enfrentar el clima extremoso y lograr temperaturas para el crecimiento ptimo de las plantas; considerando que es necesario producir alimentos de calidad como las hortalizas y obtener ingresos adicionales con el cultivo de flores, es urgente apoyar con nuevos mtodos y sistemas eficientes producto de la aplicacin de la ingeniera y del trabajo multidisciplinario.Por la crisis actual se destaca la actividad de las mujeres en el manejo de invernaderos rurales. El objetivo de este trabajo es disear dos sistemas de riego automatizados, para el ahorro de agua en la produccin hortcola dentro de un invernadero hidropnico, evaluando dos propuestas como son el de riego por goteo y NFT para elegir el sistema ms eficiente en cuanto al ahorro de agua teniendo en cuenta la factibilidad y viabilidad del mismo.Para la elaboracin de este proyecto se sigui la metodologa de proceso de diseo modificada de Hamrock, para los sistemas hidrulicos se hicieron los clculos correspondientes como fueron: dimetro de la tubera, potencia de la bomba, determinacin del nmero de Reynolds, diagrama de Moody y se realizaron los planos correspondientes.Por ltimo se evalu el proyecto comparando ambos sistemas el determinando el VPN, TIR teniendo como resultado la eleccin del sistema ptimo y viable mediante el estudio financiero as como tambin se aplicaron los criterios de evaluacin tecnolgica segn Garca Crdoba, dando como resultado el proyecto exitoso, con impacto educativo, tecnolgico y ecolgico y finalmente se llevo a la prctica instalndolo en la regin de estudio.AbstractIn communities of the Mixteca region of Oaxaca are built familiar greenhouses which present serious problems during all the year, due to is missing technology to face the extreme weather and get temperatures for the optimal growing of the plants, considering which is necessary to produce quality food like vegetables and get additional money with growing of flowers , is urgent to help with new methods and efficient systems, product of the application of the engineering and multidisciplinary work.Due to the current crisis is important the women activity in the rural greenhouses. The objective of this work is to design two systems of automated irrigation for saving water in vegetables production inside a hydroponic greenhouse , evaluating two systems like are dripping system and NFT to choice the most efficient system in saving water having in mind the feasibility and viability of the chosen.For the elaboration of this project were followed the methodology of the design process modified of Hamrock, for the hydraulic systems were made the calculations like, pipe diameter, pump power, determination of Reynolds number, Moodys diagram and were made the drawings.To finish was evaluated the project comparing both systems determining VPN, TIR having like a result the choice of the optimal system and viable through financial study also were applied the Garcia Cordoba technological evaluation criteria giving like a result the succeed of the project with educative, technological and ecological impact finally was taken to the practice installing it in the study region.CAPTULO 1ANTECEDENTES GENERALESEn esta parte del trabajo se presentan diversos aspectos importantes antes de llevar a cabo el proyecto tales como: ubicacin de la zona de estudio, una metodologa para incorporar innovaciones tecnolgicas en el lugar, se plantea el problema, se da un breve antecedente sobre el cultivo hortcola sin suelo y se termina mencionando la importancia de incorporar tecnologa a las tcnicas de produccin mediante controladores electrnicos.1.1 Ubicacin de la zona de estudio.La Mixteca, asentamiento del grupo del mismo nombre, constituye una regin geogrfica de ms de 40,000 km, que comprende la parte noroccidental del estado de Oaxaca y pequeas porciones de los de Puebla y Guerrero. Generalmente se consideran, dentro de la Mixteca, tres sub-regiones: la Mixteca Alta, la Baja y la de la Costa. La Alta, llamada por sus pobladores uhu sab (tierra de lluvias o pas de las nubes), es la ms extensa y con mayor poblacin indgena y abarca 38 municipios. Se sita al sur y al este de la propia Mixteca. Por razones geogrficas e histricas, algunas personas subdividen a la Mixteca Alta en un rea norte y otra sur, quedando en la primera, entre otras, Achiutla, Yucunama, Teposcolula y Tilantongo y, en la segunda, Tamazulapam, Teozacoalco y Tlaxiaco.La Mixteca Alta, zona sumamente accidentada, est formada por la conjuncin de la Sierra Madre del Sur y la Sierra Oriental o de Oaxaca a la que se denomina usualmente "Nudo Mixteco". Entre las escarpadas montaas se localizan angostos valles y profundas caadas, siendo los ms importantes de los primeros los de Nochixtln, Coixtlahuaca, Teposcolula, Juxtlahuaca y Tlaxiaco. Est cruzada por el ro Verde, el Mixteco y por algunos otros pequeos ros entre los que cabe destacar los de Nochixtln, Yanhuitln, Sinaxtla, Etlatongo y Yocodono.

1.2 Metodologa para incorporar innovaciones tecnolgicas.La metodologa para incorporar innovaciones tecnolgicas incrementales en procesos productivos rurales incluye las siguientes etapas:Primera. Iniciar un ambiente de innovacin tecnolgica microregional.Para incorporar nuevos mtodos o procesos a los tradicionales es necesario crearel ambiente adecuado para que la gente entienda que se pretende realizar.Segunda. Difundir la cultura emprendedora con responsabilidad social.Se debe impulsar a las personas de la comunidad para la creacin demicroempresas rurales tomando en cuenta su efecto en la sociedad.Tercera. Promover la cultura de calidad en el marco del desarrollo sustentable. La cultura de calidad debe ser adoptada por las personas, como una forma de vida para poder ser aplicada a sus tareas diarias, tomando en cuenta los efectos en los mbitos econmico, ecolgico y social.Figura 2. Modelo de innovacin tecnolgica. Ortiz, 2000

Cuarta. Aplicar el modelo de innovacin tecnolgica para la creacin de nuevas microempresas rurales para incorporar tecnologas a procesos rurales.Quinta.Evaluacin tecnolgica.Despus de la realizacin del proyecto, este debe ser evaluado en este caso tomaremos como base los criterios de Fernando Garca Crdoba[2]que son los siguientes:La calidad del planteamientoLas aportaciones al conocimientoLos beneficios prcticosLa eficacia y la eficienciaLas repercusiones en el medio1.3 Planteamiento del problemaEn la mixteca alta de Oaxaca se presentan varios problemas principalmente econmicos, sociales y culturales todo estos tienen como consecuencia: la migracin, desempleo, analfabetismo y la falta de sistemas de produccin hortcola eficaces.La produccin agrcola en la microrregin, se encuentra prcticamente estancada, pues casi no aumenta en calidad ni en cantidad. Todo esto se debe a que los suelos presentan limitaciones ya que en su mayora son demasiados montaosos y muy delgados como producto de la erosin y escasez de agua en la regin. Adems la mayora de la superficie de cultivo es de temporal, por otra parte existen tambin graves problemas que limitan la productividad como son: salinidad, grandes prdidas de agua por conduccin, mal uso en el agua en canales.Otro fenmeno es que las tierras solo son propiedad de un pequeo grupo, ocasionando subocupacin y desocupacin, generando pobreza y otros conflictos sociales como: marginacin, migracin a las grandes ciudades, migracin a las regiones agrcolas ms desarrolladas y bracerismo, todo esto trae como consecuencia que los mtodos de cultivo sean muy rudimentarios e ineficientes. Actualmente los agricultores han iniciado a incorporar nuevas mtodos de cultivo, y uno de ellos es el cultivo dentro de invernadero, pero pareciera que en lugar de mejorar la situacin de empeora debido a que no existe la debida capacitacin y disponibilidad de la gente, ya que la construccin de los sistemas de riego se hace de manera emprica, se hace mal uso del agua y no se controlan las diferentes variables como temperatura, humedad, pH, etc. Debido a que todos estos procesos no estn automatizados la gente se ve obligada a estar largos periodos en el invernadero.El nivel cultural de la gente es una de las barreras ms fuertes que existen cuando se trata de introducir nuevos sistemas, mtodos o tcnicas a las que suelen utilizar debido a que la manera en que resuelven sus problemas los han convertido en gente prctica y el trabajo se hace de manera rutinaria, es decir no atienden el aspecto de anlisis, discusin, por ejemplo ellos instalan una bomba de forma emprica tomando como base alguna otra persona que haya instalado una en sus invernaderos.La experiencia de la gente es muy importante en lo que respecta al manejo de la planta y las plagas debido a que da con da enfrentan problemas diferentes y ellos buscan soluciones hasta salir exitosos.Por otra parte en las escuelas de ingeniera se realizan trabajos que no parten de un problema real o una necesidad y se pierde un gran potencial ya que todos los trabajos deberan tener una orientacin hacia la resolucin de problemas existentes en comunidades marginadas o en la industria, todo esto traera grandes beneficios debido a que nuestra escuela tiene orientacin social y ha ayudado al desarrollo tecnolgico del pas, ya que ltimamente se ha perdido la confianza tanto del sector social como del industrial en las instituciones educativas ya que han comprobado que en la escuela se realizan trabajos sencillos en un tiempo prolongado.1.4 Cultivo hortcola sin sueloLa historia de los cultivos sin suelos ha estado, en la actualidad est y probablemente estar ligada inevitablemente a los grandes descubrimientos de los secretos fisiolgicos de las plantas. (Urrestarazu, 2000)En Inglaterra Woodward en 1699 fue el primer autor que hizo crecer plantas en diversos recipientes en medio lquido al que haba aadido diferentes cantidades de suelo. El siguiente paso fue evitar el adicionar una cierta cantidad de suelo, as como fue el qumico alemn Sachs en 1860 empez, junto a otros contemporneos como Knop, a desarrollar el cultivo en solucin nutritiva, la llamada "nutriculture". Trascurrieron varias dcadas hasta que W.F. Gericke[3], del departamento de nutricin vegetal de la Universidad de California, en los aos 1929 y siguientes transfiri toda la tecnologa desarrollada en laboratorio a fines comerciales. (Urrestarazu, 2000).Es con el trabajo de Gericke que surge el trmino hidroponia. (Snchez y Escalante, 1988). Desde entonces los cultivos sin suelo han experimentado un gran avance en todo el mundo fundamentalmente ligado al desarrollo de los plsticos en la agricultura (Resh, 1992).Importancia de la hidroponiaCabe mencionar que actualmente nos encontramos en una etapa difcil en la cual se cumple reiteradamente la teora de Malthus, la cual explica que el crecimiento de la poblacin se dara en forma geomtrica mientras que el de los alimentos sera de manera aritmtica. Esto quiere decir que la demanda sobrepasa la oferta.Aqu en este punto la hidroponia es donde juega un papel trascendental ya que esta tcnica permite aumentar la produccin de alimentos en forma considerable, pero sera importante definir el trmino en cuestin, ya que existen controversias en cuanto el significado etimolgico y prctico ya que etimolgicamente el trmino hidroponia deriva de los vocablos griegos "hydro" que significan agua, y "ponos", equivalente a trabajo o actividad. Literalmente de traduce como "trabajo del agua" o "actividad del agua.Pero ya puesta en prctica la tcnica hidropnica, podremos notar que siempre ser una mezcla entre agua y nutrientes los cuales sern bombeados y llevados a la planta ya sea dentro de un sistema abierto o cerrado.Por eso Snchez y Escalante (1988) lo definen como un sistema de produccin en el que las races de las plantas se riegan con una mezcla de elementos nutrientes esenciales disueltos en agua y en el que, en vez de suelo, se utiliza como sustrato un material inerte, o simplemente la misma solucin.Como todo sistema, la hidroponia va tener sus bondades dentro de las cuales Snchez y Escalante (1988) mencionan a los siguientes como principales ventajas de este sistema: balance ideal de aire, agua y nutrientes; humedad uniforme; excelente drenaje; permite mayor densidad de poblacin; se puede corregir fcil y rpidamente la deficiencia o exceso de algn elemento; se puede tener un perfecto control del pH; no se depende tanto de los fenmenos meteorolgicos; se logra una mayor calidad del producto; se logra mayor precocidad en los cultivos; se pueden producir varias cosechas al ao; se puede utilizar agua con alto contenido de sales; se tiene mayor limpieza e higiene de los productos; posibilidad de utilizar materiales nativos o de desecho. Por otra parte, Velasco y Nieto (2006) mencionan las siguientes desventajas: Inversin inicial alta: La construccin de invernaderos representa una inversin relativamente alta.Alto nivel de especializacin y capacitacin: El cultivo y manejo de las plantas dependen del hombre por ello es necesario una capacitacin apropiada. Altos costos de produccin: Los gastos de operacin y algunos costos de insumos, como semillas y fertilizantes, son ms altos que los mismos productos utilizados a campo abierto en la misma superficie.Condiciones ptimas para el ataque de agentes patgenos: Los invernaderos tambin proporcionan las condiciones ideales para la proliferacin de enfermedades y desarrollo de plagas.1.5 Necesidad de la automatizacinActualmente nos encontramos en una era la cual la automatizacin est jugando un papel trascendental en la competitividad de las empresas, ya que est permitiendo agilizar procesos hacindolos ms eficientes mediante sistemas automticos.El rubro en los cuales ha entrado la automatizacin con ms fuerza han sido la industria automotriz, metal-mecnica, manufacturera, pero en el sector agrcola no se ha hecho presente con la misma fuerza que en las anteriores, ya que todava en pases como Mxico los mtodos de cultivo en su mayora continan siendo muy rudimentarios, en lo particular en el estado de Oaxaca, el gobierno ha creado diversos programas para la construccin de invernaderos, por lo que respecta a la mixteca, se estn instalando gran cantidad de invernaderos pero sin tomar en cuenta diversas factores como son clima, topografa que son factores importantes para la instalacin de los mismos.Por lo que es necesario disear nuevos sistemas hidrulicos ms seguros y eficientes orientados al ahorro de agua, actuando con responsabilidad social; cuidando el medio ambiente el agua, la energa, el trabajo, liberar tiempo al trabajador.La mayora de los invernaderos no tienen un control automtico para las diferentes variables a controlar en la produccin hortcola protegida.CAPITULO 2MARCO CONCEPTUALEn esta parte de la tesis se introducen conceptos fundamentales de hidrulica como son el principio del venturi y su aplicacin en la inyeccin de agroqumicos as como tambin el sistema agua planta y se finaliza con la importancia del control electrnico para controlar los sistemas hidrulicos.2.1 Conceptos generales de hidrulicaCaudalCaudal Q es el volumen de fluido por unidad de tiempo que pasa a travs de una seccin transversal a la corriente. As por ejemplo en una tubera de agua los litros por hora que circulan a travs de un plano transversal a la tubera.Ecuacin de dimensiones: [ Q ] = [ L ]3[ T ]-11Q = 1 m3/ s SISi la velocidad de la corriente v es paralela a la superficie A vertical como en la fig. a o tambin inclinada, pero paralela a la superficie, el caudal que la atraviesa es nulo. Si la velocidad v tiene cualquier otra direccin fig. b, descomponiendo v segn tres ejes, dos paralelos a la superficie y el tercero normal a la misma, solo la componente normal vnproduce caudal. ^

Si la superficie a travs de la cual se calcula el caudal es finita es evidente que la direccin de la velocidad puede variar de un punto a otro de la misma, y, adems la superficie puede no ser plana. Llamando dA al elemento infinitesimal de rea, siendo cnla componente de la velocidad normal a ese elemento se tendr:

Si v es la velocidad media normal a la seccin A, de la ecuacin anterior se deduce:Q = vAPresin de un fluidoLa presin de un fluido se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y actan normalmente a cualquier superficie plana. En el mismo plano horizontal, el valor de la presin en un lquido es igual en cualquier punto. Las medidas de presin se realizan con los manmetros, que pueden ser de diversas formas. De no advertir lo contrario, a travs de todo el libro las presiones sern las presiones relativas o manomtricas. Las presiones manomtricas representa el valor de la presin con relacin a la presin atmosfrica.VelocidadEs la rapidez promedio de las partculas de un fluido al pasar por un punto determinado o la distancia promedio que viajan las partculas por unidad de tiempo. Se mide en pies sobre segundo (ft/s), metros sobre segundo (m/s).Nmero de ReynoldsEl nmero de Reynolds es el parmetro adimensional de semejanza en los problemas con predominio de la viscosidad. Tambin el nmero de Reynolds cociente de una fuerza de inercia por una fuerza de viscosidad mide el influjo relativo de esta ltima: un nmero de Reynolds grande implica un influjo de la viscosidad pequeo y viceversa. Jugando en los fenmenos de resistencia un papel decisivo en que la corriente sea laminar o turbulenta, tambin jugara un papel decisivo el nmero de Reynolds, con nmeros de Reynolds pequeos la corriente es laminar; con nmeros de Reynolds grandes la corriente es turbulenta. Reynolds, fsico ingles de finales del siglo pasado, llevo a cabo una serie de experimentos con el sencillo aparato, un tubo de cristal con su boca abocinada termina en una vlvula.En el tubo entra agua desde un recipiente en reposo a una velocidad controlada por dicha vlvula. El pequeo depsito contiene un colorante fuerte, por ejemplo anilina, que se inyecta a la entrada del tubo de vidrio por un tubito terminado en una boquilla. El nmero de Reynolds en la corriente del tubo de vidrio.

Donde: D --- Dimetro de la tubera, que en este caso permanece constante v --- Viscosidad cinemtica del agua, tambin constanteAumenta de una manera continua al abrir la vlvula; en efecto, al abrir entoncesaumenta el caudal y con el aumenta u, y por lo tanto el numero de Reynolds.Se abre poco a poco la vlvula y se observa la corriente: Al principio de hilo de corriente visible por el colorante es prcticamente una lnea recta: corriente laminar Luego, con la vlvula suficientemente abierta se empiezan a formar remolinos aguas abajo junto a la vlvula, mezclndose all el colorante con el agua: comienzo de turbulencia Finalmente los remolinos se propagan por todo el tubo, intensificndose la mezcla del colorante y quedando todo el tubo coloreado: corrienteReynolds observ: Cuando el nmero de Reynolds, Re> 12.000 la corriente era necesariamente turbulenta: 12.000 sera el nmero crtico de Reynolds superior; pero tomando precauciones delicadas de laboratorio (eliminacin de transmisibilidad de vibraciones al aparato) posteriormente se ha conseguido corriente laminar con nmero Re= 40.000. No es posible probar la imposibilidad de conseguir corriente laminar con nmeros de Reynolds an ms elevados. El nmero crtico de Reynolds superior es, pues, indeterminado. Cuando el nmero de Reynolds Re < 2.000 la corriente era necesariamente laminar. Es decir, si se produca alguna perturbacin la turbulencia inicial quedaba en seguida amortiguada por la viscosidad y no se desarrollaba jams un flujo turbulento: Re = 2.000 es el nmero crtico inferior de Reynolds. En la prctica siempre existen perturbaciones que hacen que por encima de este nmero la corriente difcilmente es ya totalmente laminar.El experimento se puede repetir con otros fluidos: aceite, alcohol, etc. (v variable) y con diversos dimetros de tubera (D variable): Reynolds experiment con tuberas de diversos dimetros. Todo lo cual demuestra que no es un cierto valor de la viscosidad v o de la viscosidad u lo que condiciona el trnsito de rgimen laminar a turbulento, sino un cierto valor de la relacin u D/v=Re. Para un determinado dimetro de tubera la velocidad que hace crtico el nmero de Reynolds se llama velocidad crtica. En los conductos de agua industriales la velocidad media es superior a la velocidad crtica y el rgimen de corriente suele ser siempre turbulento. Este rgimen laminar. Este ltimo se produce, por ejemplo, en las tuberas de engrase a presin.Es lgico que en la capa limite turbulenta se forme una subcapa laminar porque la velocidad del fluido en contacto con el contorno es 0, y por lo tanto el numero de Reynolds crece desde 0 formando dicha subcapa laminar, all donde Re es todava suficientemente pequeo.2.2 Sistema de tuberas.2.2.1 Ecuacin de BernoulliEn un fluido real la viscosidad origina un rozamiento tanto del fluido con el contorno (tubera, canal, etc.) cuanto de las partculas de fluido entre si. Naturalmente se sigue cumpliendo el principio de la conservacin de la energa o primer principio de la termodinmica.Es decir, adems de las tres clases de energa aparece la energa de friccin, que segn la termodinmica no es una energa distinta. La friccin provoca tan solo una variacin del estado trmico del fluido. En el fluido real:du * 0(Aunque si seguimos suponiendo que el fluido se comporta como incompresible p dv=0) y dQ 0, con aumento de la temperatura del fluido y/o del medio exterior. Esta friccin en la mecnica de fluidos incompresibles no es aprovechable y solo en este sentido llamaremos energa perdida, o bien expresada en forma de altura, altura perdida Hr1-2.La energa en el punto 1 (o suma de la energa de posicin, de presin y cintica en el punto1) - la energa perdida entre el punto 1 y 2 por razonamiento = energa en el punto 2 (o suma de energa de posicin, de presin y cintica en el punto 2 ), o sea:

Ecuacin de Bernoulli con prdidas

Por tanto:

La energa del fluido en el punto 1 - la energa perdida entre el punto 1 y el punto 2 + la energa suministrada al fluido por las bombas que haya entre el punto 1 y el punto 2 - la energa cedida por el fluidos las turbinas o motores que haya entre el punto 1 y el punto 2, ha de ser igual a la energa en el punto 2. En hidrulica se prefiere, expresar todas estas energas en forma de alturas equivalentes (dividiendo todos los trminos por g). Expresando el prrafo anterior mediante una ecuacin se tiene la:Si no hay prdidas (fluido ideal) no cesin (turbina) de energa, la altura (energa) total de la corriente permanece constante:H = C (constante de Bernoulli)2.2.2Diagrama de Moody.El diagrama est construido en papel doblemente logartmico; es la representacin grafica de dos ecuaciones:La ecuacin de Poiseuille. Esta ecuacin en papel logartmico en una recta. La prolongacin dibujada a trazos es la zona crtica. En esa zona solo se utilizara la recta de Poiseuille si consta que la corriente sigue siendo puramente laminar. De lo contrario X puede caer en cualquier punto (segn el valor de Re) de la zona sombreada. (La zona crtica es una zona de incertidumbre). La ecuacin de Colebrook-White. En esta ecuacin X = f (Re, k/D). O sea X es funcin de dos variables. Dicha funcin se representa en el diagrama de Moody por una familia de curvas, una para cada valore del parmetro k /D. estas curvas para nmeros bajos de Reynolds coinciden con la ecuacin de Blasius y la primera ecuacin de Krman- Prandtl, es decir, son asintticas a una u otra ecuacin y se van separando de ellas para nmeros crecientes de Reynolds. Esto se representa en el esquema simplificado del diagrama mismo de Moody.2.2.3Ecuacin de Darcy-Weisbach.Muchos investigadores han tratado de determinar las leyes que rigen el flujo o circulacin de los fluidos en las tuberas. Una de las primitivas expresiones de prdida de energa en una tubera fue desarrollada por Chezy en i775.Se han desarrollado muchas otras frmulas empricas a partir de datos de ensayos y la mayora de ellas parten de la hiptesis de que la prdida de energa solo depende de la velocidad, las dimensiones del conducto y la rugosidad de la pared.Los trabajos de Hagen (1839), Poiseuille(1840) y Reynolds (1883) demostraron que la densidad y la viscosidad del fluido influyen en la prdida de energa, y ms tarde principalmente como deduccin del trabajo de Nikuradse (1933), se reconoci generalmente que el efecto de la rugosidad no depende del valor absoluto de sta sino de su relacin al dimetro del tubo.

De todas las frmulas usadas para determinar las prdidas de energa en las tuberas, solamente la frmula de Darcy-Weisbach, frmula que permite la evaluacin apropiada del efecto de cada uno de los factores que afectan la prdida.Esto se logra transportando el coeficiente de rozamiento (f) en funcin del nmero de Reynolds.2.2.4 Prdidas secundarias.Para los accesorios, vlvulas y ensanchamiento y/o estrechamientos, los podemos determinar mediante:A) Aplicando las tablas de "longitud equivalente".Esto es el accesorio, es equivalente en su valor de hf a un tramo de tubera. Las tablas de longitud equivalente nos indican la prdida en pies o en metros de columna de agua del accesorio.B) Uso del factor "k" y la carga de velocidad (V2/2g)Las prdidas por friccin para accesorios en un sistema de tuberas, tambin pueden determinarse usando el factor "k" que multiplicando directamente con (V2/2g) nos da el valor de la perdida por friccin.Para encontrar "k" la obtendremos de nomogramas donde con solamente conocer el dimetro del accesorio e intersectar la lnea de "k" obtendremos este valor buscado.2.2.5Carga dinmica total.La carga dinmica total, es la suma de las energas contra los cuales trabaja la bomba para mover el fluido de un punto a otro. La CDT se determina de la siguiente forma:CDT=Hest +Hed+Hfi-2+v2/2gHes= Carga esttica de succin (+ -) Hed= Carga esttica de descarga Hfi-2=Perdidas por friccin totales en el sistema. v2/2g= Carga de velocidadLa CDT se expresa en:m.c.a. (metros de columna de agua)p.c.a. (pies de columna de agua)2.2.6Potencia de la bomba.La potencia en HP, requerida para manejar una bomba puede ser figurada por la siguiente igualdad.BHP= Galones por minuto x H en pies x Sg 3960 x eficiencia de la bomba2.2.7 Tubo de VenturiEl principio del medidor Venturi, basado en el teorema de energa de Bernoulli, fue establecido en i797, por el italiano J.B. Venturi, pero su aplicacin prctica se debe el estadounidense Clemens Herschel, quien lo utiliz por primera vez en i887 para la medicin del gasto en tuberas.Figura 4. Tubo de Venturi. Elaboracin propia

Como se puede apreciar en la figura 4, un medidor venturi se compone de tres partes: el cono de entrada, donde el dimetro de la tubera se reduce gradualmente, la seccin contrada o garganta y el cono de salida o difusor, donde el dimetro aumenta gradualmente hasta igualar el dimetro de la tubera aforada. En el cono de entrada, el caudal, normalmente conducido a baja velocidad y alta presin, es acelerado gradualmente y parte de su energa de presin cambia a energa cintica, llegando a la garganta con una condicin hidrulica de alta velocidad y baja presin. La cada de presin, o prdida de carga piezomtrica entre la tubera de entrada y la seccin contrada de la garganta, es medida en un manmetro diferencial.La funcin del cono de salida es desacelerar suavemente al fluido y llevar la presin tan cerca como sea posible de su valor de entrada. Esta transformacin de energa nunca se logra completamente, debido a la inevitable prdida de carga por friccin que siempre ocurre cuando el fluido pasa a travs de un Venturi. La recuperacin de la carga piezomtrica vara de 80 a 90% o sea que la prdida por friccin es del orden de i0 a 20%, pero este porcentaje disminuye con el tamao del medidor y con el incremento de velocidad.Ecuacin de descarga para un VenturiEl teorema de energa demuestra que un Venturi, la cada del gradiente hidrulico o del

Donde:

El principio de Venturi en la inyeccin de agroqumicosLa reduccin cnica de una unidad Venturi, ayuda en la inyeccin de fertilizantes y agroqumicos en tuberas a presin de sistemas de riego por aspersin y goteo. La succin de agroqumicos en solucin, desde un tanque hacia el interior de la tubera, se debe a la cada de presin que sufre el agua, al pasar por la seccin contrada por la garganta, donde se incrementa su velocidad. Los inyectores tipo Venturi, para sistemas de riego, se fabrican en polipropileno, resistente a la corrosin qumica; en tamaos de W a 2" de dimetro (12 a 50 mm), con capacidades de succin de 15 a 1500 l/h, respectivamente.

2.3 Sistema agua-planta.La circulacin del agua en los vegetales cumple la funcin de transporte de nutrientes y otras sustancias y se realiza de un modo peculiar diferente al de los animales.El agua circula a travs de las plantas, desde la raz hacia las hojas por los vasos lenosos. Es absorbida por la raz, a nivel de los pelos radiculares haciendo as que las plantas se nutran y su degradacin fisiolgica se demore ms en el tiempo mientras que no la tenga. El agua se mueve en el interior de la planta siguiendo las diferencias de potencial hdrico. El potencial hdrico consta de varios componentes:Potencial Hdrico = Potencial osmtico + Potencial de Presin + Potencial matricial + Potencial gravitacionalPotencial Osmtico: est relacionado con la osmolaridad de la disolucin acuosa. Depende de los osmolitos disueltos en el agua.Potencial de Presin: es el relacionado con la presin que ejercen las paredes celulares vegetales contra la clula. Es mximo cuando alcanza la mxima turgencia y mnimo cuando alcanza el valor de plasmolisis incipiente. Potencial matricial: est relacionado con la absorcin por capilaridad del agua. Potencial gravitacional: es aquel relacionado con la fuerza de gravedad.

As el agua viaja desde las zonas con mayor potencial hdrico hacia las zonas con menores potenciales. Una planta en un suelo ptimo (potencial hdrico cercano a 0 kPa) absorbera agua por las races, viajara por el xilema, llegara a las hojas donde se evaporara y pasara a la atmsfera, la cual tiene un potencial hdrico realmente bajo (del orden de decenas de kPa negativo). Este proceso descrito se llama transpiracin. As la mayora del agua absorbida por la planta es evaporada en las hojas. Estas fuerzas de evaporacin de la vida de todos crean una tensin negativa que es la que "tira" del agua hacia las ramas superiores ya que el proceso de capilaridad no es suficiente para llevar el agua a varios metros de altura. Por ltimo existe otra fuerza que hace subir el agua por el xilema de la planta, es una presin positiva ejercida por la raz que absorbe agua activamente (gracias a la absorcin de osmolitos). Potencial hdrico.El agua en estado lquido es un fluido cuyas molculas se hallan en constante movimiento. La capacidad de las molculas de agua para moverse en un sistema particular depende de su energa libre. La magnitud ms empleada para expresar y medir el estado de energa libre del agua es el potencial hdrico El potencial hdrico puede expresarse en unidades de energa por unidades de masa o volumen, la unidad de uso ms corriente el megapascal (MPa = 10 bares) aunque en el pasado reciente tambin se han utilizado la atmsfera y el bar (1 bar= 0.987 atm).El movimiento del agua en el suelo y en las plantas ocurre de manera espontnea a lo largo de gradientes de energa libre, desde regiones donde el agua es abundante, y por lo tanto tiene alta energa libre por unidad de volumen (mayor a zonas donde la energa libre del agua es baja (menor El agua pura tiene una energa libre muy alta debido a que todas las molculas pueden moverse libremente.Este es el estado de referencia del potencial hdrico; a una masa de agua pura, libre, sin interacciones con otros cuerpos, y a presin normal, le corresponde un ^ igual a 0. El ^ est fundamentalmente determinado por el efecto osmtico, asociado con la presencia de solutos, por las fuerzas mtricas que adsorben o retienen agua en matrices slidas o coloidales, por el efecto de la altura y por presiones positivas o negativas o tensiones presentes en los recipientes o conductos donde se encuentra.Estos factores tienen un efecto aditivo que tpicamente disminuye el potencial hdrico del suelo o planta con respecto al potencial del agua pura. As, en un sistema particular, el potencial hdrico total es la suma algebraica de cuatro componentes:

dondesignifica potencial, y los subndices h, o, m, g y p, significan hdrico, osmtico, mtrico, gravitatorio, y de presin, respectivamente. Elrepresenta el componente determinado por la presencia de solutos disueltos, disminuye la energa libre del agua y puede ser cero o asumir valores negativos. A medida que la concentracin de soluto (es decir, el nmero de partculas de soluto por unidad de volumen de la disolucin) aumenta, else hace ms negativo. Sin la presencia de otros factores que alteren el potencial hdrico, las molculas de agua de las disoluciones se movern desde lugares con poca concentracin de solutos a lugares con mayor concentracin de soluto. Else considera 0 para el agua pura. Elrepresenta el grado de retencin del agua, debido a las interacciones con matrices slidas o coloidales. Tales matrices la constituyen el material coloidal del suelo y las paredes celulares. Puede tener valores nulos o negativos. Por ltimo elrepresenta la influencia del campo gravitatorio y normalmente es positivo, si bien esto depende de la posicin elegida para el estado de referencia. Elrepresenta la presin hidrosttica y puede asumir valores positivos o negativos segn el agua est sometida a presin o tensin. As por ejemplo, el potencial de presinen las clulas es positivo y representa la presin ejercida por el protoplasto contra la pared celular, mientras que en el xilema es negativo debido a la tensin desarrollada por diferencias en el potencial hdrico originadas en la transpiracin.En el sistema SUELO-PLANTA -ATMSFERA, el potencial hdrico puede ser medido en varios puntos de la va del movimiento del agua desde el suelo a travs de la planta hasta la atmsfera. A lo largo de ese trayecto, varan las contribuciones de los diferentes componentes en la determinacin del potencial hdrico.2.4 Control automtico de riegoPara un ptimo funcionamiento del sistema hidrulico, este ltimo debe de contar con sistema de control, preferentemente automtico con la finalidad de reducir tiempos y evitar escasez de agua en los tinacos, alertar al usuario mediante alarmas sonoras y luminosas en caso de cualquier contingencia.

Fotografa 1. Controlador electrnico. Moreno,2009Descripcin GeneralEste prototipo tiene una serie de componentes que permiten realizar riegos a horas a intervalos programados a solucin perdida. Este dispositivo puede conectarse directamente en el terreno real de aplicacin y puede funcionar en modo manual o automtico.El sistema tiene los siguientes componentes:1.Mdulo de control: Permite programar los intervalos de riego y en l se conectan 1 o 2 bombas, sensor de nivel (flotador) alarma audible y luminosa. Cuenta con focos luminosos para indicar VAC listo, DC listo, bombas listas, bombas activadas, activacin de bomba, falta de agua y palancas para desactivar partes del sistema.2.Sensor de nivel: Consta de un flotador que desactiva las bombas cuando se acaba el agua de los contenedores.3.Alarmas sonoras y luminosas: Es una bocina que da alerta cuando se acaba el agua y puede apagarse manualmente. Tambin se cuenta con una luz estrobo para la alerta luminosa.Fotografa 2. Control electrnico y elementos auxiliares. Moreno,2009

El sistema viene provisto de un manual de usuario para el manejo adecuado de este prototipo.Antes de realizar conexiones al controlador electrnico hay que tomar en cuenta diferentes caractersticas tcnicas para constatar de que los elementos que tengamos puedan ser conectados al controlador, como por ejemplo: cada uno de los contactores puede soportar una corriente de hasta 16 amperes por lo que:Si para nuestro sistema de riego por goteo tenemos que del clculo hidrulico delsistema de riego por goteo nos resulto una bomba de 2HP se tiene que:P=VII=P/VI= (746W) (2)/127V1=1492/127I= 11.74 amp.De acuerdo al resultado podemos constatar que si podemos conectar esta bomba a una de las dos entradas del controlador para el sistema de riego por goteo.CAPITULO 3DISEO DE LOS SISTEMAS DE RIEGO EN INVERNADEROEn este captulo se presenta la hoja de restricciones, se aplica el proceso de diseo segn Hamrock, adems se muestra las caractersticas de cada sistema de riego (ventajas y desventajas) as como tambin se realizan los clculos correspondientes a los dos sistemas de riego, finalizando la recomendacin del sistema optimizado.3.1 Restricciones y metodologa de diseoEn esta parte se establecen las parmetros a tomar en cuenta para la realizacin de los diseos hidrulicos como son:_ Ahorro de aguaAhorro de energa (clculo de la bomba, motores, etc.)Periodo de cultivoAumento de productividad.Produccin intensivaMetodologa de diseoSe sigue la metodologa de diseo de Hamrock que tiene las siguientes etapas:

3.2 Diseo del sistema de riego por goteo.Un sistema de riego por goteo es aquel donde se aplica agua mezclada con la solucin que contiene nutrientes, dentro o sobre el suelo directamente a cada planta en forma individual, los emisores (goteros) que son anexados a la lnea lateral suministran las necesidades de agua a cada planta. Con un sistema de riego por goteo, el agua puede ser suministrada al cultivo con base en una baja tensin y una alta frecuencia, con la cual se crea un ambiente optimo de humedad necesaria en el suelo. El riego por goteo puede darse mediante dos formas, uno con goteros y bolsas negras y el otro con cintilla. Debido a la alta frecuencia de los riegos, se pueden obtener eficiencias muy altas. La eficiencia en el uso del agua se define como el rendimiento del cultivo por unidad de agua aplicada. Las investigaciones hechas por Hiler y Howell (1972), indicaron que la eficiencia en el uso del agua podra ser aumentada en un 50% o ms usando un riego por goteo en lugar de un riego por superficie. Debido a que solamente la zona radicular de la planta es suplida con agua, bajo un apropiado manejo solo una pequea cantidad de agua se pierde por percolacin profunda, consumo por plantas no beneficiosas, o evaporacin desde la superficie del suelo.1. Ahorro de agua: debido al alto control posible en este sistema de riego, el agua puede ser aplicada muy eficientemente. Solamente aquella porcin del suelo con actividad radicular necesita ser irrigada y las perdidas por evaporacin pueden ser reducidas a un mnimo. La baja tasa en la aplicacin del agua, la cual es frecuentemente un poco mayor que la tasa de evapotranspiracin, reduce las perdidas por percolacin profunda.2. Respuesta de cultivo: un alto promedio temporal de nivel de humedad junto con una adecuada aereacin del suelo, puede mantenerse con este sistema.Esto resulta en una respuesta favorable de algunos cultivos aumentando su rendimiento y la calidad de sus frutos.3. Ahorro de mano de obra: la mayora de los sistemas de riego por goteo son permanentes o semipermanentes teniendo as muy bajos requerimientos de mano de obra. Estos sistemas pueden ser automatizados para lograr una reduccin adicional en la mano de obra y el fertilizante4. Uso ptimo y ahorro en el fertilizante: el fertilizante pude ser aplicado a travs de un sistema de riego por goteo usando un equipo especial. Debido al alto control que se ejerce sobre el agua, esto puede resultar tambin en un buen control sobre la aplicacin del fertilizante, resultando en notables ahorros.5. Menos crecimiento de hierbas: debido a que solo una fraccin de la superficie del suelo es mojada con este sistema, se reduce el rea disponible para el crecimiento de hierbas y plantas no benficas. As, el control necesario para las hierbas es mucho menor que para otros sistemas.6. Ahorro en pesticidas y control de ciertas enfermedades en las plantas: las partes de las plantas arriba de la superficie del suelo se encuentran completamente secas bajo un sistema de riego por goteo. Reduciendo la incidencia de hongos y otras pestes que dependen de un ambiente hmedo.7. Posible uso de agua salina: debido al mantenimiento de una presin osmtica baja que reduce el esfuerzo de la planta para obtener agua que bajo condiciones salinas podra resultar en altas presiones osmticas.8. Una rpida maduracin: experimentos en tomates, uvas, remolacha azucarera, para nombrar solo algunos cultivos han demostrado una temprana maduracin a la obtenida con otros sistemas de riego.9. Minimiza la formacin de costras en la superficie del suelo: un problema significante en algunos suelos es la formacin de una superficie costrosa dura. Esto puede evitar la emersin del cultivo, aun pensando que haya germinado apropiadamente. Al mantener una alta humedad constante, la formacin de costras es eliminada.10. Mejora la penetracin de las races: el alto promedio de humedad que se mantiene con un riego por goteo puede aliviar el problema de algunos suelos cuya penetracin es mnima o imposible con un bajo contenido de humedad.11. Puede operar en suelos con muy baja tasa de infiltracin: tericamente, el agua puede ser aplicada con un sistema de riego por goteo a tasas tan pequeas como 0.025 cm/ hr, con el correspondiente decrecimiento de las posibilidades de escurrimiento de agua en estos suelos.3.2.1Componentes del sistemaUn sistema de riego por goteo consiste de un sistema de carga y una red de tuberas de distribucin. Al sistema de carga generalmente lo constituyen: la bomba, el filtro, manmetro de presin, inyector de fertilizante.EmisoresSon los elementos que se insertan en las tuberas laterales que controlan la salida de agua de las mismas a una forma y velocidad adecuadas a las condiciones de diseo.Tipos de emisores.Los emisores se pueden dividir en: emisores de bajo caudal inferior a 161/n. donde estaran incluidos los goteros y emisores de alto caudal superior a los 161/h, que incluira a micro aspersores y difusores. Goteros.Los goteros son emisores que suministran el agua en forma de gotas a esas velocidad (gota a gota), cuyo caudal no sobrepasa los 161/h. se pueden establecer distintas clasificaciones de los goteros: dependiendo del punto de insercin (goteros pinchados, interlinea o integrados), en funcin de sensibilidad a las variaciones de presin, por la forma en que se produce la perdida de carga por la sensibilidad a las obturaciones los tipos de goteros ms comunes son: Microtubos. Consisten en un tubo de plstico, generalmente polietileno, muy fino y flexible, pinchando en el lateral y abierto al final por donde sale el agua. Donde que el dimetro interior es muy pequeo, se produce la perdida de carga por razonamiento, lo que hace que en su interior circula el agua y rgimen laminar a bajas velocidades. Resultan baratos, pero presentan los inconvenientes tpicos del rgimen laminar (sensibilidad a la temperatura y presin). Junto a la baja durabilidad de vida a la frecuencia de las obturaciones. Helicoidales. Bsicamente consiste en una condicin en espiral; lo que supone un gotero ms compacto que los microtubos el recorrido helicoidal del agua de laminar propio del tipo de gotero anterior, con lo que tiene mejores caractersticas. Netafin o de laberinto. Consiste en un torturo so recorrido, con continuos cambios de la direccin, donde se obliga pasar el agua, provocando la prdida del agua. Son los ms evolucionados dentro delo goteros llamados de largo recorrido entre los que se incluyen tambin los helicoidales y los micro tubos, ya que pueden trabajar en rgimen turbulento, por lo que son menos sensibles a la temperatura, la presin y las obturaciones. Suelen ser este tipo la mayora de los goteros interlinean. De orificio. Son goteros muy sencillos, en los que la perdida de la carga se produce al atravesar el agua el paso estrecho por donde sale. Muy econmicos, pero sensibles a las obturaciones lo que les da baja durabilidad. Autocopensantes. Regula el caudal, mantenindolo constantemente a las variaciones de presin, mediante un elastmero; de manera que este contrae el paso atreves de el conforme aumenta la presin y lo abre al disminuir la misma. Auto limpiantes. Limpian las obturaciones que se les pueden producir, los que les da una larga vida pero son caros. La limpieza se produce por elementos flexibles o bien pueden ser una limpieza continua en una cmara con distintos orificios y condiciones. Filtros de anillas. Tienen la misma aplicacin que los filtros de malla, es decir, se pararlos pequeos slidos en suspensin. Constan de un cilindro hueco que contiene en su interior un conjunto concntrico de anillas que unidas forman canales de filtrado. Su limpieza es sencilla, pues consiste en abrir el cilindro y separarlas anillas para limpiarlas bajo un chorro de agua.En la figura de debajo de muestra una imagen con un arreglo tpico de tubera, 1)gotero de insercin, 2)distribuidor de 4 salidas, 3)espagueti y 4)estaca que llegan a la bolsa negra con tierra.Con el numero 1) tenemos el gotero de insercin el cual entra al orificio de nuestra manguera hecho por un ponchador, 2)el distribuidor el cual est provisto de 4 salidas es decir con un distribuidor podemos conectar 4 espaguetis 3) Los espaguetis los cuales podemos utilizar un distribuidor para cuatro bolsas y para orientar el flujo tenemos las estacas 4) estas permitirn guiar el flujo del agua hacia una direccin especifica.EspaguetisSon los elementos encargados de llevar el agua desde el emisor (gotero) hasta la planta.EstacasSon elementos de sujecin los cuales le permiten orientar el flujo del agua hacia la planta sujetando el espagueti.Inyector VenturiConsiste en un tubo unido un paralelo con la red, con un estrangulamiento conectado a su vez con una tubera que va a un dispositivo de abono lquido. De esa manera se produce una solucin del abonado, debida al efecto del venturi que produce el estrechamiento del tubo.Si bien tiene la ventaja de que aporta un caudal constante, produce grandes prdidas de carga y necesita un mnimo de presin en la red.Ventajas de inconveniente del riego localizado frente a otro sistema de riego. Al comparar el riego localizado con los sistemas del riego tradicionales sobrepasan ventajas e inconvenientes teniendo un mayor peso las primeras sobre los segundos. Por lo que paulatinamente se van imponiendo cada vez ms los sistemas de riego a presin que incluyen tanto la apercin como el riego localizado a los tradicionales por gravedad.Las ventajas e inconvenientes de los sistemas de riego localizado frente a los sistemas de riego tradicional, son las mismas o similares a las que presenta la aspersin y los sistemas tradicionalesVentajas: Al igual que ocurra con el caso de la aspersin, el riego localizado: no necesita nivelacin del terreno, es aplicable a todo tipo de suelos sin importar su permeabilidad, y pues no le afecta el factor viento Ahorro de agua, pues solo se riega el bulbo hmedo y no toda la superficie del suelo. Adems son menores las prdidas de distribucin y aplicacin ya en la apercin eran menores las perdidas por escorrenta superficial e infiltracin profunda, pero en el goteo tambin disminuyen las perdidas por evaporacin que no eran desdeables en aspersin Ahorro de mano de obra, no solo las tareas pueden programarse mecnicamente sino adems se pueden corporal el abonado al agua, incluso junto a pesticiditas y correctores Mejor aprovechamiento del abonado y los fertilizantes Permite utilizar aguas de peor calidad e indecisa salinidad altos Mantiene el suelo en una humedad adecuada para las plantas de forma constante Aumenta la productividad de las cosechas al ser mayor la transpiracin de las plantasInconvenientes. Riesgo de obturaciones, debido a lo estrecho de los conductos de salida de los emisores. Acumulacin de sales en la periferia del bulbo hmedo. La forma de evitar esto es aportar peridicamente riegos de lavado por gravedad Elevado coste inicial de instalacin, al igual que ocurra en el riego por aspersin. Sistema radicular condicionado por el perfil del bulbo hmedo que se forma circunstancia importante en cultivos leosos3.2.2 Procedimiento de clculo.Para realizar cualquier clculo hidrulico de un sistema de riego para invernadero se debe conocer cierta informacin como:Informacin para un sistema de riego por goteo

Consumo de agua por da de la planta2 litros

La cantidad de plantas a sembrar por lnea240

Dimensiones del invernadero (m)50 x 20

Cantidad de riegos por da3

Tiempo promedio de cada riego(minutos)8

Condiciones del mtodo de cultivo hidropnicoGoteo por cintilla

Lneas de riego16

Distancia entre planta20 cm

PlantaJitomate

Material de la tuberaPVC

Costo por m2$ 300

ClimaFrio

Suelo. Capa frtilDelgada

AguaEscasa

TemperaturaExtremoso

Cuadro 1. Informacin del sistema de riego por goteo. Elaboracin propia

A continuacin se muestra un ejemplo de clculo hidrulico: Se requiere regar un invernadero de 50 x 20 m el cual tendr 16 lneas cada una con 240 plantas, cada planta requiere de 2 l / da se realizarn 3 riegos al da con una duracin de 8 minutos cada uno.Antes que todo, se procede a recopilar datos necesarios para el clculo como los siguientes:De acuerdo al arreglo hidrulico se tendrn 240 plantas / lnea, con aproximadamente un consumo por planta de 2 litros, existiendo una distancia entre planta y planta de 20 cm, para este sistema se programaran 3 riegos al da, cada uno con una duracin de 8 minutos.Como procedimiento inicial en nuestro clculo hidrulico se comenzar con el clculo del consumo necesario para el sistema en gpm (galones por minuto). De aqu que si cada planta consume 2 l. Tenemos que:240 litros x 2 litros= 480 litros / lnea480 litros x 16 = 7680 litros para todo el sistemaYa obtenido el requerimiento diario de agua para todo el sistema, ahora se calcula el requerimiento hdrico por riego programado de 8 minutos.7680 litros................... = 2560 litros/riego3Despus de haber obtenido el consumo requerido por cada riego se procede a determinar el consumo en litros por minuto para el sistema. 2560 litros................. = 320 litros / min.8Ya que hemos determinado el consumo en litros/minuto ahora se realiza la conversin a gpm.Si 1 gal............... 3.785 litrosX .............. 320 litros

Calculando la CDTCDT= H succin + H descarga +Hrp totales + Hrs totales + V2/2g + Pman Pman = la presin en la salida es cero debido a que el agua sale del conducto cerrado.Hsuccion = es cero debido a que la succin es horizontalCDT = (1.047 + 18.48 )+ 2.893 +(0.022+0.14436)m CDT= 22.586 mCalculando la potencia de la bomba Q = 5.33 LT/S = 85 GPM Sg para el agua = 1 Eficiencia = 0.8BHP= (74.08 FT) (85GPM) (1) / 3960 (0.8 ) = 1.98 BHP=2 HPLa bomba que se requiere para regar una superficie de1000m2para un invernadero es de 2HP.

3.3 Diseo del sistema NFTPodemos distinguir dos tipos de sistemas de cultivo sin suelo que integran la recirculacin como forma de trabajo.El primero es el NFT (Nutrient Film Technique) que, dentro de estos sistemas recirculantes, es el ms tpico por ser el que en primer lugar se empez a utilizar all por los aos 70. Consiste en mantener las races del cultivo inmersas en una corriente de solucin nutritiva, continua o intermitente de muy alta frecuencia, sin que exista ningn sustrato de sostn.En cuanto al segundo, se trata del cultivo en un sustrato cualquiera (perlita, lana de roca, arena, etc.) con recogida del drenaje, para su posterior mezcla con agua de aporte exterior e inyeccin de fertilizantes hasta alcanzar un nivel nutricional concreto. En este ltimo sistema, a diferencia del primero, el riego no es continuo y ni siquiera intermitente a intervalos peridicos, sino puntual, en funcin de las necesidades del cultivo a lo largo del da, aportando una determinada dosis de agua cada vez para conseguir la rehidratacin del sustrato y la renovacin de la solucin en l contenida.En base a lo anterior expuesto, ambos sistemas, aunque mantienen la misma filosofa, presentan un manejo de la solucin nutritiva diferente, como a continuacin se pretende reflejar.El NFT se basa en la circulacin continua o intermitente de una fina lmina de solucin nutritiva a travs de las races del cultivo, sin que stas por tanto se encuentren inmersas en sustrato alguno, sino que simplemente quedan sostenidas por un canal de cultivo, en cuyo interior fluye la solucin hacia cotas ms bajas por gravedad.El agua se encuentra muy fcilmente disponible para el cultivo, lo que representa una de las mayores ventajas del sistema, al ser mnimo el gasto de energa que debe realizar la planta en la absorcin, pudiendo aprovechar sta en otros procesos metablicos.La renovacin continua de la solucin nutritiva en el entorno de la raz permite un suministro adecuado de nutrientes minerales y oxgeno, siempre, claro est, que se realice un correcto manejo del sistema.Componentes del sistema NFTComo puede observarse en la figura 11, que representa un esquema sencillo de una instalacin de NFT, en ella pueden distinguirse los siguientes elementos principales:a) Tanque colectorb) Bomba de impulsinc) Tuberas de distribucind) Canales de cultivoe) Tubera colectora

Figura 10. Esquema de una instalacin de NFT. Elaboracin propia El tanque colectorEs el elemento encargado de almacenar el drenaje procedente de los canales de cultivo que escurre hasta aqul por gravedad, por lo que resulta conveniente que se encuentre en la parte ms baja de la explotacin.El material de fabricacin puede ser polietileno, PVC o fibra de vidrio, aunque tambin puede ser de metal tratado interiormente con pintura epxica. En lo que se refiere a su volumen, ste vendr determinado fundamentalmente por la superficie de cultivo.En muchas instalaciones la capacidad del tanque slo representa entre el 10 y el 15 % del volumen total de solucin que circula en el sistema, ya que el resto se encuentra contenido en las tuberas y canales. Sin embargo, cuando se realiza riego intermitente, el volumen disponible tiene que ser bastante mayor para acumular toda el agua en el momento de parada.El tanque colector debe incorporar una boya que cierre la tubera de aporte de agua exterior al sistema, con el fin de mantener constante el nivel en el depsito y evitar su desbordamiento. De este modo, al producirse el consumo hdrico por parte del cultivo y bajar dicho nivel, a su vez descender la boya, permitiendo as que entre agua exterior a la instalacin.En cuanto a la inyeccin de fertilizantes, sta se realiza directamente al tanque a partir de unos depsitos de soluciones madre en base a las lecturas tomadas por unas sondas que controlan la conductividad elctrica y el pH de la solucin que se aporta al cultivo. De esta forma, unas electrovlvulas permiten la cada por gravedad de los fertilizantes al tanque, hasta que las lecturas se igualan con las consignas introducidas en el equipo electrnico encargado de controlar la apertura y cierre de dichas electrovlvulas. Tambin se pueden utilizar bombas inyectoras para incorporar las soluciones madre.La bombaSe encarga de impulsar la solucin nutritiva, del tanque colector, en el extremo superior de los canales de cultivo. Dado que normalmente la diferencia de cotas a superar es pequea, el requerimiento de potencia resulta mnimo, aunque hay que tener en cuenta que funcionar permanentemente durante un largo periodo de tiempo, por lo que debe integrar componentes slidos y de calidad.Con el fin de hacer frente a posibles averas de la bomba o fallos en el suministro elctrico, resulta conveniente instalar en paralelo un equipo de bombeo accionado por un motor diesel, que entre en funcionamiento en caso de ser necesario.Las tuberas de distribucinSon las encargadas de conducir la solucin nutritiva desde el tanque hasta la parte superior de los canales de cultivo. Sern de PVC y/o polietileno y su dimetro estar en funcin del caudal que deba circular por ellas, teniendo en cuenta que debe existir un caudal por cada canal de 2-3 litros por minuto para as establecer una oferta adecuada de oxgeno, agua y nutrientes.Los canales de cultivoConstituyen el medio de sostn de las plantas y adems la base sobre la que fluye la solucin nutritiva. Dado que es necesario que la altura de la lmina de agua en el interior del canal no supere los 4 5 mm con el fin de conseguir una adecuada oxigenacin de las races, resulta muy conveniente utilizar canales de seccin plana y no cncava.En lo que se refiere a su longitud, sta no debe superar los 15 m para asegurar unas condiciones adecuadas y homogneas en todo el canal y evitar la falta de oxgeno disuelto en la parte final del mismo.Por ltimo, la pendiente longitudinal debe estar entre el 1 y el 2 % ya que, si resulta inferior, queda dificultado el retorno de la solucin al tanque colector y la altura de la lmina de agua puede ser excesiva. Por otro lado, no es conveniente que sea mayor del 2 %, ya que entonces se dificultara la absorcin de agua y nutrientes, especialmente cuando las plantas son pequeas, por una excesiva velocidad de circulacin de la solucin en el canal.La tubera colectoraEs la que se encarga de recoger la solucin nutritiva al final de los canales de cultivo y llevarla hasta el tanque colector por gravedad. Suele ser de PVC y debe tener una pendiente suficiente para asegurar la evacuacin.3.3.1 Procedimiento de clculo.Problema:Se requiere regar un invernadero de 50 x 20 m el cual tendr 50 lneas de tubera de 4 plg de dimetro en las lneas de distribucin con un caudal promedio de 2.5 lts/ minuto en cada lnea, con un flujo continuo de riego. Consideraciones Lneas de cultivo no mayores a 15 metros (para aprovechar al mximo el oxigeno y no deben ser tramos largos de tubera, careciendo de oxigenacin en la parte final de la tubera). Flujo constante o intermitente de solucin nutritiva cada lnea de distribucin debe contar de 2-3 litros por minuto para as establecer una oferta adecuada de oxgeno, agua y nutrientes. la pendiente longitudinal debe estar entre el 1 y el 2 % Distancia de 1 m entre cada eje de flujo en lnea de distribucin. Recirculacin de la solucin nutritiva. Sistema de filtracin Sistema de Sanidad (Desinfeccin por calor )Datos:-Caudal 2.5 lts/min por lnea de distribucin-Distancia entre planta: 20 cm.-Duracin de cada riego: 10 minutos cada horaCalculando el caudal total del sistema. Q total = (2.5 lts/min) (50 lineas) = 125 lts/ minQ total = 125 lts/ min (1m3/ 1000 lts) (1 min / 60 s)= 2. 08333 x 10-3m3/sHrp = 4.75 m Prdidas primarias

En cada tubera se introducen las plantas, estando en contacto la solucin nutritiva con las races flotantes.Establecer una oferta adecuada de oxgeno, agua y nutrientes.Una adecuada rea de crecimiento, en el interior de la tubera.Recirculacin de la solucin nutritiva.Una pelcula de nutriente de 5 mmPrdidas secundarias

Accesorio hidrulicoCantidad

Tes7

Codos regulares6

Filtro-colador1

Valvular reguladoras2

La bomba que se requiere para regar una superficie de1000m2en sistema NFT para un invernadero es de 1 HP. La bomba es de baja potencia ya que necesitamos que el flujo del liquido sea constante y de baja velocidad, para que los nutrientes sean absorbidos por las plantas, adems todas las lneas de distribucin cuentan con una pendiente de 2, esto ayuda al sistema de riego para que no se utilice una bomba de mucha potencia.

CAPITULO 4UN EJEMPLO DE APLICACIN13

Para ejemplificar el funcionamiento de estos dos sistemas se realiz la instalacin de estos, en una parte del Centro de Educacin Ambiental[4]en el Municipio de Tamazulapam del Progreso; el cual cuenta con 2 palapas, un sistema de riego automatizado para arbolitos de pino, un estanque para peces, adems limita con del ojo de agua grande[5], y a un lado de este vivero automatizado es donde se construyo un invernadero de 4m x 6m con dichos sistemas.4.1 Construccin e instalacin de sistemas de riego en la comunidad de Tamazulapam.Lista de material para el sistema de riego por goteo:Costo del sistema de riego por goteo en bolsas negras

CantidadDescripcinCosto unitarioCosto Total

1Bomba centrifuga de % HP$600.00$600.00

2Tuerca unin de 1"25.0050.00

1Filtro sper de mallas de 1"120.00120.00

1Venturi de 1"620.00620.00

2Adaptador hembra3.006.00

2Tapn macho9.0018.00

1Vlvula de adm/exp de aire80.0080.00

4Tee de 1"5.0020.00

1Aguja para manmetro180.00180.00

1Adaptador macho1.501.50

24Estacas difusor1.0024.00

6Goteros de insercin autocompensables3.5021.00

6Distribuidor de 4 salidas1.006.00

4Codo 906.0018.00

1Cople roscado3.003.00

3Vlvula de bola compacta30.0090.00

1Broca para PVC150.00150.00

2Botes de pegamento para PVC35.0070.00

1Ponchador para manguera120.00120.00

10mPE tubing 3/51.0010.00

4mManguera de 16mm3.0012.00

1Tinaco de 1100 l1480.001480.00

2Tramos de PVC de 1"64.00128.00

30mManguera negra de 1"3.0090.00

1Andamio300.00300.00

Total$4217.50

Cuadro 2. Costos del sistema de riego por goteo. Elaboracin propia

Lista de material utilizado para el sistema de riego NFT:1 Taladro1 Desarmador plano 1 Pinza de electricistaCosto del sistema NFT

CantidadDescripcinCosto unitarioCosto Total

1Bomba de policarbonato de 1/3 HP$1250.00$1250.00

1Espiga de 1"20.0020.00

1Niple 1X2 de 1"25.0025.00

1Codo roscado de 1"9.009.00

2Tuerca unin de 1"25.0050.00

6Tramos de PVC de 4" (cada tramo de 6m)195.001170.00

1Tramos de PVC de 1" (cada tramo de 6m)64.0064.00

30Tapones para tubo de PVC de 4"16.00480.00

30Coples para tubo de PVC de 4"11.00330.00

8Mini vlvulas16.00128.00

1Tee de 1"5.005.00

1Broca para PVC150.00150.00

6mManguera de 16mm3.0018.00

3Botes de pegamento para PVC35.00105.00

1Tinaco de 1100 l1480.001480.00

1Paquete de sierra cortacirculos90.0090.00

1Broca14.0014.00

1Arco con cegueta115.00115.00

1Tiralinea90.0090.00

1Lija8.008.00

7mManguera negra de 1"3.0021.00

3Burros de solera de 1.5m200.00600.00

2Soportes con anillos270.00540.00

Total$6762.00

Cuadro 3. Costos del sistema NFT

1. Primeramente se instalo la estructura de PTR y el plstico del invernadero.

2. Se nivelo y compacto el piso del interior del invernadero con lama con un pisn, al igual que los alrededores, para de facilitar la instalacin de los sistemas.

4. Se cortaron los tubos de PVC de 4" que vienen en tramos de 6m a tramos de 3m, teniendo un total de 6 tubos de 3m cada uno.

3. Se mandaron a construir tres burros de solera de 1.5m con soportes para lostubos de 3m de largo y unos soportes verticales con anillos para otro arreglo de tubos de 1.5m de longitud.

5. Despus se procedi a realizar las perforaciones de 2" a los tramos de PVC de 3m, esto se realiz con una sierra corta crculos a una distancia entre centros de 20 cm.

6. Se enterr un tramo de tubera de PVC de 6m de 1" la cual va ser nuestra tubera de distribucin.INTRODUCCINExisten programadores de riego basado en un contador que transcurrido un tiempo abre una electrovlvula permite el paso de agua por una manguera el precio viene hacer de unos 50 euros, este sistema tiene algunos inconvenientes y es que no respeta la humedad de la tierra provocando:El anegamiento y se produce cuando los macroporos estn saturados de agua. Esto causa la ausencia de oxgeno en el suelo ocasionando, en la mayora de las plantas, una asfixia celular a nivel radicular, perdiendo funcionalidad sus races y provocando el decaimiento de las plantas.La falta de oxgeno ocasionada por el exceso hdrico aumenta la actividad de un grupo de microorganismos anaerbicos que causan prdida de nitrgeno por desnitrificacin. Estos microorganismos obtienen oxgeno para su respiracin a partir de nitratos y nitritos (NO3 y NO2), liberando N2 y N2O. Estos compuestos no pueden ser absorbidos por las plantas y por lo tanto en estas condiciones es muy probable encontrar deficiencias de nitrgeno. El nitrgeno es esencial en el proceso de fotosntesis y su carencia torna clortica a la planta (se pone amarilla) y reduce su crecimiento, si la situacin es muy grave la planta puede tornarse rojiza y perder las hojas.Luego de la desnitrificacin los microorganismos pueden producir procesos de reduccin biolgica del hierro. Mediante estos procesos, los microorganismos reducen el in frrico transformndolo en ferroso y liberan ciertos cidos que se complejan con el hierro quedando ste no disponible para las plantas. La deficiencia de hierro produce que las hojas jvenes de la planta se pongan amarillas, manteniendo sus nervaduras verdes (clorosis intervenal). Hay plantas que tienen altas exigencias en hierro, tambin llamadas plantas de suelos cidos, ya que a bajo Ph el hierro, como todos los micronutrientes, se torna en sus formas disponibles para las plantas. Tambin existe un grupo de bacterias anaerobias que, vindose favorecidas por las condiciones de excesos hdrico, reducen el sulfato, produciendo H2S como uno de los productos de la reaccin. El H2S es un compuesto sumamente txico para las races que provoca podredumbres o puede evitar la absorcin de algunos compuestos. La reaccin de sulfato-reduccin provoca adems, la basificacin del suelo, pudiendo acarrear deficiencias en la absorcin de algn micronutriente, ya que stos se tornan no disponibles a Ph bsicos.Las inundaciones y anegamientos aumentan la actividad de los microorganismos. En estas condiciones se ven favorecidos los microorganismos anaerbicos tanto como los aerbicos, ya que pese a estar saturado, el suelo tiene micrositios en donde se mantiene el aire permitiendo que estos ltimos proliferen. Las condiciones de exceso hdrico provocan situaciones de alta humedad en las cuales los microorganismos hallan su hbitat ptimo. Adems, las plantas pierden la capacidad de regulacin de sus membranas, liberando al medio mayor cantidad de sustancias carbonadas que sirven como sustrato (alimento) para la poblacin de microorganismos, aumentando la densidad de la poblacin. Uno de los problemas ms comunes que esto acarrea es el ataque de un hongo del gnero Rhizoctonia, que causa la muerte de las races desencadenando la muerte de la planta.Estas son algunas de las consecuencias del exceso hdrico, que pese a ser un problema muy importante en nuestros jardines, no es tan relevante en cultivos extensivos. Este es el motivo por el cual se ha estudiado muy poco sobre este fenmeno que, aunque menos grave que el estrs hdrico, no debe ser dejado de lado.Los problemas de exceso hdrico no es mo es de:http://www.semillasrural.com.ar/ al cual agradezco la informacin aportada.CIRCUITO

PROGRAMA PARA EL PIC 12F675INCLUDE "modedefs.bas"Define ADC_BITS 10 ' seleccion 10 bitsDefine ADC_CLOCK 3 ' 3=rcDefine ADC_SAMPLEUS 50 ' muestras cada 0,05 sgok var gpio.2HUM Var WordHUME VAR WORDminuto var wordADCON0=%10000001 ' ref la tensin de entrada 5 vANSEL =%00100001 ' selecciona an0 los dems digitalCMCON = 7 ' comparador analogico en offPause 500 'minuto=0cuentame:minuto=1Pause 60000 '60000minuto=minuto+1if minuto =1440 then gosub riegosiono 'minutos =1440 trascurrida 24 horas vera si hace falta regargoto cuentameriegosiono:ADCIN 0, HUM ' lee canal 0HUME = HUM *49 'tenemos 5voltios=50000 cuentaspause 1000high gpio.1pause 1000low gpio.1if humE>45000 then goto RUN 'si la tierra est hmeda regarpause 58000 'pause 59000GoTo cuentamerun:high okpause 58000 ' 58 segundo regandolow okgoto cuentameEnd

EXPLICACIN DEL PROYECTO.Aunque el PIC conste de un reloj interno, este no es tan fiable como un externo es por ello que lo he colocado. Como se puede observar el programador comienza a funcionar a partir de que lo conectar y comenzar a contar minutos hasta alcanzar las 24 horas, cuando alcanza las 24 horas lee la informacin que entra por el puerto ADC la multiplica por 49 y si el valor es mayor de 45000 entonces, manda un impulso de duracin estimada (tiempo de riego) que ser ampliada en tensin para cebar un rel que dar tensin a una bomba o bien a una electrovlvula. En el segundo caso el sensor est hmedo dejando haciendo caer las cuentas a 30000 que segn la condicional no mandar impulso al rel y volver a contar.

PRECAUCIONES Y CONDICIONES DE USOAl tratarse de un experimento elctrico y trmico por soldaduras, hay tomar las debidas precauciones, para evitar quemaduras, calambres, etc..No me hago responsable de que las tcnicas descritas en este documento sean seguras ni tan siquiera adecuadas, ni que cumplan ningn tipo de requisito de seguridad de ninguna ndole. No me hago responsable de la falta de veracidad o exactitud que los datos expuestos ni de los efectos secundarios que provoque el seguir las indicaciones e explicadas.Todo lo que hagas ser bajo tu entera responsabilidad, entendiendo que algunos de los procedimientos explicados son peligrosos y pueden provocar daos fsicos o intoxicaciones debido a que en ellos se utilizan herramientas y maquinaria que necesitan de cierta pericia para su manejo y el seguimiento de unas normas bsicas de seguridad que deberas conocer, as como elementos qumicos que pueden provocar irritaciones, quemaduras, explosiones o intoxicaciones graves si no se tratan adecuadamente.Este contenido es meramente informativo y no me hago responsable de la veracidad legal de esta informacin. As mismo, tampoco me hago responsable del uso que haga cada usuario del contenido de esta webhttp://www.picpc.es/control_de_riego_inteligente_con_el_pic_12f675.htmlMuchas veces me ha surgido la necesidad de regar las plantas que tena en casa mientras estaba fuera unos das. Por desgracia algunas de ellas han perecido por no ser regadas cada poco tiempo.De esa necesidad surge este proyecto y para llevarlo a cabo he usado una bomba de agua, un bidn, un detector de nivel y una placa basada en un pic 16f628 con un rel.La bomba de agua puede ser la que se usa para renovar el agua de una pecera o para mantener el chorro de una pequea fuente. Slo hay que conectarla a la alimentacin de la casa para que empiece a bombear agua. Es muy importante que cuando est enchufada tenga siempre agua, porque si no el motor se puede llegar a quemar. Por otro lado la altura de la manguera que va desde la bomba hasta el tiesto no puede ser mayor de un metro, ya que estos motores van perdiendo fuerza de bombeo a medida que crece la altura por donde tienen que enviar el agua.El bidn que he usado en el proyecto es uno de los de agua mineral de 5 litros de cualquier marca. Al ser de plstico es fcilmente manejable para poder hacer un agujero y meter el detector de nivel.El detector de nivel es necesario para evitar que la bomba siga extrayendo agua y se queme el motor por no tener agua que bombear. Yo he usado el desure electronics.

La placa gobernada por un pic 16f628a es la que activar o desactivar la bomba de agua mediante un rel. Puede ser configurado mediante jumpers tanto el tiempo de riego como el intervalo. Tambin se puede activar el riego manualmente mediante un botn.

Los componentes de la placa que he usado son: Microcontrolador PIC 16F628A 2 diodos led 2 resistencias de 220 ohm. 1 resistencia de 68K ohm. 1 transistor BC237 1 diodo 1N4148 Un rel de 12 voltios RA12W-K Un botn Un regulador 7805 Un condensador de 1000 uf Un condensador de 100 uf 2 bornes de 2 tomas y uno de 3 tomas. Pines y jumpers Fuente de alimentacin de 12 V. y 0,5A.

Es importante que las pistas (o los cables de una placa de topos) que van a los contactos del rel sean ms anchos para soportar la intensidad de la corriente.Para no tener que pelar el cable de la bomba de agua, he usado un alargador que ser al que se enchufe la bomba, pero que est cortado por uno de sus cables para poder engancharlo al rel:

El cdigo fuente del PIC:main.h#include #FUSES NOWDT //No Watch Dog Timer#FUSES INTRC_IO //Internal RC Osc, no CLKOUT#FUSES NOPUT //No Power Up Timer#FUSES NOPROTECT //Code not protected from reading#FUSES NOBROWNOUT //No brownout reset#FUSES NOMCLR //Master Clear pin used for I/O#FUSES NOLVP //No low voltage prgming, B3(PIC16) or B5(PIC18) used for I/O#FUSES NOCPD //No EE protection#use delay(clock=4000000)#use fast_io(A)#use fast_io(B)#define CUANTAS 15

main.c#include "main.h"int inicio = -1;int32 segundos = 0;int interrupciones = CUANTAS;int32 repeticiones[] = {7 * 24 * 3600, 6 * 24 * 3600, 5 * 24 * 3600, 4 * 24 * 3600, 3 * 24 * 3600, 2 * 24 * 3600, 24 * 3600, 12 * 3600};int16 duraciones[] = {16000, 14000, 12000, 10000, 8000, 6000, 4000, 2000};// Cuenta los segundos que van pasando para la activacin automtica del// riego#INT_RTCCvoid cronometro(){ if(--interrupciones == 0) { ++segundos; interrupciones=CUANTAS; }}// La interrupcin es lanzada cuando el nivel del agua detectado por// el sensor est por debajo de este y activamos el led de alarma#INT_RBvoid nivel(){ delay_ms(20); if(input(PIN_B4) == 1) { output_high(PIN_A0); output_low(PIN_A3); } else { output_low(PIN_A0); }}// La interrupcin es lanzada cuando se pulsa el botn#INT_EXTvoid empiece(){ delay_ms(20); if(inicio == 0) { inicio = 1; }}void main(){ int contador; set_timer0(0); setup_timer_0(RTCC_INTERNAL|RTCC_DIV_256); setup_timer_1(T1_DISABLED); setup_timer_2(T2_DISABLED,0,1); setup_comparator(NC_NC_NC_NC); setup_vref(FALSE); port_b_pullups(TRUE); set_tris_a(0); output_low(PIN_A0); output_low(PIN_A1); output_low(PIN_A3); enable_interrupts(INT_RTCC); enable_interrupts(INT_RB); enable_interrupts(INT_EXT); enable_interrupts(GLOBAL); delay_ms(1000); inicio = 0; for(;;) { if(inicio == 1) { // No dejamos que se pulse de nuevo el botn mientras dure el proceso disable_interrupts(INT_EXT); // Parpadeamos durante 4 segundos el led de trabajo for(contador = 0; contador < 8; contador++) { if(contador % 2 == 0) { output_high(PIN_A1); } else { output_low(PIN_A1); } delay_ms(1000); } // Si el nivel del agua est por encima del sensor activamos la bomba if(input(PIN_B4) == 0) { output_high(PIN_A1); output_high(PIN_A3); delay_ms(duraciones[input_b() >> 5]); } output_low(PIN_A1); output_low(PIN_A3); enable_interrupts(INT_EXT); delay_ms(1000); interrupciones = CUANTAS; segundos = 0; inicio = 0; } // Si el contador de segundos ha llegado a 0 es que hay que empezar // el proceso de riego else if(segundos >= repeticiones[(input_b() & 0x0F) >> 1]) { inicio = 1; } }}

En el arrayrepeticionesse ponen los milisegundos que dura el intervalo entre riegos, para poder seleccionarlo luego con los jumpers. En el array duraciones se ponen los milisegundos que dura el riego, para poder seleccionarlo luego con los jumpers.Nada ms arrancar el sistema empieza a contar los segundos que quedan para el siguiente riego, segn est configurado en los jumpers. Cuando llega ese momento o se pulsa el botn, el led de trabajo parpadea 4 segundos, permaneciendo encendido al igual que el rel para que funcione la bomba de agua mientras dure el tiempo de riego, segn este configurado en los jumpers. Despus el led se apaga, se desactiva el rel (y por consiguiente la bomba) y se espera de nuevo al evento de activacin (por tiempo o hasta que se pulse de nuevo el botn).Si el nivel del agua cae por debajo del sensor mientras se est regando se para automticamente el riego desactivando el rel y encendiendo el led de alarma, que no se apagar hasta que el nivel est otra vez por encima del sensor. Las siguientes veces que salte el evento por tiempo o por el botn, no ahttp://www.youtube.com/watch?v=3FruMbVuMt8http://pcti.mx/articulos/item/prototipo-de-sistema-hibrido-de-riego-para-zonas-rurales-de-mexico