automatización de un sistema de riego híbrido solar28

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  • 5/21/2018 Automatizacin de Un Sistema de Riego Hbrido Solar28

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    Integrantes:Torres Mendoza AndreaMartnez Martnez Teresa de JessMorales Avila Jos OscarCruz Bautista Hernn

    Automatizacin de

    un sistema de riegoSolarMATERIA: INTEGRADORA I

    DOCENTE: ING. CESAR RAMREZ LPEZ

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    CONTENIDO

    Marco Terico ......................................................................................................................... 2

    Justificacin .......................................................................................................................... 22

    Alcances ................................................................................................................................ 24Objetivo ................................................................................................................................ 24

    Descripcin del lugar ............................................................................................................ 24

    BIBLIOGRAFA ....................................................................................................................... 32

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    MARCO TERICO

    Medicin de Agua en el Suelo con Sensores.

    La humedad es una forma de indicar la cantidad de agua presente en el perfil delsuelo, a una cierta profundidad, en un momento determinado. Esta se puede medirempleando instrumentos o sensores que son instalados en el suelo, generalmentea la profundidad de las races del cultivo. De esta forma se puede conocer deprecisa la cantidad de agua presente en el suelo, y de esta forma evaluar si esnecesario suministrar agua al cultivo por medio de un sistema de riego.

    Actualmente en el mercado existe una gran variedad de instrumentos d isponiblesque nos permiten determinar la variacin de la humedad en el perfil de suelo.Entre ellos se encuentran por ejemplo: el tensimetro, equipos TDR y sondas de

    capacitancia (FDR).Los mtodos utilizados para medir el agua en el suelo se clasifican como directose indirectos. El mtodo directo hace referencia a al mtodo gravimtrico en el cualse recolecta una muestra del suelo, se pesa, se seca en el horno y se pesanuevamente para determinar el contenido de agua de la muestra. Para obtener elcontenido volumtrico se multiplica por la densidad aparente.

    La ecuacin bsica para expresar el contenido de humedad en base a la masaseca es:

    Es muy utilizado para calibrar los instrumentos utilizados en los mtodos directos.

    Mw= Es la masa de agua contenida en el suelo.

    Ms= Es igual a la masa de la muestra de suelo secada al horno

    W= Es el contenido de humedad en el suelo

    En los mtodos directos se encuentran los mtodos basados en equipos demedicin, es decir sensores. Los instrumentos ms utilizados para medir lahumedad del suelo son los siguientes:

    Tensimetro:El tensimetro comn est formado de una cpsula de cermica porosa la cualest conectada a un vacumetro o indicador de vaco y por un tubo lleno de agua.

    El tensimetro mide la tensin o fuerza (indicada en centibares) con que el aguaes retenida por el suelo. El valor de tensin medido se relaciona con un cierto

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    contenido de agua disponible para las plantas pero en desventaja no determinadirectamente el contenido de agua del suelo. (CITRA, s.f)

    Equipo TDR:

    Es un instrumento electrnico compuesto por una unidad controladora, que es el

    sistema donde se almacenan las mediciones de humedad. De esta unidad sale uncable conector que se conectan a un par de varillas de acero inoxidable las cualesson instaladas en el suelo a la profundidad de medicin deseada. Con el TDR sepuede medir de manera directa el contenido de humedad volumtrico del suelo adiferentes profundidades, entregando un valor de humedad pro medio para ellargo de varillas de acero inoxidable utilizadas.

    Sonda de capacitancia (FDR):

    Este equipo est compuesto bsicamente por tres secciones: una unidadcontroladora, una sonda y un tubo de acceso. La unidad controladora guarda las

    mediciones de humedad y transmite los datos al computador, la sonda que mide lahumedad del suelo, y el tubo de acceso de PVC que permite introducir la sonda alinterior del suelo. Este dispositivo mide el contenido de humedad volumtrico delsuelo a diferentes profundidades.

    Sensores que miden la constante dielctrica del suelo:

    Estos sensores miden los cambios en la constante dielctrica del suelo con uncapacitor que consta de dos placas de un material conductor que estn separadaspor una distancia corta.

    Cuando el material que se encuentra entre las placas del condensador es aire, setoma el valor de la constante dielctrica como 1. La mayora de los materiales delsuelo, tales como la arena, arcilla y material orgnico poseen una constantedielctrica de 2 a 4. El agua tiene la constante dielctrica ms alta, que es de 78.Por lo tanto, los contenidos ms altos de agua en un sensor de capacitanciaseran indicados por constantes dielctricas con medidas ms altas. Comoconsecuencia, al medir los cambios en una constante dielctrica, el contenido deagua se mide indirectamente.

    Sondas de neutrones:

    La sonda de dispersin de neutrones es una tcnica de prueba eficaz para medirel contenido total de agua en el suelo por volumen. Este instrumento estima lacantidad de agua en un volumen de suelo al calcular la cantidad de hidrgenopresente.

    Las sondas de neutrones consisten en una unidad hecha de una fuente deneutrones de alta energa y de un detector. Los neutrones rpidos, emitidos de lafuente y que pasan a travs del tubo de acceso dentro del suelo adyacente,

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    pierden gradualmente su energa por medio de colisiones con otros ncleosatmicos. Los neutrones chocan con el hidrgeno del agua del suelo y pierdenvelocidad. Los neutrones lentos rebotan de nuevo a un detector, creando unimpulso elctrico que se registra automticamente y proporciona un determinadonmero de neutrones por perodo de tiempo. Bsicamente, este nmero de pulsos

    est relacionado linealmente con el contenido volumtrico total del agua en elsuelo.

    Sensores de humedad en el suelo por conductividad:

    Se trata de utilizar la conductividad de la muestra (tierra), la cual va a ser mayormientras ms sea la cantidad de agua presente en ella. Se introducen doselectrodos separados por cierta distancia, para luego ser sometidos a unadiferencia de potencial constante. La corriente circulante ser entoncesproporcional a la cantidad de agua presente en la muestra.

    Sensores compatibles con Arduino.

    Como ya se ha descrito existen distintos tipos de sensores que permiten medir lahumedad como una variable fsica. Para el desarrollo e implementacin de estesistema de riego, los dispositivos ms viables a utilizar son los Sensores deHumedad compatibles con Arduino ya que es una plataforma de hardware decdigo abierto, basada en una sencilla placa con entradas y salidas, analgicas ydigitales, en un entorno de desarrollo que est basado en el lenguaje deprogramacin Processing. Es un dispositivo que conecta el mundo fsico con elmundo virtual, o el mundo analgico con el digital. Es con esta herramienta como

    podemos llevar acabo la automatizacin de distintos sistemas, en lo particular unsistema de riego ya que este Hardware fue diseado para facilitar el uso de laelectrnica en mltiples reas. (Wordspress, 2013)

    Arduino como ya ha sido descrito anteriormente es una placa con unmicrocontrolador de la marca Atmel y con toda la circuitera de soporte conectadoa un mdulo adaptador USB-serie que permite programar el microcontroladordesde cualquier PC de manera cmoda. Un arduino dispone de 14 pines quepueden configurarse como entrada o salida y a los que puede conectarsecualquier dispositivo que sea capaz de transmitir o recibir seales digitales de 0 o

    5 V.Tambin dispone de entradas y salidas analgicas. Mediante entradas analgicasse puede obtener datos de sensores en formas de variaciones continuas de voltajecomo los sensores de humedad que se basan en la conductividad. As que sinduda utilizar esta plataforma de Hardware programable, es indispensable en laautomatizacin del sistema de riego hbrido.

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    Uno de los sensores de humedad ms utilizados es el DHT11. Este dispositivo esun sensor que proporciona una salida de datos digital. Entre sus ventajaspodemos mencionar el bajo costo y el despliegue de datos digitales. Por elcontrario las desventajas del DHT11 es que slo lee enteros, no podemos leertemperaturas con decimales por lo que no obtiene lecturas precisas, lo cual para la

    Agricultura no puede ser tan relevante.

    Este sensor se caracteriza por tener la seal digital calibrada por lo que asegurauna alta calidad y una fiabilidad a lo largo del tiempo, ya que contiene unmicrocontrolador de 8 bits integrado. Est constituido por dos sensores resistivos(NTC y humedad). Tiene una excelente calidad y una respuesta rpida en lasmedidas. Puede medir la humedad entre el rango 20% aprox. 95% y latemperatura entre el rango 0C50C.

    Arduino y Software de aplicacin.

    Arduino es una plataforma de electrnica abierta para la creacin de prototiposbasada en software y hardware flexibles y fciles de usar. Se cre para artistas,diseadores, aficionados y cualquiera interesado en crear entornos u objetosinteractivos. (share, 2014)

    Arduino puede tomar informacin del entorno a travs de sus pines de entrada detoda una gama de sensores y puede afectar aquello que le rodea controlandoluces, motores y otros actuadores. (share, 2014)

    El Lenguaje de programacin Arduino se basa en C/C++ se puede ejecutar con el

    sistema operativo Windows, Linux y Mac OS X. (share, 2014)Enlace de descarga de Arduino 1.0.5: http://arduino.cc/en/Main/Software

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    Operadores Aritmticos

    = (asignacin)+ (suma)- (resta)* (multiplicacin)/ (divisin)% (resto)

    Operadores Comparativos

    ==(igual a)!=(distinto de)(mayor que)=(mayor o igual que)

    Operadores de Composicin

    ++(incrementa)--(decrementa)+=(composicin suma)-=(composicin resta)*=(composicin multiplicacin)/=(composicin divisin)

    Los programas hechos con Arduino se dividen en tres partesprincipales: estructura, valores(variables y constantes), y funciones

    Estructura

    setup() (inicializacin)loop() (bucle)

    Estructuras de control

    if(comparador si-entonces)if...else(comparador si...sino)for(bucle con contador)switch case(comparador mltiple)while(bucle por comparacin booleana)do... while(bucle por comparacin booleana)break(salida de bloque de cdigo)

    continue(continuacin en bloque de cdigo)return(devuelve valor a programa)

    Sintaxis

    ;(punto y coma){}(llaves)//(comentarios en una lnea)/* */(comentarios en mltiples lneas)

    Operadores Booleanos

    &&(y)||(o)!(negacin)

    http://arduino.cc/es/Reference/Assignmenthttp://arduino.cc/es/Reference/Assignmenthttp://arduino.cc/es/Reference/Arithmetichttp://arduino.cc/es/Reference/Arithmetichttp://arduino.cc/es/Reference/Arithmetichttp://arduino.cc/es/Reference/Arithmetichttp://arduino.cc/es/Reference/Arithmetichttp://arduino.cc/es/Reference/Arithmetichttp://arduino.cc/es/Reference/Arithmetichttp://arduino.cc/es/Reference/Arithmetichttp://arduino.cc/es/Reference/Modulohttp://arduino.cc/es/Reference/Modulohttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Incrementhttp://arduino.cc/es/Reference/Incrementhttp://arduino.cc/es/Reference/Incrementhttp://arduino.cc/es/Reference/Incrementhttp://arduino.cc/es/Reference/IncrementCompoundhttp://arduino.cc/es/Reference/IncrementCompoundhttp://arduino.cc/es/Reference/IncrementCompoundhttp://arduino.cc/es/Reference/IncrementCompoundhttp://arduino.cc/es/Reference/IncrementCompoundhttp://arduino.cc/es/Reference/IncrementCompoundhttp://arduino.cc/es/Reference/IncrementCompoundhttp://arduino.cc/es/Reference/IncrementCompoundhttp://arduino.cc/es/Reference/Setuphttp://arduino.cc/es/Reference/Setuphttp://arduino.cc/es/Reference/Loophttp://arduino.cc/es/Reference/Loophttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Elsehttp://arduino.cc/es/Reference/Elsehttp://arduino.cc/es/Reference/Forhttp://arduino.cc/es/Reference/Forhttp://arduino.cc/es/Reference/SwitchCasehttp://arduino.cc/es/Reference/SwitchCasehttp://arduino.cc/es/Reference/Whilehttp://arduino.cc/es/Reference/Whilehttp://arduino.cc/es/Reference/DoWhilehttp://arduino.cc/es/Reference/DoWhilehttp://arduino.cc/es/Reference/Breakhttp://arduino.cc/es/Reference/Breakhttp://arduino.cc/es/Reference/Continuehttp://arduino.cc/es/Reference/Continuehttp://arduino.cc/es/Reference/Returnhttp://arduino.cc/es/Reference/Returnhttp://arduino.cc/es/Reference/SemiColonhttp://arduino.cc/es/Reference/SemiColonhttp://arduino.cc/es/Reference/Braceshttp://arduino.cc/es/Reference/Braceshttp://arduino.cc/es/Reference/Commentshttp://arduino.cc/es/Reference/Commentshttp://arduino.cc/es/Reference/Commentshttp://arduino.cc/es/Reference/Commentshttp://arduino.cc/es/Reference/Booleanhttp://arduino.cc/es/Reference/Booleanhttp://arduino.cc/es/Reference/Booleanhttp://arduino.cc/es/Reference/Booleanhttp://arduino.cc/es/Reference/Booleanhttp://arduino.cc/es/Reference/Booleanhttp://arduino.cc/es/Reference/Booleanhttp://arduino.cc/es/Reference/Booleanhttp://arduino.cc/es/Reference/Booleanhttp://arduino.cc/es/Reference/Commentshttp://arduino.cc/es/Reference/Commentshttp://arduino.cc/es/Reference/Braceshttp://arduino.cc/es/Reference/SemiColonhttp://arduino.cc/es/Reference/Returnhttp://arduino.cc/es/Reference/Continuehttp://arduino.cc/es/Reference/Breakhttp://arduino.cc/es/Reference/DoWhilehttp://arduino.cc/es/Reference/Whilehttp://arduino.cc/es/Reference/SwitchCasehttp://arduino.cc/es/Reference/Forhttp://arduino.cc/es/Reference/Elsehttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Loophttp://arduino.cc/es/Reference/Setuphttp://arduino.cc/es/Reference/IncrementCompoundhttp://arduino.cc/es/Reference/IncrementCompoundhttp://arduino.cc/es/Reference/IncrementCompoundhttp://arduino.cc/es/Reference/IncrementCompoundhttp://arduino.cc/es/Reference/Incrementhttp://arduino.cc/es/Reference/Incrementhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Ifhttp://arduino.cc/es/Reference/Modulohttp://arduino.cc/es/Reference/Arithmetichttp://arduino.cc/es/Reference/Arithmetichttp://arduino.cc/es/Reference/Arithmetichttp://arduino.cc/es/Reference/Arithmetichttp://arduino.cc/es/Reference/Assignment
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    Variables

    Constantes

    HIGH|LOWINPUT|OUTPUTtrue|falseConstantes Numricas

    Tipos de Datos

    boolean(booleano)char(carcter)byteint(entero)unsigned int(entero sin signo)long(entero 32b)

    unsigned long(entero 32b sin signo)float(en coma flotante)double(en coma flotante de 32b)string(cadena de caracteres)array(cadena)void(vaco)

    Conversin

    char()byte()int()long()float()

    Funciones

    E/S Digitales

    pinMode()digitalWrite()digitalRead()

    E/S Analgicas

    analogRead()analogWrite() - PWM(modulacin porancho de pulso)

    E/S Avanzadas

    tone() noTone() shiftOut() pulseIn()

    Tiempo

    millis()micros()delay()

    delayMicroseconds()

    Trigonometra

    sin() (seno)cos() (coseno)tan() (tangente)

    Nmeros Aleatorios

    randomSeed()random()

    Communicacin

    Serial

    Matemticas

    min() (mnimo)max() (mximo)abs() (valor absoluto)constrain() (limita)map() (cambia valor de rango)

    pow() (eleva a un nmero)sq() (eleva al cuadrado)sqrt() (raz cuadrada)

    Trigonometra

    sin() (seno)cos() (coseno)tan() (tangente)

    Nmeros Aleatorios

    randomSeed()random()

    Communicacin

    Serial

    http://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/IntegerConstantshttp://arduino.cc/es/Reference/IntegerConstantshttp://arduino.cc/es/Reference/BooleanVariableshttp://arduino.cc/es/Reference/BooleanVariableshttp://arduino.cc/es/Reference/Charhttp://arduino.cc/es/Reference/Charhttp://arduino.cc/es/Reference/Bytehttp://arduino.cc/es/Reference/Bytehttp://arduino.cc/es/Reference/Inthttp://arduino.cc/es/Reference/Inthttp://arduino.cc/es/Reference/UnsignedInthttp://arduino.cc/es/Reference/UnsignedInthttp://arduino.cc/es/Reference/Longhttp://arduino.cc/es/Reference/Longhttp://arduino.cc/es/Reference/UnsignedLonghttp://arduino.cc/es/Reference/UnsignedLonghttp://arduino.cc/es/Reference/Floathttp://arduino.cc/es/Reference/Floathttp://arduino.cc/es/Reference/Doublehttp://arduino.cc/es/Reference/Doublehttp://arduino.cc/es/Reference/Stringhttp://arduino.cc/es/Reference/Stringhttp://arduino.cc/es/Reference/Arrayhttp://arduino.cc/es/Reference/Arrayhttp://arduino.cc/es/Reference/Voidhttp://arduino.cc/es/Reference/Voidhttp://arduino.cc/es/Reference/CharCasthttp://arduino.cc/es/Reference/CharCasthttp://arduino.cc/es/Reference/ByteCasthttp://arduino.cc/es/Reference/ByteCasthttp://arduino.cc/es/Reference/IntCasthttp://arduino.cc/es/Reference/IntCasthttp://arduino.cc/es/Reference/LongCasthttp://arduino.cc/es/Reference/LongCasthttp://arduino.cc/es/Reference/FloatCasthttp://arduino.cc/es/Reference/FloatCasthttp://arduino.cc/es/Reference/PinModehttp://arduino.cc/es/Reference/PinModehttp://arduino.cc/es/Reference/DigitalWritehttp://arduino.cc/es/Reference/DigitalWritehttp://arduino.cc/es/Reference/DigitalReadhttp://arduino.cc/es/Reference/DigitalReadhttp://arduino.cc/es/Reference/AnalogReadhttp://arduino.cc/es/Reference/AnalogReadhttp://arduino.cc/es/Reference/AnalogWritehttp://arduino.cc/es/Reference/AnalogWritehttp://arduino.cc/es/Reference/Tonehttp://arduino.cc/es/Reference/Tonehttp://arduino.cc/es/Reference/NoTonehttp://arduino.cc/es/Reference/NoTonehttp://arduino.cc/es/Reference/ShiftOuthttp://arduino.cc/es/Reference/ShiftOuthttp://arduino.cc/es/Reference/PulseInhttp://arduino.cc/es/Reference/PulseInhttp://arduino.cc/es/Reference/Millishttp://arduino.cc/es/Reference/Millishttp://arduino.cc/es/Reference/Microshttp://arduino.cc/es/Reference/Microshttp://arduino.cc/es/Reference/Delayhttp://arduino.cc/es/Reference/Delayhttp://arduino.cc/es/Reference/DelayMicrosecondshttp://arduino.cc/es/Reference/DelayMicrosecondshttp://arduino.cc/es/Reference/Sinhttp://arduino.cc/es/Reference/Sinhttp://arduino.cc/es/Reference/Coshttp://arduino.cc/es/Reference/Coshttp://arduino.cc/es/Reference/Tanhttp://arduino.cc/es/Reference/Tanhttp://arduino.cc/es/Reference/RandomSeedhttp://arduino.cc/es/Reference/RandomSeedhttp://arduino.cc/es/Reference/Randomhttp://arduino.cc/es/Reference/Randomhttp://arduino.cc/es/Reference/Serialhttp://arduino.cc/es/Reference/Serialhttp://arduino.cc/es/Reference/Minhttp://arduino.cc/es/Reference/Minhttp://arduino.cc/es/Reference/Maxhttp://arduino.cc/es/Reference/Maxhttp://arduino.cc/es/Reference/Abshttp://arduino.cc/es/Reference/Abshttp://arduino.cc/es/Reference/Constrainhttp://arduino.cc/es/Reference/Constrainhttp://arduino.cc/es/Reference/Maphttp://arduino.cc/es/Reference/Maphttp://arduino.cc/es/Reference/Powhttp://arduino.cc/es/Reference/Powhttp://arduino.cc/es/Reference/Sqhttp://arduino.cc/es/Reference/Sqhttp://arduino.cc/es/Reference/Sqrthttp://arduino.cc/es/Reference/Sqrthttp://arduino.cc/es/Reference/Sinhttp://arduino.cc/es/Reference/Sinhttp://arduino.cc/es/Reference/Coshttp://arduino.cc/es/Reference/Coshttp://arduino.cc/es/Reference/Tanhttp://arduino.cc/es/Reference/Tanhttp://arduino.cc/es/Reference/RandomSeedhttp://arduino.cc/es/Reference/RandomSeedhttp://arduino.cc/es/Reference/Randomhttp://arduino.cc/es/Reference/Randomhttp://arduino.cc/es/Reference/Serialhttp://arduino.cc/es/Reference/Serialhttp://arduino.cc/es/Reference/Serialhttp://arduino.cc/es/Reference/Randomhttp://arduino.cc/es/Reference/RandomSeedhttp://arduino.cc/es/Reference/Tanhttp://arduino.cc/es/Reference/Coshttp://arduino.cc/es/Reference/Sinhttp://arduino.cc/es/Reference/Sqrthttp://arduino.cc/es/Reference/Sqhttp://arduino.cc/es/Reference/Powhttp://arduino.cc/es/Reference/Maphttp://arduino.cc/es/Reference/Constrainhttp://arduino.cc/es/Reference/Abshttp://arduino.cc/es/Reference/Maxhttp://arduino.cc/es/Reference/Minhttp://arduino.cc/es/Reference/Serialhttp://arduino.cc/es/Reference/Randomhttp://arduino.cc/es/Reference/RandomSeedhttp://arduino.cc/es/Reference/Tanhttp://arduino.cc/es/Reference/Coshttp://arduino.cc/es/Reference/Sinhttp://arduino.cc/es/Reference/DelayMicrosecondshttp://arduino.cc/es/Reference/Delayhttp://arduino.cc/es/Reference/Microshttp://arduino.cc/es/Reference/Millishttp://arduino.cc/es/Reference/PulseInhttp://arduino.cc/es/Reference/ShiftOuthttp://arduino.cc/es/Reference/NoTonehttp://arduino.cc/es/Reference/Tonehttp://arduino.cc/es/Reference/AnalogWritehttp://arduino.cc/es/Reference/AnalogReadhttp://arduino.cc/es/Reference/DigitalReadhttp://arduino.cc/es/Reference/DigitalWritehttp://arduino.cc/es/Reference/PinModehttp://arduino.cc/es/Reference/FloatCasthttp://arduino.cc/es/Reference/LongCasthttp://arduino.cc/es/Reference/IntCasthttp://arduino.cc/es/Reference/ByteCasthttp://arduino.cc/es/Reference/CharCasthttp://arduino.cc/es/Reference/Voidhttp://arduino.cc/es/Reference/Arrayhttp://arduino.cc/es/Reference/Stringhttp://arduino.cc/es/Reference/Doublehttp://arduino.cc/es/Reference/Floathttp://arduino.cc/es/Reference/UnsignedLonghttp://arduino.cc/es/Reference/Longhttp://arduino.cc/es/Reference/UnsignedInthttp://arduino.cc/es/Reference/Inthttp://arduino.cc/es/Reference/Bytehttp://arduino.cc/es/Reference/Charhttp://arduino.cc/es/Reference/BooleanVariableshttp://arduino.cc/es/Reference/IntegerConstantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constantshttp://arduino.cc/es/Reference/Constants
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    Visio

    Simplifique la informacin compleja con diagramas profesionales que puede crearcon solo unos clics. Visio hace fcil la creacin de diagramas tanto para capturarrpidamente un diagrama de flujo que ha aportado en una pizarra, asignar una redinformtica, crear un organigrama, documentar un proceso de negocio o dibujar unplano de planta. (Microsoft, 2014)

    Requerimientos de Sistema:

    Windows 8 Microsoft office 2010 o 2013

    Electrovlvulas

    Las electrovlvulas son dispositivos que responden a pulsos elctricos. Gracias ala corriente que circula a travs del solenoide es posible abrir o cerrar la vlvulacontrolando, de esta forma, el flujo de fluidos. Al circular corriente por solenoidegenera un campo magntico que atrae el ncleo mvil y al finalizar el efecto delcampo magntico, el ncleo vuelve a su posicin, en la mayora de los casos, porefecto de un resorte. (Distritec, 2014)

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    Una electrovlvula est compuesta por dos partes:

    Una cabeza magntica constituida principalmente por una bobina, tubo,culata, anillo de desfasado, resorte(s).

    Un cuerpo, con orificios de racordaje, obturados por clapet, membrana,

    pistn, etc. segn el tipo de tecnologa empleada.La apertura y el cierre de la electrovlvula estn unida a la posicin del ncleomvil que se desplaza bajo el efecto del campo magntico provocado por lapuesta con tensin de la bobina.

    Existen distintos tipos de electrovlvulas, pero la que se emplea en el desarrollodel proyecto de automatizacin es una electrovlvula 2/2-3/2 de mando directo. Enesta electrovlvula el ncleo est unido mecnicamente al clapet que abre o cierrael orificio segn la bobina est alimentada o no. (ASCO, S.F.)

    Existen principalmente en versiones 2/2 NC/NA, 3/2 NC/NA/U.

    Donde:

    NC = Normalmente cerrada

    NA = Normalmente abierta

    U = Universal

    Las electrovlvulas son ms fciles de controlar mediante programas de software.Es ideal para la automatizacin industrial, para este caso en la automatizacin delsistema de riego hbrido. Una de las principales ventajas que ofrecen las

    electrovlvulas, es que suelen implementarse en lugares de difcil acceso ya quepueden ser accionadas por medio de acciones elctricas. Tambin son utilizadasen vaco o hasta en altas presiones y altas temperaturas.

    Las electrovlvulas para que puedan funcionar correctamente se les debesuministrar 110 V, pero para que arduino pueda activarlas es necesario realizar uncircuito de activacin de la electrovlvula, el cual incluye el uso de un Relays parasu activacin y su desactivacin.

    Sistema fotovoltaico

    Existen diversas formas de aprovechar el Sol para producir electricidad, unaclasificacin adecuada es la siguiente:

    Mtodos indirectos: El sol se aprovecha para calentar un fluido (que puedeser agua, sodio, sales fundidas...) y convertirlo en vapor, con el fin deproducir electricidad mediante el movimiento de un generador. Laproduccin de la electricidad se realiza mediante un ciclo termodinmicoconvencional, como se hara en una central trmica de combustible fsil.

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    Mtodos directos: En ellos la luz del sol es convertida directamente aelectricidad mediante el uso de las celdas solares. Se distingue entresistemas conectados a red y sistemas aislados o autnomos.

    Clasificacin de las instalaciones solares fotovoltaicas.

    La clasificacin de las instalaciones solares fotovoltaicas (ISF) se puede realizaren funcin de la aplicacin a la que estn destinadas. As, se distinguirn entreaplicaciones autnomas y aplicaciones conectadas a la red.

    Aplicaciones autnomas: Producen electricidad sin ningn tipo de conexincon la red elctrica, a fin de dotar de este tipo de energa al lugar donde seencuentran ubicadas. Existen dos grandes aplicaciones segn sea el mediodonde se realiza.

    o

    Aplicaciones espaciales: Sirven para proporcionar energa elctrica aelementos colocados por el ser humano en el espacio, tales comosatlites de comunicaciones, la Estacin Espacial Internacional, etc.

    o Aplicaciones terrestres: Telecomunicaciones: Telefona rural, radio, repetidores (de

    telefona, televisin, etc). Electrificacin de zonas rurales y aisladas: Estas

    instalaciones, que se pueden realizar en cualquier lugar, estnpensadas para pases y regiones en desarrollo y todasaquellas zonas en que no existe acceso a la red elctrica

    comercial. Sealizacin: se aplica, por ejemplo, a seales de trfico

    luminosas, formadas por diodos LED, alimentados por unpanel solar y una batera.

    Alumbrado pblico: se utiliza en zonas en las que resultacomplicado llevar una lnea elctrica convencional.

    Bombeo de agua: estas instalaciones estn pensadas paralugares tales como granjas, ranchos, etc. Se pueden realizaren cualquier lugar. Su uso puede ser tanto para agua potablecomo para riego.

    Aplicaciones conectadas a la red: En ellas, el productor no utiliza la energadirectamente, sino que es vendida al organismo encargado de la gestin dela energa en el pas. Tienen la ventaja de que la produccin de electricidadse realiza precisamente en el periodo de tiempo en el que la curva dedemanda de electricidad aumenta, es decir, durante el da. Siendo muyimportantes los kW generados de esta forma.

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    Ilustracin 1. Sistema Fotovoltaico

    Elementos de una Instalacin Solar fotovoltaica

    En forma general una instalacin fotovoltaica est diseada e integrada de lasiguiente forma:

    Un arreglo fotovoltaico est constituido por un determinado nmero de mdulos ounidades fotovoltaicas individuales. El nmero de unidades depende de lapotencia nominal requerida en el arreglo y de la potencia pico de los mdulosseleccionados. El voltaje de salida del arreglo, que corresponde al voltaje deoperacin del inversor se obtiene mediante la conexin serie de un nmerodeterminado de mdulos; y la potencia, a travs de la conexin paralela de dichasseries.

    La celda solar.El elemento principal de cualquier instalacin de energa solar es el generador,que recibe el nombre de clula solar. Se caracteriza por convertir directamenteen electricidad los fotones provenientes de la luz del sol. Su funcionamiento sebasa en el efecto fotovoltaico.

    Una clula solar se comporta como un diodo: la parte expuesta a la radiacin solares la N, y la parte situada en la zona de oscuridad, la P. Los terminales deconexin de la clula se hallan sobre cada una de estas partes del diodo: la caracorrespondiente a la zona P se encuentra metalizada por completo (no tiene que

    recibir luz), mientras que en la zona N el metalizado tiene forma de peine, a fin deque la radiacin solar llegue al semiconductor.

    El panel solar.

    Un panel solar o mdulo fotovoltaico est formado por un conjunto de clulas,conectadas elctricamente, encapsuladas, y montadas sobre una estructura desoporte o marco. Proporciona en su salida de conexin una tensin continua, y se

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    disea para valores concretos de tensin (6 V, 12 V, 24 V...), que definirn latensin a la que va a trabajar el sistema fotovoltaico.

    Los tipos de paneles solares vienen dados por la tecnologa de fabricacin de lasclulas, y son fundamentalmente:

    o Silicio cristalino (monocristalino y multicristalino).o Silicio amorfo

    Ilustracin 2.

    Regulador.

    Para un correcto funcionamiento de la instalacin, hay que instalar un sistema deregulacin de carga en la unin entre los paneles solares y las bateras. Esteelemento recibe el nombre de regulador y tiene como misin evitar situaciones decarga y sobre carga de la batera, con el fin de alargar su vida til.

    El regulador trabaja por tanto en las dos zonas. En la parte relacionada con lacarga, su misin es la de garantizar una carga suficiente al acumulador y evitar lassituaciones de sobrecarga, y en la parte de descarga se ocupar de asegurar elsuministro elctrico diario suficiente y evitar la descarga excesiva de la batera.

    Acumuladores o Bateras.

    La llegada de la energa solar a los mdulos fotovoltaicos no se produce demanera uniforme, sino que presenta variaciones por diferentes motivos. Algunasde estas variaciones son predecibles como la duracin de la noche o lasestaciones del ao, pero existen otras muchas causas que pueden produciralteraciones de manera aleatoria en la energa recibida, como puede ocurrir conun aumento de la nubosidad en un determinado instante.

    Este hecho hace necesario utilizar algn sistema de almacenamiento de energapara aquellos momentos en que la radiacin recibida sobre el generadorfotovoltaico no sea capaz de hacer que la instalacin funcione en los valoresdiseados. Para ello se utilizarn las bateras o acumuladores.

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    El inversor.

    El inversor se encarga de convertir la corriente continua de la instalacin encorriente alterna, igual a la utilizada en la red elctrica: 127 V de valor eficaz yuna frecuencia de 60 Hz.

    Es un elemento imprescindible en las instalaciones conectadas a red, y estarpresente en la mayora de instalaciones autnomas, sobre todo en aquellasdestinadas a la electrificacin de viviendas.

    Sistemas de tratamiento de aguas Grises

    Las aguas residuales o negras son las procedentes del desage de la cocina o delvter. Segn la FAO, son especialmente eficaces para el riego. (Solar), s.f.).

    El agua es un recurso imprescindible para la supervivencia humana y para la elequilibrio de los ecosistemas. En los pases de clima ms seco, los gobiernos ya

    estn tomando medidas para asegurar los recursos para los usos msimprescindibles, por ejemplo, el desarrollo de desaladoras. Pero ya existe escasezgrave en algunos de ellos, como ciertos estados de la India. El cambio climtico yala posibilidad de que el clima de la pennsula se vuelva ms rido recomienda latoma de medidas tambin a nivel particular para asegurarnos el suministro deagua a pesar de que aparezcan posibles restricciones. (Solar), s.f.)

    Existen varios mtodos de reciclaje de agua domstica que pueden aprovecharse:

    Reciclaje de aguas grises: las provenientes de baos, duchas y lavabos

    Tratamiento de aguas residuales: las provenientes del vter y la cocina

    Captacin de aguas pluviales: acumulacin de agua de lluvia que cae sobrenuestro tejado

    En todos los casos, el agua tratada no es directamente potable, pero puedeaprovecharse para los usos en los que no se requiere el agua potable,disminuyendo al mnimo la dependencia de agua del exterior: la necesitaramosslo para beber, cocinar, fregar y ducharnos. El resto de las aplicaciones puedeaprovechar el agua reciclada. (Solar), s.f.)

    Actualmente la escases de agua apta para consumo y utilizacin humana ha idodisminuyendo, esto se debe a que la contaminacin en el agua ha ido aumentandoadems del mal uso que se le da a este lquido. Se ha desarrollado tecnologa quepuede llegar a ser til para poder reutilizar agua mediante un proceso detratamiento. Para el tratado de agua se pueden hacer clasificaciones por ejemploaguas residuales, aguas grises, y aguas fluviales. El tratamiento de las aguas

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    grises y su reutilizacin es de gran utilidad actualmente. Las aguas grises son unproducto de la utilizacin de agua en el lavado de ropa, loza y el bao de laspersonas. Es importante diferenciar las aguas grises de las negras, contaminadasde residuos de WC.

    Una de las formas del tratamiento de aguas grises es mediante una instalacin detuberas que recuperen y dirijan este tipo de agua hacia un deposito en donderecibirn una depuracin para posteriormente ser utilizadas, la utilizacin que se lepuede dar es para el uso en inodoros, limpieza y riego. Se considera que en lareutilizacin de aguas grises ayuda a ahorrar 50 litros por persona.1

    La biojardinera se considera una de las tcnicas para el tratamiento de aguasgrises. Las biojardineras o humedales son unidades construidas para eltratamiento de guas residuales, principalmente las provenientes del hogar. Unabiojardinera es una excavacin que no permite el paso ni salida del agua. Puedeestar construida de diferentes materiales como concreto, ferrocemento, ladrillos ocon el simple suelo impermeabilizndolo con telas si es que el suelo es arcilloso. 2

    Proceso de tratamiento de aguas grises en una Biojardinera.

    El primer paso de tratamiento llamado tratamiento primario consiste en llevar todael agua por una tubera hacia un contenedor En este primer paso de tratamientose quitan las partculas gruesas y grasosas que puedan estar viajando con elagua, por ejemplo: restos de comida, cscaras de frutas y verduras, materialesplsticos y vidrios, entre otros. Esta unidad se debe disear para que la mayorcantidad de partculas se queden en el fondo de ella o floten. La materia en el

    fondo se descompone y se puede generar malos olores, por lo que convienecolocar tuberas de ventilacin. Tambin es conveniente mantener esta primeraunidad de tratamiento alternativo con tapa.3

    Despus del tratamiento primario el agua es llevada a una biojardinera en dondese purificara el agua proveniente de la trampa de grasas. El agua que es llevada albiofiltro se descarga en una tubera que est colocada de forma horizontal conranuras que permitan la distribucin en todo el ancho de la seccin y que fluya deforma uniforme. El agua descargada hace su recorrido en las piedras que estn elbiojardinera, esta agua llegara al otro extremo donde hay un tubo de salidacolocado hasta el fondo, este tubo conduce el agua hasta la altura de salida, estaaltura estar 10 centmetros bajo la superficie.4

    1Cfr. Veo verde. Qu son las aguas grises?.Veo verde. http://www.veoverde.com/2009/11/que-son-las-

    aguas-grises/. 16 de mayo del 2014.2Cfr. Rosales, Elas. La biojardinera: una alternativa natural para limpiar las aguas grises de nuestra casa.

    Ed. CIVCO. Costa Rica. 2005.3

    4dem.

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    Durante el recorrido de esta agua las platas y las piedras servirn para limpiar elagua. Las piedras tienen la funcin de filtros, se encargan de retener las partculasdisueltas que an le quedan al agua despus del tratamiento primario. En el casode las plantas son las que se alimentan de materia orgnica y de nutrientes quehay el agua bajo un tratamiento, evaporan y transpira agua al realizar sus

    funciones, as como por sus races inyectan oxgeno al agua. Es importante queen la biojardinera se siembren plantas que sean ms aptas para vivir en el aguaque en la tierra.5

    La biojardinera necesita tener un mantenimiento para poder tener un mejorfuncionamiento, el mantenimiento constante se basa en los siguientes pasos. Sedebe de tener una inspeccin a la trampa de grasas por lo menos una vez a lasemana, se deben de remover las grasas flotantes y los slidos en el fondo. Losmateriales recogidos se depositan en otros recipientes, este tipo de desechos sepueden enterrar o utilizar en composteos, es importante que a estos desechos se

    les agregue cal para evitar malos olores y para que los slidos se deshidraten.Cuando hay problemas para que el agua fluya, se empezarn a ver "charcos" oacumulaciones de agua. Esto significa que se tienen zonas atascadas, llenas deslidos. Ser entonces necesario proceder a remover las piedras, lavarlas y volvera colocarlas en su sitio.6

    Captacin y tratamiento de aguas grises

    Reutilizacin de aguas grises:

    Cisternas de inodoros.

    Riego de jardines privados. Riego de jardines privados. Riego de zonas verdes urbanas. Baldeo de pavimentos y viales urbanos.

    Tambin pueden ser empleadas para el lavado domstico de vehculos, limpiezasde suelos y lavadoras especialmente diseadas para operar con agua grisreciclada. (Soriano, s.f.)

    5dem.

    6dem.

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    Habitualmente para su uso en edificios, se emplean separadores de grasas y

    aceites dimensionados en funcin del volumen de aportacin de aguas al equipode tratamiento. (Soriano, s.f.)

    Sistemas de recoleccin de agua de lluvia

    Se considera que la recoleccin de ag ua de lluvia puede llegar a convertirse enuna solucin para la carencia de agua en uso domstico. La falta de agua para

    consumo humano ha sido provocada por diferentes factores, uso inadecuado deagua, contaminacin, etc. La recoleccin de agua de lluvia supone la utilizacin detechos de un edificio para captar el agua que cae desde el cielo. Esta agua serllevada, filtrada y almacenada en un depsito de agua para ser utilizada cuandosea requerido, los sistemas de captacin cuentan con los siguientes elementos. 7

    7Cfr. Sitiosolar. Com. los sistemas de recoleccin de agua de lluvia. Sitiosolar. Com.

    http://www.sitiosolar.com/los-sistemas-de-recoleccion-de-agua-de-lluvia/.18/mayo/2014.

    http://www.sitiosolar.com/los-sistemas-de-recoleccion-de-agua-de-lluvia/http://www.sitiosolar.com/los-sistemas-de-recoleccion-de-agua-de-lluvia/http://www.sitiosolar.com/los-sistemas-de-recoleccion-de-agua-de-lluvia/
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    Area de captacin, es bsicamente el tejado y las cubiertas de una superficieimpermeable como el techo de edificios. Este lugar donde se realizara la captacinno debe de tener un tipo de impermeable para que no llegue a aportar sustanciastoxicas. Conductos de agua, puede ser la inclinacin del techo y una serie decanales que lleven el agua al depsito. Esta parte de debe tener un

    dimensionamiento adecuado para evitar un desbordamiento de gua y undesaprovechamiento de la misma. Filtros, deben de eliminar el polvo y lasimpurezas que porte el agua. Existen mltiples sistemas de filtrado que van desdela simple eliminacin de las impurezas ms gruesas hasta los sistemas quepermiten la potabilizacin y el pleno uso del agua. Tambin existen filtros quepermiten desechar automticamente los primeros litros de agua recolectados encada lluvia para permitir un lavado de la superficie colectora que elimine lasimpurezas que pueda haber. Depsitos, es el espacio en donde se almacena elagua recolectada. Puede ser de diferentes tamaos, esto dependiendo de la

    cantidad almacena y de la que se quiera almacenar, los materiales de estedepsito deben estar hechos de materiales que ayuden a la conservacin delagua, actualmente hay depsitos elaborados de plstico que ayudan a larecoleccin de agua. Los sistemas de control son de forma opcional, su funcin esactivar el abastecimiento de la red cuando el agua almacenada se ha terminado. 8

    Algunas de las ventajas que tiene el uso del agua de lluvia es que a comparacinde otro tipo de aguas a tratar es ms limpia, por otro lado no hay costo econmicopara su obtencin ya que es agua que cae del cielo, adems que la infraestructurapara la captacin y almacenamiento es muy sencilla de realizar.9

    Mantenimiento de un sistema de captacin de agua de lluvias.Techo: el techo debe de estar libre de plantas y mascotas, adems de lavarloantes de la temporada de lluvias.

    Canaletas: las canaletas deben de estar de igual manera limpias, para que el aguano s contamine.10

    El proceso de captacin y mantenimiento de un sistema de agua de lluvias no estan complejo, adems de ser un sistema de alta viabilidad ya que al almacenaragua de lluvia se asegura un porcentaje de agua para la poca de sequias quepuede llegar a ser utilizada en riego, lavado de ropa, pisos y bao, pero no apta

    8dem.

    9 Cfr. Gallar Jaime. captacin y aprovechamiento de agua de lluvia. Avias Aguas subterrneas.

    http://avias-aguassubterraneas.blogspot.mx/2010/04/captacion-y-aprovechamiento-de-agua-de.html .

    18/mayo/2014.

    10dem.

    http://avias-aguassubterraneas.blogspot.mx/2010/04/captacion-y-aprovechamiento-de-agua-de.htmlhttp://avias-aguassubterraneas.blogspot.mx/2010/04/captacion-y-aprovechamiento-de-agua-de.htmlhttp://avias-aguassubterraneas.blogspot.mx/2010/04/captacion-y-aprovechamiento-de-agua-de.html
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    para beber y cocinar ya que para poder tener este uso necesita de mstratamientos.

    Tipos de filtros.

    Filtro de Arena de Slice: Utiliza arena de slice como el relleno. Su mediode filtracin puede ser una o ms sustancias entre la arena de slice,antracita, cermicas porosas granulares y arena manganeso. La altura de lacapa de material filtrante es de ms de 1200 mm. La granularidad delmaterial filtrante y la altura debe estar en conformidad con los requisitostcnicos pertinentes.

    Filtro de Carbn Activado: El filtro de carbn activado es un tipo deequipo de tratamiento de agua que utiliza la adsorcin de carbn activado

    para purificar el agua. La cascarilla de carbn activado en el filtro de aceroinoxidable puede absorber las impurezas solubles en agua, y efectivamenteeliminar la materia orgnica, sustancias qumicas peligrosas e iones decloruro en el agua, que puede proteger la membrana de RO de ser daadospor cloro libre y eliminar los sabores y olores, mejorando as la calidad delagua y sabor. La densidad de la materia orgnica es inferior a 1 mg / L.

    Intercambiador de Iones de Sodio: El proceso de intercambio inico espara utilizar el catin intercambiable como los Iones de sodio y de iones de

    hidrgeno en resina de intercambio inico para el intercambio con el Ionesde calcio y de iones de magnesio, lo que reduce el contenido de iones decalcio y de iones de magnesio. Este proceso puede ser llamada deablandamiento de agua y el equipo utilizado es conocido comointercambiador inico o un suavizante. El intercambiador de iones utilizaiones de sodio como el Iones de intercambio es intercambiador de Iones desodio. El intercambiador de Iones de sodio es ampliamente utilizado para elablandamiento de agua potable de alta dureza, agua cruda, agua de lacaldera, agua aadida para intercambiador de calor, y agua de enfriamientocirculante en sistemas de aire acondicionado.

    Filtro de Precisin:El filtro de precisin es un tipo de equipo de filtracinde agua usado para prevenir la entrada de impurezas de la bomba a altapresin y mdulo de la membrana de smosis inversa. La precisin de lafiltracin es de 0.10m a 60m y la precisin de la filtracin es insensible

    para alimentar las fluctuaciones de presin.

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    Filtro de Agua Tipo Ultra Filtracin: El filtro de agua tipo ultra filtracin esun tipo de equipo de purificacin de agua que utiliza la tecnologa de ultrafiltracin para purificar el agua. Es diferente de otros equipos de purificacinde agua en que el filtro de agua tipo ultra filtracin utiliza membranas deultra filtracin. Este equipo de tratamiento de agua se aplica la nueva

    tcnica de ultra filtracin de fibra hueca y la filtracin de tres grados depretratamiento para eliminar las impurezas del agua corriente.

    Osmosis Inversa: Nuestro dispositivo RO est diseado basado en lascaractersticas de contenido de diversas sustancias en el agua, nuestrosoftware de diseo asistido por RO y rico en experiencia en ingeniera.

    Tanque de Mezcla de Ozono: El tanque de mezcla de ozono es un tipo de

    equipo de tratamiento de agua que puede hacer que el agua y el ozonosean mezclados completamente, logrando as los objetivos deesterilizacin, conservar la frescura y la prevencin de la contaminacinsecundaria.

    Tanque de Agua: El tanque de agua est equipado con respirador de aire,boca de inspeccin sanitaria e indicador de lquido, etc. Este equipo detratamiento de agua est fabricado en acero inoxidable 316 o 304. Susuperficie interna es procesada a travs de tecnologa de tratamiento depulido y la rugosidad de la superficie es de Ra0.4m.

    El filtro de arena biolgico: Los filtros de arena biolgicos permitenrealizar un tratamiento completo y muy eficaz del agua. El mantenimientode un nivel de agua constante en su interior posibilita la aparicin de unaactividad biolgica que elimina los grmenes patgenos. No es eficaz en losprimeros usos, ya que el filtro biolgico no ha tenido tiempo para formarse.La capa biolgica necesita unas 3 semanas para alcanzar su completamadurez. El filtro cuenta con una placa de difusin que sirve para evitar quela arena se ahueque al verter el agua. Esta ltima fluye a travs de la arenafina. La parte inferior del filtro est compuesta por una capa de arenagruesa y otra de grava. Para mantener constante el nivel del agua en elinterior del filtro, una tubera de PVC sube hasta la altura de la partesuperior de la capa de arena. El principal inconveniente de este filtro es queel agua fluye con una lentitud cada vez mayor a medida que se utiliza.Cuando el tratamiento se hace demasiado lento, hay que sustituir la arena.

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    Filtros bicapa: Un filtro bicapa multimedia es un lecho filtrante quecontiene dos materiales; slex y antracita, que elimina los slidos ensuspensin, turbidez y color del agua. La filtracin bicapa aprovecha las

    ventajas de combinar dos medios filtrantes, antracita y slex, lo que permiteuna filtracin en profundidad, con una mejor retencin de slidos.

    Filtros de carbn activo: El carbn activo es un producto de muy altacapacidad para retener contaminantes de diversos fluidos. El carbn activoque empleamos en nuestros filtros es de cascarilla de coco que tiene lacualidad de una alta dureza a la friccin o rompimiento y con msproporcin de microporos con lo que es el ms adecuado para retencin demolculas pequeas. El grano de carbn activo posee poros que absorben

    eficazmente el gusto, el olor y los compuestos colorantes que contiene elagua, as como materia orgnica, cloro residual, organoclorados, etc. Lafiltracin por carbn activo se usa para retener contaminantes orgnicos,como pesticidas, fenoles, detergentes, aceites disueltos y compuestoscarcingenos.

    Tipos de tubera.

    Tubera de Hierro: Se utiliza cuando la tubera y piezas especiales seencuentran expuestas a la intemperie y al paso de las personas ymaquinaria o equipo que pudieran golpearla de manera accidental.

    Existen dos tipos:

    o De fundicin.o Forjado.

    Tubera de Acero: Se usa en gran cantidad de aplicaciones industrialesmanejando fluidos abrasivos y corrosivos. Tambin es utilizada en laconstruccin en ductos de agua, y dentro de las viviendas para conduccinde agua y gas.

    Existen dos tipos:o Sin proteccin.o Galvanizado.

    Tubera de Hormign: Para instalaciones de saneamiento destinadasprincipalmente a conducir aguas negras, aguas pluviales y aguas desuperficie por gravitacin u, ocasionalmente, a baja presin.

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    Existen tres tipos:

    o Simple.o Armado.o Pretensado.

    Tubera de Asbesto cemento: Su uso est limitado exclusivamentecuando sea factible su colocacin enterrada. Por otra parte, es un materialinerte a la corrosin, lo cual resulta ventajoso respecto a las otras clases detuberas mencionadas.

    Tubera de Cermica: Rendimiento en altas temperaturas, excelentespropiedades elctricas y resistencia a la corrosin.

    Existen dos tipos:o Vidriadao Vitrificada

    Tubera de Cobre: Es empleada en instalaciones ocultas o internas, ya queresiste muy bien la corrosin y sus paredes son lisas, por lo que reducenlas prdidas de carga. Para evitar que se dae, por ser menos resistente altrabajo intenso, es conveniente localizar la tubera en el interior de laconstruccin.

    Existen dos tipos:

    o Rgidoo Flexible

    Tubera de Plstico: Son menos pesadas y sobre todo en caso denecesitar alguna reparacin, son mucho ms fciles de empalmar.

    Existen tres tipos:

    o Rgido (policloruro de vinilo)o

    Flexible (polietileno)o Semirrgido

    Tubera de PVC: Es un material que cumple con los rangos detemperatura, presin y dimetros necesarios en procesos qumicos y otrasaplicaciones industriales. Ofrece una combinacin nica de flexibilidad,durabilidad, bajo peso y una excepcional resistencia a la corrosin. Ahorros

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    significativos en la instalacin y mantenimiento a lo largo de su vida til sonfundamentales en la seleccin y uso de este material de ingeniera.

    Existen dos tipos:

    o Tubera de pvc hidrulica: para instalaciones que manejen presin.o Tubera de pvc sanitaria: para alcantarillado u otras instalaciones sin

    presin.

    JUSTIFICACIN

    El agua es empleada en diversas formas y aplicaciones, en general est presenteen todas las actividades humanas. Puede ser utilizada para producir bienes oproductos, o simplemente para subsistir. CONAGUA en su publicacin Usos del

    Agua define al uso del agua como la aplicacin del agua a una actividad. Cuando

    existe consumo, entendido como la diferencia entre el volumen suministrado y elvolumen descargado, se trata de un uso consuntivo.

    En Mxico el principal uso del agua en Mxico es el agrcola, el cual en trminosde uso de aguas nacionales se refiere principalmente al agua utilizada para elriego de cultivos.

    De las actividades en las que al agua se le da un uso consuntivo, el uso agrcolaconsume un volumen total de 61.2 km3, lo que representa el 76.8 % del total deagua extrada en el pas, en 2008. Tan slo en el estado se emplean 866.6millones de metros cbicos de agua en el sector agrcola. (CONAGUA, 2008)

    En la polmica que se vive a nivel mundial por la escasez de agua, la agricultura

    est asociada a un uso del agua ineficaz y despilfarrador. Esto se debe al escasorendimiento en trminos de eficiencia del uso del agua, un trmino que fue

    definido como la relacin entre el agua de riego absorbido por las plantas y lacantidad de agua extrada realmente de su fuente con fines de riego. La FAOestima que a nivel global la eficiencia del uso del agua para riego se sita en tornoal 38% en los pases en vas de desarrollo, y en las prximas dcadas slo prevun leve crecimiento en la eficiencia del uso del agua a nivel global.

    Todo esto aunado a las malas tcnicas de cultivo que se emplean en este sector,adems del uso de sistemas de riego inadecuados para los diferentes cultivos que

    se realizan, pese a que la mayor parte del agua que se utiliza en los cultivos paraproducir alimentos u otros, proviene del agua de lluvia denominada Agua verde.Esta tcnica es comnmente llamada siembra por temporal, en la cual losagricultores realizan sus actividades slo en el periodo de tiempo en que lasprecipitaciones son comunes. Si bien es cierto que no se requiere de un sistemade riego para abastecer de agua a sus cultivos, esta tcnica es inadecuada si ennecesario satisfacer una creciente demanda de alimentos.

    http://www.fao.org/index_es.htmhttp://www.fao.org/index_es.htm
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    En Mxico La superficie en unidades agrcolas de produccin fue de 30.22millones de hectreas para el ao 2007, conforme al VII Censo Agrcola,Ganadero y Forestal. Cabe destacar que dicho censo encontr que el 18% dedicha superficie es de riego, y la superficie restante tiene rgimen de temporal.(CONAGUA, 2010) Es decir, pese a que el 18% representa el agua utilizada en la

    agricultura, esto representa el 76.8% de la explotacin de los recursos hdricos deagua dulce del pas, por ello se debe considerar la carencia de eficiencia con laque cuentan los sistemas de riego implementados en los cultivos.

    Con lo que fue descrito en este texto anteriormente, es imprescindible proponeruna solucin viable que permita volver ms eficientes los sistemas de riego quelos agricultores implementan en sus cultivos.

    Por ello se propone la automatizacin de un sistema de riego que utilice el aguaproporcionada por las precipitaciones que aportan cerca del 90% del aguautilizada para los cultivos, adems del agua obtenida por un sistema detratamiento de aguas grises. Esta tcnica ayudar a eficientizar el uso del agua enlos sistemas de riego, ya que permitir determinar de forma autnoma la escasesde humedad en los cultivos y activar el sistema de riego cuando sea necesario. Dela misma forma desactivar dicho sistema cuando se haya cumplido con los nivelesde humedad adecuados para el cultivo.

    Esta aplicacin de tecnologa en los sistemas de riego como ya ha sido descrito noslo permitir un ahorro en los recursos hdricos empleados, al proporcionar lacantidad exacta de agua para los cultivos, sino un ahorro de tiempo y trabajo al serun sistema automatizado empleando el uso de la tecnologa. Por otra parte se

    propone que el sistema sea alimentado con energa de un sistema solarfotovoltaico, autnomo, ya que puede ser instalado en cualquier lugar, permitiendocontar con energa elctrica, en zonas donde no existe acceso a la red elctricacomercial. Haciendo que el sistema de riego automatizado sea totalmenteautnomo.

    En la Encuesta Nacional de Ocupacin y Empleo (ENOE), la poblacin ocupadaen el sector de la agricultura al cuarto trimestre de 2008 fue de 5.9 millones depersonas, lo que representa el 13% de la poblacin econmicamente activa. Por loque se estima que dependen directamente de la actividad 30 millones de

    mexicanos, en su mayora poblacin rural, la cual por el estado econmico delpas no pueden acceder a tcnicas y/o tecnologa que les permita mejorar suproduccin.(STPS, 2009)

    Este sistema que propone difundir el uso del agua bajo un esquema sustentableen la comunidad, al fomentar la captacin de agua de lluvia y el reciclaje del aguaempleando tcnicas que permitan tratar aguas grises, y la automatizacin de un

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    sistema de riego con tecnologa al alcance de la poblacin rural, que como ya semencion dependen directamente de la agricultura.

    ALCANCES

    Se pretende que este proyecto sea capaz de medir o censar la cantidad de

    humedad que tiene la tierra y de esta manera si la humedad no es la suficiente ono es la necesaria en la tierra activar la electrovlvula que en su defecto activarael sistema de riego. Haciendo de esta manera ms sencillo el trabajo de regar losinvernaderos. Lo cual tambin reducir el trabajo de estar abriendo manualmentela electrovlvula para regar, como tambin reducir el gasto de agua ya que el aguacon la que se regara este cultivo va hacer de tratada de aguas grises y fluviales.Como tambin el sistema de riego no va estar conectado a la red elctrica si noque se alimentara por medio de sistemas fotovoltaicos para reducir el consumo deenerga elctrica. Por ejemplo para cultivar tomate se necesita cantidad de agua4.3 litros diarios por metro cuadrado de invernadero y con este sistema sepretende que el consumo de agua se reduzca por lo que se mencionanteriormente que se utilizara tratamientos de aguas grises y fluviales. Esteproyecto se trata de que sea lo ms eficiente posible para que pueda solucionaralgunos problemas de riego.

    OBJETIVO

    Implementar la automatizacin en un sistema de riego mejorando la eficiencia delmismo, que opere bajo un esquema programable, as como la aplicacin deEnergas Renovables, en un cultivo.

    Objetivos especficos.

    Desarrollar la programacin para un sistema de riego automatizado.

    Mejorar la eficiencia en un sistema de riego convencional.

    Obtener agua de forma sustentable mediante la captacin de agua fluvial ytratamiento de aguas grises.

    DESCRIPCIN DEL LUGAR

    El proyecto se realizar en el Municipio de Santa Mara Jaltianguis. Este municipiose localiza en la regin de la sierra norte, pertenece al Distrito de Ixtln de Jurez.Se ubica en las coordenadas 1722' de latitud norte y 9632' de longitud oeste, auna altitud de 2,040 metros sobre el nivel del mar.

    Colinda al norte con Abejones, San Juan Evangelista Analco y Santa Ana Yareni;al sur con Guelatao de Jurez, San Juan Chicomezchil, Santa Catarina Ixtepeji y

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    San Miguel del Ro; al oeste con San Miguel del Ro, Santa Ana Yareni yTeococuilco de Marcos Prez y al este con Guelatao de Jurez e Ixtln de Jurez.

    El municipio cuenta con una superficie de 45.93 Km y representan el 0.05% conrelacin al Estado. Tiene una poblacin de 559, 251 Hombres y 308 Mujeres, Est

    compuesto por montaas, algunas planicies y terreno accidentado. Cuenta conalgunos arroyos en temporadas de lluvias, como Hidrografa, su clima es clidoseco con lluvias en las estaciones de verano. La vegetacin predominante delmunicipio es el pino y el encino, su fauna la componen el conejo, venado, ardilla yalgunas aves como palomas, aguilillas, entre otras. (INAFED, 2010).

    Ilustracin 3. Micro localizacin del municipio de Santa Mara Jaltianguis.

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    Ilustracin 4. Macro localizacin del Municipio de Santa Mara Jaltianguis.

    El rea donde se implementar la automatizacin del sistema de riego, se muestraen la imagen inferior, tiene un superficie aprox. de 30 m 2 y como ya fuemencionado se encuentra en el municipio de Santa Mara Jaltianguis.

    Ilustracin 5. rea de cultivo en donde se implementar la automatizacindel sistema de riego.

    Cuenta con un sistema de riego por goteo por cintilla, en el cual no se empleaningn tipo de bomba para llevar el agua hasta el rea de cultivo, ya que lapresin con la que cuenta es suficiente para desarrollar el riego. La longitud demangueras empleadas en este sistema de riego es de 100 m, cuenta con 3 llaves

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    que regulan el caudal del agua y un depsito de agua con un volumen de 2500 l.En esta rea de cultivo, lo agricultores de la zona desarrollan actividades paraproducir tomates, jitomates, ejotes, frijol, habas, cilantro, flor de cempaschil, entrealgunos otros cultivos.

    Ilustracin 6. En la imagen se observa parte del sistema de riego por goteo.

    Cultivo de tomate.

    En alguno de los aspectos generales se encuentra que el jitomate o tomate esoriginario de Amrica del sur, de la regin andina, particularmente de Per,Ecuador, Bolivia y Chile. Sin embargo, su domesticacin fue llevada a cabo enMxico. El nombre de jitomate procede del nhuatl xictli, ombligo y tomatl, tomate,que significa tomate de ombligo.11

    Existen tres maneras de clasificar el tomate, segn su madurez, forma y color. Deacuerdo a su forma existen 5 tipos, cherry, saladette, tipo pero, bola estndar ybola grande.12

    Temperatura apta para el cultivo de tomate.

    11 Cfr. Subsecretaria de fomento a los agronegocios. jitomate. Subsecretaria de fomento a los

    agronegocios.http://www.sagarpa.gob.mx/agronegocios/Documents/pablo/Documentos/Monografias/Jito

    mate.pdf.24/mayo/2014.

    12Cfr. dem.

    http://www.sagarpa.gob.mx/agronegocios/Documents/pablo/Documentos/Monografias/Jitomate.pdfhttp://www.sagarpa.gob.mx/agronegocios/Documents/pablo/Documentos/Monografias/Jitomate.pdfhttp://www.sagarpa.gob.mx/agronegocios/Documents/pablo/Documentos/Monografias/Jitomate.pdfhttp://www.sagarpa.gob.mx/agronegocios/Documents/pablo/Documentos/Monografias/Jitomate.pdfhttp://www.sagarpa.gob.mx/agronegocios/Documents/pablo/Documentos/Monografias/Jitomate.pdfhttp://www.sagarpa.gob.mx/agronegocios/Documents/pablo/Documentos/Monografias/Jitomate.pdf
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    El cultivo de jitomate debe de estar una temperatura adecuada para que elproducto sea de una buena calidad. La temperatura optima de desarrollo se sitaentre 23 C durante el da y entre 13-17 C durante la noche.13

    Se considera que la temperatura ptima para el desarrollo del tomate est entre

    21 y 24 C y la mxima temperatura no debe de sobrepasar los 37 C y la mnimano debe ser inferior a 15 C. Se considera que la temperatura nocturna es undeterminante en el cuaje del jitomate y debe de oscilar entre 15 y 20 C. Cuandola temperatura sobrepasa los 27 C, la planta de jitomate no prospera. Lastemperaturas inferiores a 12-15 C originan problemas en la planta y puede llegara producir jitomates deformes. La planta detiene su crecimiento entre los 10 C y12 C y se hiela a -2 C.14

    Tener en cuenta el valor de temperatura en cultivo es de suma importancia, ya queeste es uno de los factores que determina la calidad de produccin, para tener unmejor manejo de la temperatura en un cultivo se puede emplear dispositivos queproporcionen la temperatura en el lugar del planto, por ejemplo tensimetros,sensores de temperatura.

    Otros factores que se deben de considerar en cultivo de tomate son el tipo desuelo, la humedad del mismo y tipo de riego a utilizar, adems se debe de teneren cuenta si el cultivo es en un invernadero o al aire libre, esto para tomar lasprecauciones correspondientes en cada uno de los lugares.

    Tipo de suelo.

    Se recomienda no cultivar tomate en regiones que permanecen normalmente

    nubladas, ya que la reduccin de la luminosidad provoca frecuentementedisminucin en los rendimientos. El tomate se puede sembrar en suelos que vande arenosos a arcillosos los mejores rendimientos de produccin se obtiene ensuelos de textura arenosa, limosa, profundos y de buen drenado. De utilizarse elsuelo para la siembra, ste debe preferentemente ser profundo. Las races delTomate, se desarrollan a una profundidad de 60 centmetros, con un 70% de ellasen los primeros 20 centmetros. Es necesario que se tenga buen drenaje, lasraces de las plantas de Tomate no toleran excesos de agua. Los suelosprofundos clasificados como migajn arenoso, combinan el buen drenaje y labuena capacidad de la retencin del agua. Los suelos arenosos son muyaceptables, pero el costo del agua y los fertilizantes es mayor. Los suelosarcillosos requieren de muy buen manejo.15

    14Cfr. Alvarado, Pablo. Escalona, Victor. Et al. Nodo Horticola. InnovaChilecorfo. Chile, 2009.

    15Cfr. Sin autor.produccin de tomate.Sin editorial. Mxico. Sin ao.

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    Suelos con temperaturas entre los 15 y 25C favorecen un ptimoestablecimiento del cultivo despus del transplante. El pH debe estar entre 5.5 y6.8. En suelos cidos es recomendable la aplicacin de materiales a base decalcio antes de la siembra e incorporarlos al suelo.16

    Humedad adecuada para el cultivo de tomate y riego.La humedad relativa ptima para el desarrollo del tomate vara entre un 60% y un80%.Humedades relativas muy elevadas favorecen el desarrollo de enfermedadesareas y el agrietamiento del fruto y dificultan la fecundacin, debido a que elpolen se compacta, abortando parte de las flores. El rajado del fruto igualmentepuede tambin tener su origen en un exceso de humedad en el suelo o riegoabundante a continuacin de un perodo de estrs hdrico. Por otro lado, lahumedad relativa demasiado baja dificulta la fijacin del polen al estigma de laflor.17

    La falta de polen en las plantas de tomate provoca una disminucin de tomates yun menor tamao de los mismos, y cuando el polen se deshidrata por la bajahumedad el nivel de produccin disminuye, el factor de humedad es importante yaque de esto depende el incremento o disminucin de la calidad del producto.

    La cantidad de agua a aplicar al cultivo de tomate depender de factores como:las condiciones climticas del lugar, tipo de suelo, estado de desarrollo del cultivo,y la pendiente del terreno. El primer riego se debe realizar, inmediatamentedespus de que se trasplantan las plntulas y luego realizar riegos peridicos,para mantener un adecuado nivel de humedad durante todo el ciclo de desarrollo

    de la planta. Los riegos no se deben realizar en las horas de la tarde, porque laevaporacin del agua aumenta la humedad relativa dentro del invernadero en lashoras de la noche y la madrugada, lo que conlleva a problemas de enfermedadesen las plantas; lo ideal es regar el cultivo en horas de la maana. 18

    En el cultivo de tomate bajo invernadero, lo ideal es implementar la tecnologa deriego por goteo, la cual es ms eficiente, hay menos prdida de agua y se evitahumedecer el follaje. Durante todo el ciclo del cultivo, principalmente antes de laformacin de frutos, el riego debe ser en periodos cortos pero frecuentes, con elobjetivo de mantener la humedad del suelo; cuando la planta inicia el cuajado defrutos, el consumo de agua se incrementa, mantenindose esta alta demanda deagua hasta la poca de mayor carga de frutos, y poco a poco ir disminuyendohasta el final del cultivo. La mayor necesidad de agua por parte del cultivo ocurrecuando la planta est en periodo de floracin y contina hasta el llenado de los

    16Cfr. Ob, Cit. Alvarado, Pablo. Escalona, Victor. Et al. dem.

    17Cfr. dem.

    18Cfr. Morea, Jaramillo, Jorge. Rodriguez, Patricia, Viviana. Et. Al. El cultivo de tomate bajo invernadero.

    CORPOICA. 2006.

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    ltimos racimos Una planta de tomate consume diariamente de 1 a 1,5 litros deagua dependiendo de la variedad, del estado de desarrollo de la planta y del tipode suelo. Nunca se debe dejar que el suelo se seque demasiado y luego,repentinamente aplicar grandes cantidades de agua, pues esto ocasiona daos enlas plantas, como por ejemplo el agrietamientos en los frutos.19

    Se pueden utilizas dispositivos para poder mejorar la humedad, esto bsicamenteen el tipo de riego que se utiliza, adems se pueden utilizar sensores de humedadque ayuden a indicar el momento en que la planta tiene un exceso o escases deagua.

    Riego por goteo o cintilla.

    El sistema de riego por goteo es el mtodo de aplicar agua en cantidadespequeas en forma controlada a las plantas. Se basa en una serie de cintillas conemisores integrados que se colocan en las camas, en donde se encuentran las

    plantas de cultivos, principalmente de hortalizas debido al costo. Se obtiene mayorrendimiento y es ms eficiente que los sistemas de riego por aspersin. 20

    La mayor ventaja que se le atribuye al riego por goteo es la disminucin deconsumo de agua. La cintilla comnmente utilizada es de un calibre 4 (menor

    costo pero menos resistente), 6 (intermedio en costo y resistencia) y 8 (mayorcosto pero ms resistente) con grosor de pared en milsimas de pulgada degrosor de pared y de pulgada de dimetro. Se maneja con una presin de 10 a15 psi, con longitudes de hasta 120 m en suelos con buena nivelacin. 21

    Ventajas del riego por goteo.

    Se requiere menor cantidad de agua por superficie, normalmente se necesita 50%comparado con el sistema de riego por aspersin. Hay menor probabilidad depresencia de enfermedades debido a que no se humedece el follaje o frutos.Menor presencia de malezas. Se puede aplicar fertilizantes y plaguicidas a travsdel sistema de riego. Con un buen manejo se evita la erosin del suelo. 22

    El periodo de riego en un suelo arcilloso es cada tercer da de 2 a 3 horas aacepcin del primer da de riego de trasnplante que dura16 horas, en pocas decosecha con altas temperaturas las horas de riego pueden ir aumentado. Seestima que cien metros de cintilla gastan aproximadamente de 360 a 450 litros por

    hora.23

    19Cfr. dem.

    20Cfr.

    21Martnez. Jess. riego en hortalizas.Mxico. Sin ao.

    22Cfr. dem.

    23Cfr. dem.

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    Sistema de riego por goteo

    El Sistema de Riego por Goteo, a sido introducido desde hace algunos aos y fueadoptado debido a su alto grado de eficiencia ya que, con este sistema se lograminimizar las prdidas por infiltracin profunda, se reduce el escurrimiento

    superficial, la eliminacin de la escorrenta superficial, nivel constante en lahumedad del suelo, alta eficiencia en el uso del agua, flexibilidad en la aplicacinde fertilizantes, previene el crecimiento de malezas y enfermedades de lasplantas. As, el agua aplicada es solamente la que el cultivo requiere para sucrecimiento y produccin. Con este sistema de riego se puede hacer producirmejor los suelos o terrenos pedregosos o con contenido salino, lo que tal vez nosera factible de lograr con los sistemas. Con el Sistema de Riego por Goteo slose humedece una parte del suelo, de donde la planta podr obtener el agua y losnutrientes que necesita e implica riegos ms continuos. Estas caractersticas delriego por goteo nos dan una serie de ventajas tanto agronmicas como

    econmicas.

    En riego por goteo, los emisores crean diferentes formas de bulbos hmedos, endiferentes tipos de suelo.

    La textura del suelo determina la distribucin vertical y horizontal del agua. Ensuelos de textura gruesa (suelos arenosos) el agua tiende a extenderse msverticalmente, mientras que en suelos de textura fina (suelos arcillosos), habr unconsiderable movimiento lateral, resultando en un radio ms grande de la zonahumedecida.

    (smart, 2013-2014)

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    BIBLIOGRAFA

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