PRESENTACIÓN

FACULTAD: INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y URBANISMO
ESCUELA: INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA
AUTOR: HUBERT MALCA LEÓN
CICLO: III

Como bien sabemos, estimados amigos,

la existencia de la vida en nuestro planeta está íntimamente asociada y condicionada a la presencia del agua, y sobretodo la humanidad la requiere en cantidad y calidad suficiente y adecuada para satisfacer sus necesidades.

Dada la creciente escasez de agua en el planeta, debido a los cambios climáticos y al existir hoy una mayor demanda de los limitados recursos hídricos; el uso eficiente de las aguas superficiales y subterráneas disponibles, empieza a ser crucial. El desarrollo de los pueblos está ligado estrechamente a la agricultura y ésta, al suelo y el agua, lo que nos obliga a potenciar la investigación y desarrollo de técnicas que permitan conservar las tierras y administrar y utilizar en forma eficiente el agua, tanto desde la captación y conducción.

El agua es un recurso cada vez más escaso que debe manejarse cuidadosamente, es por ello que el presente blog de ferti-riego por goteo, pretende aportar conocimientos para la optimizar la producción de cultivos, minimizando las pérdidas de agua por infiltración profunda y reduciendo el escurrimiento superficial, así también reduciendo los costos por mantenimiento y pago a personal gracias a la automatización en su conjunto. De este modo, se obtiene como resultado eficiencia en la producción agrícola y, por ende, mejores ingresos económicos.

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

¿Cómo contribuir a ahorrar agua y mejorar el rendimiento del
cultivo agroindustrial páprika?

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Diseñar un Sistema Automatizado de ferti - goteo para optimizar la utilización del recurso hídrico y la mejora en cuento a la eficiencia de producción del cultivo.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

* Estudiar las aplicaciones del riego por goteo.
* Diseñar un sistema de riego por goteo que permita tener una supervisión y control del riego automático.
* Elaborar un Estudio Guía que contribuya, en su aplicación, a que los cultivos entren a una plena floración y fluctuación con sus requerimientos nutricionales completos aplicados al suelo.
* Contribuir al cuidado del recurso hídrico para un mejor aprovechamiento en esta sociedad.
* Aportar al avance científico de los estudios de nuestra especialidad dejando este modelo de investigación

JUSTIFICACIÓN

JUSTIFICACIÓN SOCIOECONÓMICA
El sistema de riego por goteo posibilita la siembra oportuna de los cultivos, reduce la cantidad de mano de obra y el costo de movimiento de tierras, permite obtener mayores productividades y más ingresos económicos, reduce los costos de operación y mantenimiento del sistema de riego, reduce el costo en jornales para el riego en parcela, permite una diversificación de especies para mejorar la dieta alimentaría, reduce los riesgos para la producción por efecto del clima y de plagas, incrementa la actividad pecuaria.

JUSTIFICACIÓN ACADÉMICA
Obtener los conocimientos básicos en la residencia profesional para aplicarlos en la vida laboral.
Aplicar los conocimientos adquiridos teóricos como prácticos durante el ciclo escolar cursado.

JUSTIFICACIÓN AMBIENTAL
El sistema de riego por goteo disminuye la erosión y contribuye a la conservación de la capa arable, posibilita el control mecánico de algunas plagas, disminuye el proceso erosivo del suelo mediante la buena selección de aspersores y contribuye a la mejor conservación de los recursos naturales.

1.MARCO TEÓRICO

1.1.BASE TEÓRICA - CIENTÍFICA:
1.1.1. DEFINICIÓN DE TERMINOS:

*EL PAPRIKA:
Es una variedad de ají pimiento, que tiene alto contenido en vitamina c.

*SISTEMA DE RIEGO POR GOTEO:
El sistema de riego por goteo es un método de riego localizado donde el agua es aplicada, en forma de gotas, a la raíz de la planta; humedeciéndola únicamente lo suficiente según su necesidad.

*SISTEMA: Es un conjunto de partes o elementos organizadas y relacionadas que interactúan entre sí para lograr un objetivo. Los sistemas reciben (entrada) datos, energía o materia del ambiente y proveen (salida) información, energía o materia.

*AUTOMATIZACIÓN: La automatización es un sistema donde se trasfieren tareas de producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnológicos.


*DISEÑO: Se define como el proceso previo de configuración mental, "pre-figuración", en la búsqueda de una solución en cualquier campo.


*MICROCONTROLADOR: Es un circuito integrado o chip que incluye en su interior las tres unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y unidades de E/S (entrada/salida).


*TECLADO MATRICIAL: Es un periférico o dispositivo que permite ingresar información


*OPTOCOPLADOR: Es un dispositivo de emisión y recepción de luz que funciona como un interruptor excitado mediante la luz.

*FERTILIZACIÓN: Es la puesta en contacto de los gametos masculino y femenino, cosa que no implica que la fertilización del óvulo sea inmediata.

*FILTRO: Son dispositivos que retienen sólidos en suspensión que contiene el agua de riego.

*VALVULA: Es un dispositivo mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.

*MANÓMETRO: Es un dispositivo que mide la presión de un sistema.

1.1.2. BASE CIENTÍFICA:















COMPONENTES DEL SISTEMA:
*La fuente de abastecimiento de agua.
*Cabezal principal.
*Tuberías de conducción principal.
*Tuberías terciarias.
*Cabezales de campo.
*Laterales de riego con emisores.

A)LA FUENTE DE AGUA
- Subterránea:
Extraída desde un pozo tubular, a tajo abierto. Dependerá del volumen y presión de agua requerido por el sistema para poder establecer las dimensiones del equipo de bombeo. La alta frecuencia de riego en estos sistemas, exige en aguas superficiales, el uso de reservorios que permiten la regulación y disponibilidad permanente del agua.

Se recomienda hacer un análisis de la calidad del agua, a fin de determinar el tipo de sólidos existentes y su composición química. Esto permitirá establecer el tipo de filtros a usar.
El presente estudio hará uso de una fuente de agua subterránea.

B)EL CABEZAL DE RIEGO
Es el conjunto de elementos que dominan toda la instalación y sirve para proveer presión y caudal al sistema, filtrar el agua, inyectar fertilizantes, medir volúmenes, etc., los componentes principales son:

*El equipo de bombeo que provee la presión y el caudal suficiente para el funcionamiento de sistema.
*Sistema de filtrado, compuesta por uno o más filtros de acuerdo al caudal e impurezas y válvulas de retrolavado.
*Unidad de fertilización.
*Aparatos de medición y control.
*Válvulas de aire, regulación de presión, de alivio, etc.












C)RED DE DISTRIBUCION
Las plantas y está compuesta por tubería de Conducción y Líneas Emisoras. La tubería de conducción, se esta divida en principal (o matriz), secundaria (distribuidora) estas dos sonde PVC de 8” RDE 32,5, 6” RDE 32.5, 41; 4”, 3” y 2” en RDE 32.5 Y 41 y 1 ½” RDE 26 y terciarias (lateral de riego) e n manguera de polietileno de 20 mm. La tubería de PVC debe ir bajo tierra para evitar que la luz la destruya (cristalización).



D)LATERALES DE RIEGO
Es la manguera o tubo que emite agua a orificios espaciados.



E)EMISORES O GOTEROS:
Teniendo en cuenta las condiciones topográficas y los requerimientos del cultivo,
Los goteros los podemos dividir en los dos tipos siguientes:
- Goteros integrados en la propia tubería.
- Goteros de botón, para pinchar en tubo.



CULTIVO PROYECTADO
EL AJÍ PÁPRIKA
Es un ingrediente muy utilizado en la gastronomía del Perú y de Bolivia, tanto por su sabor picante como para darle color a los platos preparados. Existen diferentes colores y tamaños de ají en este país, desde el rojo en sus diversas gamas de colores hasta el amarillo naranja.

CUADRO DE VARIABLES

HIPÓTESIS

Si diseñamos un sistema automatizado de ferti- riego por goteo entonces lograremos ahorrar agua y mejorar el rendimiento del cultivo agroindustrial páprika en la provincia de ferreñafe, en el centro poblado de Batán Grande.

2. MARCO METODOLÓGICO.

2.1. TIPO DE ESTUDIO Y DISEÑO DE CONTRASTACIÓN DE HIPÒTESIS.
Diseño cuasi-experimental.
La problemática respecto al ahorro de agua y mejoramiento del rendimiento del cultivo agroindustrial “páprika” va a ser solucionado, diseñando una tarjeta electrónica controladora nutrientes del sistema de riego por goteo, el cual será reflejado en una maqueta.

2.2. POBLACIÓN Y MUESTRA:
La Población viene a ser el sistema agrario de la región Lambayeque.
La Muestra está dad por los 24 agricultores de Motupilo-Batangrande.

2.3. MÉTODOS, TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS.

2.3.1. MÉTODOS.

1. EL DISEÑO DE LA PROPUESTA:
Es diseñar una tarjeta electrónica automática controladora de nutrientes.

CIRCUITO:

MATERIALES:

- Microcontrolador
- Teclado matricial
- Pantalla LCD
- opto acoplador
- DS 1302
- Resistencias de carbón
- diodo
- Condensador electrolítico
- Condensador cerámico
- Transistor
- baquelita
- Acido férrico

PERSONAL:

- Un técnico electrónico.
- Un técnico electricista.
- Un ingeniero mecánico eléctrico.
- Un agricultor con experiencia en el cultivo de páprika.

2. INSTALACIÓN DEL EQUIPO:

Dicho programador de riego se construyó en un lugar cerrado a condiciones ambientales de 15-25 ºC, y se utilizó los materiales anteriormente mencionados y se instalará el el cabezal de riego del sistema, la construcción y pasos son los siguientes:

1ª pasó: Hacemos el circuito en el programa Eagle, luego imprimimos en una hoja de papel chuchee el board de dicho programa.
2ª pasó: Limpiamos la baquelita con una lija de agua y pegamos en dicha baquelita el circuito del programador hecho en el board, a través del calor suministrado por una plancha.
3ª pasó: procedemos a ladrar con una broca de 1/8 de pulg. A los lugares donde van a estar los componentes en dicha baquelita.
4ª pasó: Colocamos los componentes en la baquelita y procedemos asoldar con estaño, para que así queden fijados en la baquelita.
5ª pasó: Revisamos con el multitester las líneas de cobre impresas en la baquelita, y procedemos a ponerle una carcasa que lo proteja.
6ª pasó: Procedemos a programar dicha tarjeta.

3. FUNCIONAMIENTO:
El programador colocado en el cabezal de riego se encargará de controlar la puesta en marcha de la motobomba de 5HP, el cual extraerá el agua del poso, para el llenado de los tanques tanto, del tanque de riego como el de nutrientes y cierre de las electro válvulas de dichos tanques, como también el control de una VENTURI el cual inyecta nutrientes al sistema, pero para esto primero se le indica los días de la semana que hay que regar (por ej.: lunes, miércoles y viernes) y cuánto tiempo cada riego (por ej.: de 10.00 a las 12,20 de la tarde). , dicha agua pasará a través de las tuberías primarias, secundarias, y terciarias respectivamente, para finalmente pasar a las tuberías laterales donde están contenidos los goteros, cuya finalidad es humedecer la raíz de la planta.

2.3.2. TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN.
Se utilizará las siguientes técnicas:

1. Observación
2. Entrevista
3. Encuesta
4. Análisis de documentos

2.3.3. INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN.
1.GUÍA DE OBSERVACIÓN.

-Sistema electrónico de la tarjeta programadora

-Sistema hidráulico del riego por goteo

-Sistema mecánico del riego por goteo

-Manejo agronómico del ají páprika

2.HOJA DE ENCUESTA.

Se deberá seleccionar las preguntas más convenientes, de acuerdo con la naturaleza de la investigación y, sobre todo, considerando el nivel de educación de las personas que se van a encuestar, con el fin de conocer estados de opinión o hechos específicos, aquí se elaborará un cuestionario.

3.HOJA DE ENTREVISTA.

Aquí habrá un diálogo entablado entre el entrevistador o entrevistadores que interrogan y el o los entrevistados que contestan.

DIAGRAMA DE GANTT

PRESUPUESTO