Sistema de Riego

7/17/2019 Sistema de Riego

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INSTITUTO TECNÓLOGICOSUPERIOR

DE CIUDAD ACUÑA

Sistema de riego automático para optimizar el uso de losrecursos

.

Materia:

Taller de Investigación II.

Semestre:




DE CIUDAD ACUÑA

6to Semestre.

Carrera:

Ingeniería Mecatrónica.

Integrantes:

Luis Guillermo odríguez Gómez.

Luis !duardo Gallegos Gómez.

Luis "ngel Medina Sánc#ez.

$uan Carlos González %le&andre.

$uan Carlos %storga Camac#o.

$orge 'aniel (ernández)Guerra *enavidez.

Cristó+al Casta,eda 'uron.

Profesor(a):

Ing. Mayra a!"o#a Mar$%ne& Ro'r%ge&

Índice

Contenido

Introducción......................................................................................................3

Planteamiento del problema................................................................................4

Objetivos..........................................................................................................4

Hipótesis..........................................................................................................4

Justificación......................................................................................................5

2




DE CIUDAD ACUÑAMarco Teórico...................................................................................................6

Marco Metodológico...........................................................................................8

Plan de análisis de resultados...........................................................................11

Referencias....................................................................................................12

Cronograma................................................................................................... 13

Presupuestos fuentes de financiamiento..........................................................14

!ne"os.......................................................................................................... 15

IntroducciónLa presente investigación se llevó a cabo con un plan de trabajo y un

diagnóstico, el cual proporcionó la información necesaria para el desarrollo de

la misma.

Uno de los principales factores que contribuyen al crecimiento de una

región es el aprovechamiento óptimo de los recursos naturales, el agua, por

mucho tiempo se empleado de una manera inapropiada. Muchos métodos se

han propuesto para la concientiación del uso apropiado del agua, un ejemplo

3




DE CIUDAD ACUÑAde esto son las campa!as publicitarias, lo que en ocasiones resulta ineficiente

debido a la falta de difusión y cultura general del cuidado del agua.

La agricultura utilia el "#$ de los recursos h%dricos disponibles a nivel

mundial, y este porcentaje seguir& siendo dominante en el consumo de agua

debido al crecimiento demogr&fico y a la demanda creciente de alimentos. 'n

Mé(ico, e(iste una urgente necesidad de crear estrategias para el uso

sostenible del agua, basadas en la ciencia y tecnolog%a, incluyendo mejoras

técnicas, agronómicas, de gestión e institucionales relacionadas con el ahorro

de agua en la agricultura para un desarrollo sostenible.

'(isten varios sistemas para lograr el ahorro de agua, desde los b&sicos

como el riego programado hasta los m&s avanados tecnológicamente, tales

como el uso de redes satelitales comerciales que permiten obtener im&genes

de alta resolución para evaluar las condiciones del cultivo y proporcionar

oportunamente la cantidad de agua

'n la actualidad el problema de muchas personas a la hora de realiar elriego de plantas en el hogar, cultivos, una cancha de futbol, &reas verdes

p)blicas, entre otros, es la fatiga de recordar la hora en que debe de llevarse a

cabo la tarea y de tener que estar presente durante todo el proceso lo que

puede resultar tedioso. *ebido a esto, surge la idea de implementar un sistema

de riego autom&tico utiliando tecnolog%a y conocimiento del medio para llegar

al sistema automatiado que permite tener un mejor aprovechamiento del agua

y pr&ctico a la hora de realiar el riego.

Planteamiento del problema*ebido a la falta de información y conocimiento del riego de cultivos, en

ocasiones se realia de manera incorrecta, ya sea de forma e(cesiva o en

horas inapropiadas, de manera que se desperdicia gran cantidad del agua, al

no ser bien aprovechada por las plantas, por lo que no se obtiene la calidaddeseada en los cultivos.

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DE CIUDAD ACUÑA

Objetivos

+mplementar un sistema de riego que trabaje al cumplirse las

condiciones ambientales de humedad, lu, agua, y as% regar en una forma

eficiente para mejorar la calidad de los cultivos aprovechando la energ%a y el

agua de la mejor manera.

Objetivos específicos

• provechar el agua de las lluvias durante las temporadas de escases

de agua para el riego de los cultivos.• 'vitar el uso e(cesivo de agua al utiliar sensores de humedad

evitando as% malgastar el agua.• +mplementar una nueva tecnolog%a para el sistema de riego en el que

se aplicaran los distintos conocimientos aprendidos durante nuestra

carrera profesional.

Hipótesis

'l uso de la tecnolog%a en los cultivos aumenta la productividad y calidad

agr%cola de igual manera evita perdidas y garantia una producción estable.

Justificación

'n la actualidad es importante incorporar la tecnolog%a en las empresas

como en los hogares. 'sto permite hacer m&s f&cil y cómodo su estilo de vida.

Con la tecnolog%a se busca mejorar el nivel de comodidad y evitar el

desperdicio de los recursos en las actividades com)nmente realiadas en

hogares y empresas.

'l riego de las plantas, cultivos y jardines es una actividad importante

para el cuidado de las &reas verdes, donde hay que tener en cuenta algunosfactores para que el riego no resulte perjudicial en lugar de beneficioso. 'n

5




DE CIUDAD ACUÑAocasiones el riego de plantas se realia de una forma errónea debido al

descuido o a la falta de conocimiento. Uno de los errores cometidos

frecuentemente es regar las plantas a pleno sol, lo cual no es conveniente,

puesto que el agua se evaporar& y no cumplir& ninguna función. *e la misma

forma, en algunas especies, la combinación de sol y gotas de agua puede

quemar sus hojas, ya que el agua funciona como una lupa.

s% mismo, nunca se debe cometer el error de encharcar las plantas,

pensando que necesitan mayores cantidades de agua por el calor. 'l abuso de

agua tan solo llevar& a que se pudran las ra%ces y, por lo tanto, la planta muera.

-or lo anterior se considera que un sistema de riego que opere de

manera autom&tica evitar& que se presente la problem&tica antes descrita. l

automatiar este proceso se proporcionara a las plantas el agua necesaria en

el momento adecuado permitiendo que la planta aproveche al m&(imo de este

recurso para que se desarrolle adecuadamente y se mantenga viva y colorida.

'ste proyecto ofrece el cuidado de las &reas verdes junto con losservicios ambientales que estas nos brindan 'l sistema busca la calidad y el

crecimiento de las plantas y es amigable con el medio ambiente ya que ajusta

su funcionamiento a las condiciones en que se encuentra la tierra consiguiendo

un mayor ahorro de agua a lo largo del a!o. /os brinda comodidad y ahorro de

los recursos y del tiempo.

Marco Teórico

'l agua es un elemento vital en la vida de los seres humanos ya que sin

esta no se puede vivir. 0ambién es necesaria para el desarrollo de los pa%ses

ya que se utilia en las industrias as% como en la agricultura y toma un papel

muy importante en los cambios clim&ticos actuales que han generado una

escases de la misma.

6




DE CIUDAD ACUÑA 'l agua es de mucha importancia en la producción agr%cola debido a que

es el factor m&s importante en la productividad de los ecosistemas. *e todos

los recursos que las especies vegetales necesitan para crecer el agua es el

m&s abundante y puede ser el m&s limitante por el gran volumen que una

planta debe absorber durante todo su ciclo de vida. 'l agua tiene funciones

sobre el transporte de los nutrientes desde el suelo a la parte m&s alta de las

plantas, por lo que cuando ocurre un déficit de humedad debido a la falta de

agua disminuye el potencial de productividad del cultivo. -or otro lado la

cantidad de lluvia y su distribución en un sitio o región determinado puedentraer beneficios como permitir que los cultivos alcancen rendimientos óptimos,

como también se puede impedir el mismo. Los factores que m&s limitan la

productividad ocurren cuando el volumen del agua por lluvia o por irrigación es

menor al requerimiento del cultivo o cuando se tiene poca disponibilidad de

agua en los momentos de m&(ima demanda. 1Mu!o, 23345

Munchara, 1233#5 dice que 6'l agua ha sido motivo de conflictos y

guerras e incluso hay quien vaticina que la tercera guerra mundial tendr%a su

origen por la lucha del agua6, al ser un recurso que todas las poblaciones

sobree(plotan se convierte en escaso para casi todas las sociedades y climas

hasta el punto que m&s de la mitad de la humanidad carece de ella. simismo

los pa%ses desarrollados tienes un alto consumo de agua utiliado

fundamentalmente en agricultura. 'l enorme consumo agr%cola es debido al

agua utiliada en sistemas de riego por gravedad o inundación.

Los sistemas de riego utiliados por las personas en casa regando sus

plantas, en campos verdes ya sea deportivos o de cosechas, no son lo

suficientemente efectivos debido a que los cultivos no aprovechan del todo el

agua utiliada, de tal manera que dichos cultivos no son de suficiente calidad lo

cual deber%a ser de mucha importancia ya que la agricultura es de gran

relevancia en nuestros ecosistemas agr%colas, que es en parte el resultado de

ambas tierras agr%colas como no agr%colas y los usos del agua. lgunos

ejemplos de los agros ecosistemas incluyen los arroales, los sistemas de

7




DE CIUDAD ACUÑApastoreo, los sistemas de acuicultura, y de los sistemas de cultivo y de los

ecosistemas m&s amplios en el que estos se basan. Los elementos de estos

sistemas pueden combinarse para formar sistemas mi(tos ya que es

imprescindible para el suministro de alimentos 17ecretar%a del Convenio sobre

la *iversidad 8iológica, 233"5.

7eg)n la 7ecretaria de agricultura, ganader%a, desarrollo rural, pesca y

alimentación 123925, la agricultura utilia el "#$ de los recursos h%dricos y este

porcentaje seguir& creciendo debido al crecimiento demogr&fico y la demanda

creciente de los alimentos. 'n Mé(ico, e(iste una urgente necesidad de crear

estrategias para el uso sostenible del agua, basadas en la ciencia y tecnolog%a,

incluyendo mejoras técnicas, agronómicas, de gestión e institucionales

relacionadas con el ahorro de agua en la agricultura para un desarrollo

sostenible.

*ebido a esto se implementan nuevos sistemas de riego automatiados

utiliando las nuevas tecnolog%as, desde los b&sicos como el riego programado

hasta los m&s avanados tecnológicamente, tales como el uso de redes

satelitales comerciales que permiten obtener im&genes de alta resolución para

evaluar las condiciones del cultivo y proporcionar oportunamente la cantidad de

agua. 'stos sistemas permiten optimiar el uso y manejo del agua en cultivos

agr%colas, ya que se trata de una red inal&mbrica de sensores para determinar

cu&ndo y cu&nto se riega el cultivo. 'l sistema puede ser utiliado en &reas

geogr&ficamente aisladas, debido a su autonom%a energética y bajo costo.

Con todo lo descrito anteriormente, se ha creado un sistema de riego

que se puede automatiar utiliando sensores para medir la humedad del

suelo, en lugar de un programa de riego pre:determinado a una hora del d%a y

con duración espec%fica, aprovechando la lu solar brindada en el d%a como un

interruptor autom&tico que permite optimiar el uso del agua en cultivos con lo

que se garantia el mejor producto agr%cola posible.

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DE CIUDAD ACUÑA

Marco Metodológico

'l proyecto consta de un circuito detector de oscuridad, el cual trabaja

con el funcionamiento de transistores, una fotorresistencia, un relevador,

resistencias y diodos.

continuación se muestra el diagrama electrónico de dicho circuito.

'ste circuito detector de oscuridad utilia como componente principal un

L*; 1fotorresistencia < foto resistor5. Un L*; var%a el valor de su resistencia

dependiendo de la cantidad de iluminación que lo incida, a m&s iluminación,

menor resistencia.

Como componente de salida el circuito utilia un relé que se activar&,

alimentando una carga 1por ejemplo la bomba del sistema de riego5.

'l conjunto ;2, =;9 1potenciómetro5 y > 1L*;5, forma un divisor de

voltaje. 'l voltaje de salida de este divisor de voltaje se toma entre el L*; y el

potenciómetro.

Cuando el L*; esté iluminado, habr& un voltaje bajo en la base del

transistor y éste no conducir& y no activar& el relé. Cuando el L*; esté sin

iluminación, el voltaje en la base del transistor subir& y este conducir& y

activar& el relé.

Como el nivel de iluminación sobre el L*; var%a gradualmente, se utilia

un potenciómetro para ajustar el nivel adecuado de activación del relé. 'l diodo

L'* *9 indica que el circuito est& en funcionamiento y el *iodo L'* *? se

activa cuando el nivel de lu va disminuyendo.

9




DE CIUDAD ACUÑA'l diodo *2 es para proteger el transistor cuando el relé se desconecte.

Lista de componentes del circuito detector de oscuridad

: @9A 0ransistor 2/2222

: ;9A ;esistores de 933B, 9<>

: ;?A ;esistor de 2.2B, 9<>

: ;>A L*; 1fotorresistencia5

: =;9A -otenciómetro de >DB

: ;L9A ;elé E voltios.

0ambién el proyecto utilia un circuito detector de humedad, este circuito

utilia para su funcionamiento transistores, resistencias y un relevador.

continuación se muestra el diagrama electrónico del circuito y una breve

e(plicación del funcionamiento.

l introducir los electrodos en agua o simplemente en tierra h)meda,

llega una peque!a corriente a la base de 09 1transistor 95, permitiendo éste el

paso de corriente hacia la base de 02 1transistor 25 que se satura y enciende la

bomba del riego. Cuando la tierra no tenga humedad, no pasar& corriente por el

circuito de transistores y la bomba permanecer& apagada y as% se logra el riego

autom&tico.

10




DE CIUDAD ACUÑALista de componentes del circuito detector de humedad.

:;9F;2F;?A resistores 9G, H

:09F02A 0ransistores /-/ 2/2222

:;L9A ;elé E voltios

l combinar estos dos circuitos se obtendr& un sistema autom&tico que

solo funcionara de noche debido al circuito de oscuridad y cuando la tierra este

seca comenara el riego de las plantas hasta que la humedad de la tierra sea

detectada por el sensor de humedad. Cuando llegue el punto de que la tierra

de los cultivos este h)meda, solo mientras sea de noche, pues el circuito dejara

de regar hasta que la tierra este seca de nuevo, solo cuando e(ista ausencia

de lu y as% tendremos un mejor aprovechamiento del agua para las plantas y

no desperdiciaremos tanta agua al momento de regar.

Plan de análisis de resultados

7e puede observar mediante la opinión de las personas, que no se riega

adecuadamente sus plantas debido a que la mayor%a lo est& hace una ve por

semana lo cual afecta el crecimiento de dichas plantas as% como los recursosque est&n nos proveen.

11




DE CIUDAD ACUÑA's importante tener en cuenta la hora del d%a para poder realiar esta

acción, de lo contrario podr%a sufrirse consecuencias negativas que podr%an

marchitar las plantas y as% obtener como resultado la perdida innecesaria de los

recursos como lo es el agua

'l sistema de riego cumple con los objetivos propuestos que son el

ahorro de tiempo, aumento de productividad y recursos, ya que se ha dise!ado

un prototipo capa de simplificar el trabajo de las personas mediante un

sistema de riego automatiado en el cual observa que el sistema de riego

redujo los desperdicios de los recursos en las actividades com)nmente

realiadas en hogares, campo y empresas tales como el agua, tiempo y dinero.

Con la implementación del sistema de riego automatiado se logra tener

un mejor aprovechamiento de los recursos en el inicio del proyecto se

pretendió optimiar al m&(imo los recursos para as% poder reducir los costes a

unos valores m%nimos 7e observó que el sistema de riego cumplió con el

mejoramiento de la calidad de vida por medio del ahorro de tiempo, recursos y

se puede mencionar el dinero.

Referencias

• Munchara, M. 1233#5. rquitectura del paisaje. Uso eficiente de agua

en jardiner%a, 9>D,99:9E. ;ecuperado de A

httpA<<blocs.epsevg.upc.edu<jardi<files<239?<3?<us:aigua:en:

jardineria.pdf

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DE CIUDAD ACUÑA

• Mu!o, . I. 123345. +mportancia del agua en la nutrición de los

cultivos. Cali, Colombia. ;ecuperadoA

httpA<<JJJ.cenicana.org<pdf<cartaKtrimestral<ct2334<ct?y>K34<ct?y>K3

4Kp9E:9".pdf • 7ecretar%a del Convenio sobre la *iversidad 8iológica. 1233"5. La

8iodiversidad y la gricultura. 7alvaguardando la biodiversidad y

asegurando alimentación para el mundo. Montreal, @uebec, Canad&.A

'm *ash *ise!o. ;ecuperadoA

httpA<<JJJ.cbd.int<doc<bioday<233"<ibd:233":booGlet:es.pdf • utiérre, .. 123925. 7istema de riego automatiado. La -a, 8aja

California 7ur, Mé(ico.A Centro de +nvestigaciones 8iológicas del

/oroeste. ;ecuperado de A

httpA<<intranet.cibnor.m(<personal<bmurillo<docs<sistema:riego:

automatiado:final.pdf

Cronograma

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DE CIUDAD ACUÑA

Presupuestos fuentes de financiamiento

Material Cantidad Totales

0ransistores /-/ 2/2222 ? N29.33

Iotorresistencia 9 NE.33

;esistencia de 9GὩ ? N#.33

;esistencia de 933GὩ 9 N9.33

;esistencia de 2.2GὩ 9 N9.33

;elevador 2 N2>.33

Iuente de alimentación de Ev 9 N#3.33

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Cable calibre 2> de 9 metro 2 N93.33

-otenciómetro 9 N9#.33

0ablilla fenólica 9 N".33

Clavija 9 N9#.33

Caja pl&stico 9 N?3.33

Total -/6.00

'l total del presupuesto fue cubierto en partes iguales por cada uno de los

integrantes del equipo.

!ne"os #encuestas$

9.: OCon qué frecuencia riegas tus plantas, jard%n, césped, cultivos, etcP

Q /o tengo Q 9 =e al d%a Q 9 =e por semana Q Cuando meacuerdo

2.: O qué hora del d%a acostumbras regar tus cultivosP

Q Ma!ana Q Medio d%a Q tardecer Q /oche

?.: OCómo consideras que es el consumo de agua que utilias en el riego de tuscultivosP

Q '(cesivo Q Moderado Q -oco

>.: OCu&nto estar%as dispuesto a gastar para la adquisición de un sistema de riegoautom&ticoP

Q Menos de 933N Q 933N : 233N Q 233N : ?33N Q M&s de?33N

#.: O0e interesar%a implementar un sistema de riego autom&tico para tus cultivosP

Q 7i Q /o

E.: O-iensas que ser%a conveniente un sistema de riego autom&tico en el tecP

Q 7i Q /o

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DE CIUDAD ACUÑA9.: OCon qué frecuencia riegas tus plantas, jard%n, césped, cultivos, etcP




?.: OCómo consideras que es el gasto de agua que utilias en el riego de tus cultivosP





Q 7i Q /o


Q 7i Q /o










Q 7i Q /o

E.: O-iensas que ser%a conveniente un sistema de riego autom&tico en el tecPQ 7i Q /o

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Q 7i Q /o


Q 7i Q /o










Q 7i Q /oE.: O-iensas que ser%a conveniente un sistema de riego autom&tico en el tecP

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DE CIUDAD ACUÑA Q 7i Q /o










Q 7i Q /o


Q 7i Q /o









#.: O0e interesar%a implementar un sistema de riego autom&tico para tus cultivosP Q 7i Q /o

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DE CIUDAD ACUÑAE.: O-iensas que ser%a conveniente un sistema de riego autom&tico en el tecP

Q 7i Q /o










Q 7i Q /o


□ Si □ No








Q Menos de 933N Q 933N : 233N Q 233N : ?33N Q M&s de

?33N#.: O0e interesar%a implementar un sistema de riego autom&tico para tus cultivosP

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DE CIUDAD ACUÑA Q 7i Q /o


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Q 7i Q /o


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DE CIUDAD ACUÑA#.: O0e interesar%a implementar un sistema de riego autom&tico para tus cultivosP

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DE CIUDAD ACUÑA Q Menos de 933N Q 933N : 233N Q 233N : ?33N Q M&s de?33N


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□ Si □ No







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DE CIUDAD ACUÑA>.: OCu&nto estar%as dispuesto a gastar para la adquisición de un sistema de riegoautom&ticoP



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DE CIUDAD ACUÑA Q '(cesivo Q Moderado Q -oco




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DE CIUDAD ACUÑA?.: OCómo consideras que es el consumo de agua que utilias en el riego de tuscultivosP





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#.: O0e interesar%a implementar un sistema de riego autom&tico para tus cultivosP Q 7i Q /o


Q 7i Q /o

!ne"os # %raficas$

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DE CIUDAD ACUÑA

No tengo; 13

1 !e" al dia; 26

1 !e" #or se$ana; 35

C%ando $e a&%erdo; 26

)Con *(e fe+(en+"a r"egas $(s ,#an$as- ar'"n- +es,e'- +(#$"/os- e$+.0

Ma'ana ; 20

Mediodia; 5

(tarde&er; 60

No&)e; 15

)A *(1 2ora 'e# '%a a+os$(3!ras regar $(s +(#$"/os0

26




DE CIUDAD ACUÑA

*+&esi!o; 15

Moderado; 65

,o&o; 20

)C43o +ons"'eras *(e es e# gas$o 'e ag(a *(e ($"#"&as en e# r"ego 'e $(s +(#$"/os0

Menos de -100; 55

-100.-200; 20

-200.-300; 15

Mas de -300; 10

)C(5n$o es$ar%as '"s,(es$o a gas$ar ,ara #a a'*("s"+"4n 'e (n s"s$e3a 'e r"ego a($o35$"+o0

27




DE CIUDAD ACUÑA

Si; 75

No; 25

)Te "n$eresar%a "3,#e3en$ar (n s"s$e3a 'e r"ego a($o35$"+o ,ara $(s +(#$"/os0

Si; 80

No; 20

)P"ensas *(e ser%a +on/en"en$e (n s"s$e3a 'e r"ego a($o35$"+o en e# $e+0

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