Diseño de cuatro sistemas automatizados de riego por goteo y fertirriego en ambientes protegidos para familias productoras de hortalizas en el cantón de Pérez Zeledón, Costa Rica

Abstract

El proyecto se enfoca en diseñar cuatro sistemas automatizados de riego por goteo y fertirriego para familias productoras de hortalizas que han sido beneficiadas con un ambiente protegido en el cantón de Pérez Zeledón, Costa Rica. Se realizó un análisis del requerimiento hídrico por medio de parámetros como textura, capacidad de campo, punto de marchitez permanente y evapotranspiración mediante muestras disturbadas e indisturbadas de suelo de cada ambiente protegido para adecuar cada diseño a las necesidades específicas de cada zona. Además, se llevó a cabo el diseño hidráulico del sistema mediante el cálculo del dimensionamiento, presión y pérdidas de presión con lo que se seleccionó las tuberías, válvulas, filtros y componentes esenciales tomando en cuenta la fuente de agua y presión disponible. También, se integró el componente de fertilización por medio de un inyector Venturi y una propuesta de automatización de los sistemas que incluye controlador central, sensores y electroválvulas para maximizar su eficiencia. Se obtuvo como resultado la lámina neta y bruta a suministrar en cada diseño, así como el tiempo de riego y frecuencia. Se seleccionó tubería de polietileno para la principal y múltiple y, cinta de riego por goteo para los laterales, tomando en cuenta la disponibilidad en el mercado. En términos económicos, el análisis financiero demostró la rentabilidad del proyecto mediante el VAN y TIR y, por medio del formulario D1 del Setena se demostró que, además, el proyecto es viable desde el punto de vista ambiental.

The project focuses on designing four automated drip irrigation and fertigation systems for vegetable-producing families who have benefited from protected agricultural systems in the canton of Pérez Zeledón, Costa Rica. An analysis of water requirements was conducted using parameters such as soil texture, field capacity, permanent wilting point and evapotranspiration, based on disturbed and undisturbed soil samples from each protected environment to adapt each design to the specific needs of each area. In addition, the hydraulic design of the system was carried out by calculating the sizing, required pressures and pressure losses, which led to the selection of pipes, valves, filters and essential components, taking into account the water source and available pressure. Furthermore, the fertilization component was integrated using a Venturi injector, along with a proposal for system automation that includes a central controller, sensors and solenoid valves to maximize efficiency. The net and gross sheet to be supplied in each design was obtained as a result, as well as the irrigation time and frequency. Polyethylene pipe was selected for the main and multiple pipes and drip irrigation tape for the laterals, considering market availability. In economic terms, the financial analysis demonstrated the profitability of the project through the NPV and IRR and, through the Setena D1 form, it was also demonstrated that the project is viable from an environmental point of view.