propuesta de reestructuraciÓn del invernadero …
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PROPUESTA DE REESTRUCTURACIÓN DEL INVERNADERO DE LA
UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA DE CALI
Juan Pablo Ardila Corzo
Miguel Ángel Ramírez Dussan
Universidad San Buenaventura
Facultad de Ingenierías
Ingeniería Agroindustrial
Santiago de Cali – Colombia
2016
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PROPUESTA DE REESTRUCTURACIÓN DEL INVERNADERO DE LA
UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA DE CALI
Juan Pablo Ardila Corzo
Miguel Ángel Ramírez Dussan
Informe final de Práctica Profesional, como opción de grado para optar el
título de INGENIERO AGROINDUSTRIAL
Director de proyecto de grado
Ingeniero Luis Alberto Buitrago González
Universidad San Buenaventura
Facultad de Ingenierías
Ingeniería Agroindustrial
Santiago de Cali – Colombia
2016
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CONTENIDO
Pág.
1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 9
2. DESCRIPCION DEL PROYECTO ............................................................................... 10
2.1 Formulación del problema ................................................................................... 10
2.2 Justificación ......................................................................................................... 10
3 OBJETIVOS ................................................................................................................. 11
3.1 OBJETIVO GENERAL ........................................................................................... 11
3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS .................................................................................. 11
4. MARCO TEÓRICO ...................................................................................................... 12
4.1 Invernadero ........................................................................................................... 12
4.1.1 Funcionamiento del invernadero ...................................................................... 12
4.2 Clases de invernadero ......................................................................................... 12
4.2.1 Invernadero plano ....................................................................................... 12
4.2.2 Invernadero de capilla ................................................................................ 13
4.2.3 Invernadero de doble capilla ....................................................................... 14
4.2.4 Invernadero en túnel ................................................................................... 15
4.2.5 Invernadero de Cristal ................................................................................ 16
4.3 Cultivos ............................................................................................................ 16
4.3.1 Ciclo del cultivo........................................................................................... 16
4.3.2 Factores importantes ....................................................................................... 17
4.3.3 Requerimientos de agua ............................................................................. 18
4.3.2 Requerimientos de luz ................................................................................ 18
4.3.4 Sustrato empleado ..................................................................................... 18
4.4 Factores a controlar en el invernadero .......................................................... 19
4.4.1 Regulación de luz ....................................................................................... 19
4.4.2 Temperatura ............................................................................................... 19
4.4.3 Humedad relativa ....................................................................................... 20
4.5 Riego ................................................................................................................ 21
4.5.1 Sistemas de riego ....................................................................................... 21
5. MATERIALES Y MÉTODOS ....................................................................................... 26
4
5.1 MATERIALES ........................................................................................................ 26
5.2 METODOLOGÍA .................................................................................................... 26
5.2.1 Caracterización del invernadero de la universidad ........................................... 27
5.2.2 Evaluación y observación del entorno .............................................................. 31
5.2.2 Referencia de fuentes primarias ................................................................. 32
6. Resultados y Discusión ............................................................................................ 32
6.1 Resultados ............................................................................................................. 32
6.2 Discusión de los resultados ................................................................................ 36
6.2.1 Regulación de luz: ...................................................................................... 36
6.2.2 Regulación de Humedad Relativa y temperatura ........................................ 37
7. CRONOGRAMA .......................................................................................................... 38
8. DESARROLLO DEL PROYECTO ............................................................................... 39
8.1 Análisis de observación del entorno .................................................................. 39
8.1.1 Sistema de riego ........................................................................................ 39
8.1.2 Material de eras y sustrato ......................................................................... 41
8.1.3 Protección al medio externo ............................................................................. 42
8.1.4 Construcción del canal ..................................................................................... 44
8.1.5 Normas de uso y protocolos de acceso ........................................................... 45
8.2 Análisis de las fuentes primarias ........................................................................ 47
8.2.1 Instalación de mesa y sillas de trabajo ............................................................. 47
8.2.2 Instalación de un cajón o cuarto para depositar las herramientas .................... 47
8.2.3 Diseño de mesas en ángulo para la producción de plántulas ........................... 48
8.2.4 Instalación de luminarias para investigación .................................................... 48
8.3 Costos de la implementación .............................................................................. 48
8.3.1 Costo de las obras y materiales ....................................................................... 49
8.3.2 Costo del sistema de riego ............................................................................... 49
8.3.3 Costo total ....................................................................................................... 49
8.4 Plano del invernadero .......................................................................................... 49
9 Conclusión .................................................................................................................... 50
10 BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................... 56
5
LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Clima y condiciones meteorológicas de Santiago de Cali ................................... 28
Tabla 2 Intensidad lumínica en el interior ......................................................................... 32
Tabla 3 Intensidad lumínica en el exterior ........................................................................ 33
Tabla 4 Temperatura en el interior ................................................................................... 33
Tabla 5 Temperatura en el exterior .................................................................................. 34
Tabla 6 % Humedad Relativa en el interior. .................................................................... 35
Tabla 7 % Humedad Relativa en el exterior. .................................................................... 35
Tabla 8 Composición del sustrato .................................................................................... 42
Tabla 9 Costo sistema de riego e instalación ................................................................... 49
Tabla 10 Costo Total ....................................................................................................... 49
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LISTA DE GRÁFICAS
Gráfica 1 Comparación intensidad lumínica en el interior y en el exterior ......... 33
Gráfica 2 Comparación temperatura interna y externa ..................................... 34
Gráfica 3 Comparación % Humedad Relativa.................................................... 36
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Lista de ilustraciones
Ilustración 1 Funcionamiento del invernadero .................................................................. 12
Ilustración 2 Invernadero plano ........................................................................................ 13
Ilustración 3 Invernadero de Capilla ................................................................................. 14
Ilustración 4 Invernadero de doble capilla ........................................................................ 15
Ilustración 5 Invernadero en túnel .................................................................................... 15
Ilustración 6 Invernadero de cristal .................................................................................. 16
Ilustración 7 Riego por aspersión ..................................................................................... 22
Ilustración 8 Riego por Goteo .......................................................................................... 23
Ilustración 9 Riego Subterráneo ....................................................................................... 24
Ilustración 10 Riego por inundación ................................................................................. 25
Ilustración 11 Riego por Nebulización .............................................................................. 26
Ilustración 12 Plano actual del invernadero...................................................................... 29
Ilustración 13 Vista interna del invernadero ..................................................................... 30
Ilustración 14 Vista externa del invernadero ............................................................... 31
Ilustración 15 Gotero de inundación ............................................................................ 40
Ilustración 16 Manguera y sistema para regar dos hileras ............................................... 41
Ilustración 17 Daños en la polisombra ............................................................................. 43
Ilustración 18 Espacio entre cimentación y polisombra .................................................... 44
Ilustración 19 desnivel del terreno ................................................................................... 45
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LISTA DE ANEXOS
Anexo 1 Formato de ingreso al invernadero ......................................................... 51
Anexo 2 Normas de uso del invernadero .............................................................. 52
Anexo 3 Cotización Industrias optimo ................................................................... 53
Anexo 4 Cotización Sistema de riego ................................................................... 54
Anexo 5 Cotización instalación sistema de riego .................................................. 55
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1. INTRODUCCIÓN
En la actualidad los avances en la tecnología nos permiten la aplicación en
diferentes campos, en este caso para desarrollar condiciones óptimas para el
cultivo de gran variedad de plantas. Los invernaderos son la herramienta que nos
permite crear el ambiente adecuado y específico para el crecimiento y buen
desarrollo de cada cultivo, cuidando así las plantas de ataque de medios externos
y obteniendo mejores resultado en producción y rendimiento.
La universidad de San Buenaventura seccional Cali tiene el invernadero al servicio
de sus estudiantes en especial del programa de ingeniería agroindustrial. Está
ubicado contiguo al edificio los Naranjos y adscrito a la coordinación de los
laboratorios de la universidad.
El invernadero es usado en la universidad para desarrollar proyectos de
investigación y para diferentes prácticas de cátedras dictadas en esta, por lo cual
es de gran importancia en la aplicación de los conocimientos obtenidos por los
estudiantes y para un aprendizaje aplicado. Es necesario ofrecer unas
instalaciones de calidad y propicias para un correcto empalme entre la teoría y la
práctica, buscando una mejora y comodidad para los usuarios y el desarrollo de
sus labores académicas, por estas razones se plantea un proyecto de
reestructuración del mismo.
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2. DESCRIPCION DEL PROYECTO
2.1 Formulación del problema
En un mundo globalizado y competitivo como hoy en día , se hace necesario estar
a la vanguardia por esto es importante que las universidades como fuente de
conocimientos brinden a sus estudiantes las herramientas e instalaciones
adecuadas para un buen aprendizaje razón por la cual se plantea un proyecto de
reestructuración del invernadero de la universidad en el cual se revisan aspectos
como regulación de la luz ,temperatura , humedad relativa así como la propuesta
de un sistema de riego entre otros .
2.2 Justificación
Esta propuesta de reestructuración se realiza con el fin de mostrar un diseño más
moderno y beneficioso no solo para la comunidad estudiantil sino también para la
Universidad que pueden llegar a fortalecer el área tanto académica como
investigativa del programa de ingeniería Agroindustrial.
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3 OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Realizar una propuesta de reestructuración del invernadero actual buscando
mayor eficiencia y beneficio para los usuarios
3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
Proponer un sistema de riego apropiado que se adapte a las necesidades
del tipo de plantas que se podrían sembrar y traigan beneficios como
ahorro de agua y fácil manejo
Hacer un protocolo que defina claramente las normas de uso
Presentar un diseño que muestre los cambios propuestos y los beneficios
que traería para los usuarios
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4. MARCO TEÓRICO
4.1 Invernadero
Un invernadero es un sitio cerrado en el cual se realiza la producción de cultivos,
que posee una cubierta exterior translúcida de vidrio o plástico, que permite el
control de factores ambientales que influyen en el crecimiento de las plantas
favoreciendo el desarrollo óptimo de las mismas.
4.1.1 Funcionamiento del invernadero
Ilustración 1 Funcionamiento del invernadero
Fuente: http://los-invernaderos.blogspot.com.co/p/curso-de-invernaderos.html
4.2 Clases de invernadero
Existen diferentes clases de invernadero, los más representativos son los
siguientes:
4.2.1 Invernadero plano
Este tipo de invernadero se emplea en zonas poco lluviosas. La estructura de estos invernaderos se encuentra constituida por dos partes claramente diferenciadas, una estructura vertical y otra horizontal.
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La estructura vertical está constituida por soportes rígidos que se pueden diferenciar según sean perimetrales (soportes de cerco situados en las bandas y los esquineros) o interiores.
La estructura horizontal está constituida por dos mallas de alambre galvanizado superpuestas, implantadas manualmente de forma simultánea a la construcción del invernadero y que sirven para portar y sujetar la lámina de plástico (INFOAGRO).
Ilustración 2 Invernadero plano
Fuente: http://www.inveramel.com/invernaderos
4.2.2 Invernadero de capilla
Los invernaderos de capilla simple tienen la techumbre formando uno o dos planos
inclinados, según sea a un agua o a dos aguas.
La anchura que suele darse a estos invernaderos es de 12 a 16 metros. La altura
en cumbrera está comprendida entre 3,25 y 4 metros.
Si la inclinación de los planos de la techumbre es mayor a 25º no ofrecen
inconvenientes en la evacuación del agua de lluvia.
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La ventilación es por ventanas frontales y laterales. Cuando se trata de estructuras
formadas por varias naves unidas la ausencia de ventanas cenitales dificulta la
ventilación (INFOAGRO).
Ilustración 3 Invernadero de Capilla
Fuente: http://www.invernaderoschile.cl/2008/12/27/invernadero-tipo-capilla/
4.2.3 Invernadero de doble capilla
Los invernaderos de doble capilla están formados por dos naves yuxtapuestas. Su
ventilación es mejor que en otros tipos de invernadero, estas aberturas de
ventilación suelen permanecer abiertas constantemente y suele ponerse en ellas
malla mosquitera. Además también poseen ventilación vertical en las paredes
frontales y laterales (INFOAGRO).
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Ilustración 4 Invernadero de doble capilla
Fuente: http://tiposde.info/tipos-de-invernaderos/
4.2.4 Invernadero en túnel
Se caracteriza por la forma de su cubierta y por su estructura totalmente metálica.
El empleo de este tipo de invernadero se está extendiendo por su mayor
capacidad para el control de los factores climáticos, su gran resistencia a fuertes
vientos y su rapidez de instalación al ser estructuras prefabricadas. (INFOAGRO).
Ilustración 5 Invernadero en túnel
Fuente:http://www.novedades-agricolas.com/es/venta-invernaderos-
novedades/tipos-de-invernaderos/invernadero-tunel
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4.2.5 Invernadero de Cristal
Este tipo de invernadero, también llamado Venlo, es de estructura metálica
prefabricada con cubierta de vidrio y se emplean generalmente en el Norte de
Europa.
El techo de este invernadero industrial está formado por paneles de vidrio que
descansan sobre los canales de recogida de pluviales y sobre un conjunto de
barras transversales (INFOAGRO).
Ilustración 6 Invernadero de cristal
Fuente:http://www.netafim-latinamerica.com/crop/greenhouse-
projects/europe/poland_greenhouse_projects
4.3 Cultivos
4.3.1 Ciclo del cultivo
Cultivos de ciclo corto: son aquellos que tienen un ciclo menor a un año, algunos
de estos pueden estar listos en menos de seis meses, teniendo una duración de 3
a 4 meses. Para este tipo de cultivos se debe volver a sembrar de nuevo después
de la cosecha. Por ejemplo cereales, tubérculos, hortalizas, oleaginosas,
leguminosas, y algunas flores.
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Algunos cultivos de ciclo vegetativo corto son:
Arroz (Oryza sativa)
Trigo (Triticum)
Avena (Avena sativa)
Maíz (Zea mays)
Sorgo (Sorghum)
Centeno (Secale cereale)
Cebada (Hordeum vulgare)
Mijo (Panicum miliaceum)
Girasol (Helianthus annuus)
Albahaca (Ocimum basilicum)
Romero (Rosmarinus officinalis)
Cilantro (Coriandrum sativum)
Frijol (Phaseolus vulgaris)
Sandia (Citrullus lanatus)
Melón(Cucumis melo)
Zapallo (Cucurbita maxima)
Menta (Mentha)
Hierbabuena (Mentha sativa)
Tomate (Solanum lycopersicum)
Habichuela (Phaseolus vulgaris)
Repollo (Brassica oleracea var. capitata L.)
Lechuga (Lactuca sativa)
4.3.2 Factores importantes
Suelo: el suelo debe tener buena características de almacenamiento de agua y
permitir a la planta fijar su sistema radicular para la absorción de agua y
nutrientes, este se debe preparar para facilitar la germinación de la semilla,
estando libre de malezas para así proceder a la siembra
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Factores climáticos:
Temperatura: Estos influyen directamente en el crecimiento y el desarrollo de la
planta Las temperaturas no aptas para los tipos de cultivo pueden acelerar o
retardar las etapas de desarrollo afectando su crecimiento y producción.
Nutrientes: Estos son primordiales en la fisiología de la planta ya que son parte
de las reacciones bioquímicas y de la producción material orgánico producido por
la fotosíntesis.
Los elementos esenciales son los que están involucrados directamente en la
nutrición de la planta y que en caso de deficiencia la planta no podrá sobrevivir.
Por lo tanto estos se deben ser suministrados
Las plantas tienen grandes consumos de nutrientes primarios siendo estos
determinantes en el proceso de crecimiento, estos son nitrógeno (N), potasio (K),
fosforo (P)
En una menor cantidad requieren el azufre (S), magnesio (Mg) y el calcio (Ca)
4.3.3 Requerimientos de agua
Agua: el agua es un elemento indispensable para la planta que la utiliza como
regulador de temperatura, medio de transporte, reactivo en el proceso de
fotosíntesis.
La falta de agua en una planta afecta el crecimiento foliar y el exceso puede
favorecer el ataque de microorganismos y animales que dañaría la planta, por esto
se debe tener un buen manejo en sistema de riego para proveer a la planta de la
cantidad de agua necesaria para su buen desarrollo
4.3.2 Requerimientos de luz
La luz debe ser la necesaria para que la planta pueda realizar la fotosíntesis y
aprovechar los nutrientes, cada etapa trae consigo unas necesidades diferentes
que debe suplir la planta.
4.3.4 Sustrato empleado
El sustrato es toda materia diferente al suelo que puede estar compuesto por
material natural, sintetizado o residuos, orgánico o mineral, que al colocarse en
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forma pura o mezclado, permite que la planta ancle su sistema radicular,
ayudando a que esta tenga un mejor soporte. El sustrato puede intervenir en el
proceso de nutrición mineral de la planta.
Algunas propiedades físicas importantes en los sustratos son:
1. Porosidad
2. Densidad
3. Estructura
4. Granulometría
El sustrato varía dependiendo del lugar donde se encuentre y de las necesidades
de las plantas así como de la disponibilidad de materia prima.
4.4 Factores a controlar en el invernadero
En el invernadero para lograr un óptimo crecimiento de los cultivos es necesario
controlar algunos factores como los que se mencionan a continuación para que se
mantengan en un rango adecuado para el desarrollo de los cultivos
4.4.1 Regulación de luz
Para la regulación de la luz en el invernadero se emplean mallas o poli sombras
para disminuir la intensidad de la luz que recibe la planta evitando que pueda
presentar daños o perdidas por exceso de la luz mientras que en caso contrario
cuando se necesita más luz de la que se tiene en el invernadero se puede instalar
un módulo de luz artificial para que proporcione la luz necesaria para los cultivos
que lo requieran especialmente se emplea en las flores como por ejemplo los
crisantemos
4.4.2 Temperatura
La temperatura es uno de los parámetros más importantes puesto que incide en el
crecimiento y desarrollo de las plantas. Normalmente la temperatura óptima para
las plantas se encuentra entre los 18 y 28° C.
Para el manejo de la temperatura es importante conocer las necesidades de las
plantas que se cultiven. Además de tener en cuenta los siguientes conceptos:
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Temperatura mínima letal. Aquella por debajo de la cual se producen daños en la
planta.
Temperaturas máximas y mínimas biológicas. Indican valores, por encima o por
debajo respectivamente del cual, no es posible que la planta alcance una
determinada fase vegetativa, como floración, fructificación, etc.
Temperaturas nocturnas y diurnas. Indican los valores aconsejados para un
correcto desarrollo de la planta. (INFOAGRO).
4.4.3 Humedad relativa
La humedad es la masa de agua en unidad de volumen, o en unidad de masa de
aire. La humedad relativa es la cantidad de agua contenida en el aire, en relación
con la máxima que sería capaz de contener a la misma temperatura.
Existe una relación inversa de la temperatura con la humedad por lo que a
elevadas temperaturas, aumenta la capacidad de contener vapor de agua y por
tanto disminuye la HR. Con temperaturas bajas, el contenido en HR aumenta
(INFOAGRO).
La HR del aire es un factor climático que puede modificar el rendimiento final de
los cultivos. Cuando la HR es excesiva las plantas reducen la transpiración y
disminuyen su crecimiento, se producen abortos florales por apelmazamiento del
polen y un mayor desarrollo de enfermedades criptogámicas. Por el contrario, si es
muy baja, las plantas transpiran en exceso, pudiendo deshidratarse, además de
los comunes problemas de mal cuaje.(INFOAGRO)
El exceso puede reducirse mediante ventilado, aumento de la temperatura y
evitando el exceso de humedad en el suelo. La falta puede corregirse con riegos,
llenando canalillas o balsetas de agua, pulverizando agua en el ambiente,
ventilado y sombreado (INFOAGRO)
Ventilación
La ventilación consiste en la renovación del aire dentro del recinto del invernadero.
Al renovar el aire se actúa sobre la temperatura, la humedad, el contenido en CO2
y el oxígeno que hay en el interior del invernadero. La ventilación puede hacerse
de una forma natural o forzada (INFOAGRO).
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Ventilación natural o pasiva:
Se basa en la disposición, en las paredes y en el techo del invernadero, de un
sistema de ventanas que permiten la aparición de una serie de corrientes de aire
que contribuyen a disminuir las temperaturas elevadas y a reducir el nivel
higrométrico. (INFOAGRO).
4.5 Riego
El sistema de riego está definido como la aplicación de agua por medios
artificiales, es decir, diferentes de la lluvia y/o fuentes hídricas naturales, a
cualquier superficie dedicada al cultivo de plantas
4.5.1 Sistemas de riego
Hay diferentes clases de sistemas de riego siendo más utilizados los siguientes:
4.5.1.1 Riego por aspersión
Consiste en la aplicación de agua al suelo, simulando una lluvia. El agua sale por
las boquillas de los aspersores a determinada presión que es generada por una
unidad de bombeo.
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Ilustración 7 Riego por aspersión
Fuente: http://itsamexico.com/Irrigacion/Sistemas/Aspersion
4.5.1.2 Riego por Goteo
Este sistema de riego usa un caudal bajo y no necesita presiones altas para su
operación. El riego por goteo aplica el agua en puntos específicos donde se
encuentra la planta y va a ser absorbido por el sistema radicular de esta. Los
caudales típicos de los emisores son de 1 a 10L/h, y los emisores más
comúnmente utilizados son de 1-4 L / h.
El riego por goteo es un tipo de riego localizado, este método es más eficaz debido a que la aplicación de agua se realiza solo donde se necesita reduciendo así en gran cantidad las perdidas.
Esta tecnología se basa en la frecuente aplicación de agua directamente en las raíces de las plantas en pequeñas cantidades. Aparte de que este método ahorra agua también incrementa el rendimiento de los cultivos y reduce la salinización del suelo. Una ventaja adicional es que puede usarse para regar dos líneas de cultivo al mismo tiempo, una a cada lado de la tubería, controlando la frecuencia de aplicación y el caudal.
Necesita un sistema que dé presión al agua para distribuirla por tuberías instaladas sobre el terreno, que están dotadas de emisores que vierten de 1 a 10 litros por hora. Aunque la tecnología es simple requiere cierta inversión y un mantenimiento cuidadoso, ya que los goteros pueden obstruirse fácilmente. Sin embargo, los resultados obtenidos en muchos países muestran que los
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agricultores que cambian de riego por surcos o riego por aspersión a riego por goteo pueden reducir el consumo de agua del 30 al 60 por ciento. (FAO 2002)
La razón por la cual el rendimiento en los cultivos mejora se debe a que cada
planta recibe la cantidad precisa de agua y fertilizantes
Ilustración 8 Riego por Goteo
Fuente:http://www.enlacejudio.com/2015/09/22/el-riego-por-goteo-como-tikun-
olam/
4.5.1.3 Riego subterráneo
Este sistema consiste en la aplicación de agua bajo la superficie del suelo
mediante emisores, con aplicaciones de agua en el mismo lugar que el riego por
goteo superficial (ASAE, 1999). Este sistema tiene como desventaja el
taponamiento de las salidas de agua.
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Ilustración 9 Riego Subterráneo
Fuente:http://www.elmercurio.com/Campo/Noticias/Noticias/2015/09/07/El-
potencial-de-los-sistemas-de-riego-por-goteo-subterraneos-en-Chile.aspx
4.5.1.4 Riego por inundación
Este tipo de riego consiste en cubrir el suelo con una lámina o capa de agua
dependiendo de lo requerido así será su espesor, el suelo se va humedeciendo
hasta que se realiza la infiltración se puede ser inundación temporal o inundación
permanente.
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Ilustración 10 Riego por inundación
Fuente: http://plantas.ddinnova.net/?p=147
4.5.1.5 Riego por nebulización
Los nebulizadores producen niebla fina, el agua a presión sale por un orificio de
pequeño diámetro, de forma que el chorro producido se estrella contra una pared
cóncava que lo despide y distribuye en forma nebulizada. Estos sistemas suelen
trabajar con presiones relativamente elevadas, en torno a 2-4 bares.
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Ilustración 11 Riego por Nebulización
Fuente:http://www.flordeplanta.com.ar/riego/sistemas-de-riego-por-nebulizacion-
usos-ventajas-e-inconvenientes/
5. MATERIALES Y MÉTODOS
5.1 MATERIALES
Los materiales empleados en el desarrollo del proyecto son los siguientes
Cinta Métrica
Higrómetro
Luxómetro
Registros fotográficos
Cotizaciones
Software (AutoCAD)
Fuentes primarias y secundarias
5.2 METODOLOGÍA
Para el desarrollo del proyecto se recurrió a diferentes tipos de metodologías para
lograr la caracterización del invernadero, entre las que se destacan, toma de
medidas, evaluación del entorno, indagar tomando como referencia fuentes
primarias.
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5.2.1 Caracterización del invernadero de la universidad
En este proceso se realizaron constantes visitas al lugar para observar en qué
estado se encontraba y de esta manera saber cuáles serían las propuestas para
su mejora.
5.2.1.1 Localización del invernadero
El invernadero se encuentra dentro de las instalaciones de la Universidad San
Buenaventura de Cali, aledaño al edificio los naranjos y adscrito a la dependencia
de los laboratorios que se encuentran en este.
5.2.1.2 Ubicación geográfica
La ciudad está ubicada en las coordenadas 3°27′00″N 76°32′00″O / en el
departamento del Valle del Cauca. Geográficamente Cali está en el valle del río
Cauca, el segundo en importancia del país. A la altura de Cali este valle tiene 35
km de ancho y la zona urbana esta sobre el costado occidental del rio. La parte
occidental de la ciudad se encuentra custodiada por los célebres Farallones de
Cali, que hacen parte de la Cordillera Occidental de los Andes colombianos.
5.2.1.3 Clima del municipio
El clima es de sabana tropical. La Cordillera Occidental bloquea los frentes de aire
húmedo provenientes del Océano Pacífico impidiendo que éstos refresquen la
ciudad. La Cordillera Occidental tiene 2.000 m de altitud promedio en el norte de la
ciudad y alcanza los 4.000 m en el sur, esto hace que en la ciudad la región
suroccidental sea más lluviosa que la noroccidental. En promedio la precipitación
anual va desde los 900 mm en las zonas más secas hasta los 1.800 mm en las
zonas más lluviosas, con 1.000 mm promedio sobre la mayor parte del área
Metropolitana de Cali. La temperatura media es de 26 °C (79 °F) con un mínimo
promedio de 19 °C (66 °F) y un máximo promedio de 34 °C (93 °F). Las
estaciones secas van de diciembre a marzo y de julio a agosto y la estación de
lluvias de abril a junio (Alcaldía de Cali, 2016).
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Tabla 1 Clima y condiciones meteorológicas de Santiago de Cali
Temperatura (°C)
Mes Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dec
Mínima promedio 18.7 18.9 19.1 19.1 19.0 18.8 18.2 18.3 18.6 18.7 18.7 18.7
Promedio 23.9 24.0 24.1 23.8 23.7 23.8 24.0 24.1 23.9 23.3 23.2 23.5
Máxima promedio 30.0 30.1 30.0 29.4 29.1 29.3 30.1 30.5 29.9 28.9 28.7 29.2
Precipitación, brillo solar y humedad relativa
Mes Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dec
Precipitación
promedio 48 61 103 123 97 55 28 46 69 115 99 65
Días de lluvia 9 10 13 15 15 10 8 8 11 16 14 10
Humedad relativa
(%) 72 72 73 75 76 75 72 70 72 75 76 74
Brillo solar
(horas/mes) 184 157 164 143 144 154 185 183 159 154
Fuente: IDEAM
5.2.1.4 Dimensiones
El invernadero de la universidad tiene 16 metros de largo por 6 metros de ancho
para un área de 96 metros cuadrados. Distribuidos de la siguiente manera:
Al ingresar al invernadero hay una división en la que se encuentran herramientas,
esta sección tiene unas medidas de 2 metros de largo por 6 metros de ancho. Al
pasar se encuentra el área de trabajo, lo que hace que en si el área aprovechable
sea de 84 metros cuadrados con 6 eras para cultivo de 1 metro de ancho por 3,50
metros largo.
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Ilustración 12 Plano actual del invernadero
Fuente: Los autores
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5.2.1.5 Materiales empleados en la construcción del invernadero
El techo del invernadero se encuentra cubierto por teja plástica y a los extremos
laterales está rodeado por polisombra de color negro que permite reducir la
intensidad lumínica aproximadamente en un 40%, todo va sostenido por una
estructura con columnas metálicas, el cuarto que se encuentra en la entrada tiene
piso en cemento y está encerrado en malla metálica y la polisombra anteriormente
descrita, en la parte interior está conformado por 6 eras hechas en guadua, el
suelo de la parte de trabajo es en tierra.
Ilustración 13 Vista interna del invernadero
Fuente: Los autores
31
Ilustración 14 Vista externa del invernadero
Fuente: Los autores
5.2.2 Evaluación y observación del entorno
5.2.2.1 Medición de luz
Para hacer las mediciones de la luz se utilizó un luxómetro marca CEM haciendo
toma de medidas en diferentes días tanto al interior del invernadero como en el
exterior del mismo. El paso de luz se reduce debido a la polisombra, también en
las horas de la tarde le da sombra debido a los grandes árboles que se encuentran
en la parte exterior izquierda
5.2.2.2 Medición de humedad relativa y temperatura
32
Para realizar las mediciones de humedad relativa se usó un higrómetro marca
Control Company el cual muestra la temperatura y el porcentaje de humedad
relativa en el interior del invernadero y en el exterior.
Sistema de riego empleado
El sistema de riego empleado actual es muy básico, se realiza por medio de una
manguera y dos regaderas
5.2.2.4 Sistematización
El invernadero actualmente no presenta sistematización.
5.2.2 Referencia de fuentes primarias
Se consultó con las personas que utilizan el lugar frecuentemente acerca de lo
que necesitaban y que les gustaría ver en un futuro.
6. Resultados y Discusión
6.1 Resultados
Tabla 2 Intensidad lumínica en el interior
Medición cantidad de luz (klux)
1 41.7
2 50.5
3 90.1
4 45.6
5 80.6
Fuente: los autores
Promedio: 61.7 Klux
33
Tabla 3 Intensidad lumínica en el exterior
Medición cantidad de luz
(klux)
1 75.8
2 130.1
3 120.2
4 79
5 110.1
Fuente: los autores
Promedio: 103.04 Klux
Gráfica 1 Comparación intensidad lumínica en el interior y en el exterior
Fuente: Los autores
Tabla 4 Temperatura en el interior
Medición temperatura °C
1 30
2 32
3 29
4 30
5 29
Fuente: Los autores
34
Promedio: 30 °C
Tabla 5 Temperatura en el exterior
Medición temperatura °C
1 31
2 33
3 30
4 31
5 30
Fuente: Los autores
Promedio: 31 °C
Gráfica 2 Comparación temperatura interna y externa
Fuente: Los autores
28
28,5
29
29,5
30
30,5
31
31,5
32
32,5
33
0 2 4 6
Tem
pe
ratu
ra °
C
Mediciones
Medición de la temperatura
temperatura interna
temperatura externa
35
Tabla 6 % Humedad Relativa en el interior.
Medición % HR
1 57
2 38
3 48
4 50
5 52
Fuente: Los autores
Promedio: 49 %
Tabla 7 % Humedad Relativa en el exterior.
Medición % HR
1 40
2 35
3 42
4 44
5 48
Fuente: Los autores
Promedio: 41.8%
36
Gráfica 3 Comparación % Humedad Relativa
Fuente: Los autores
6.2 Discusión de los resultados
6.2.1 Regulación de luz:
La regulación de luz está dada por la polisombra puesta alrededor y que
disminuye el paso de luz en aproximadamente un 40% según las mediciones
tomadas. La luz que obtienen las plantas es apropiada para su crecimiento y
desarrollo, también para que realicen una adecuada fotosíntesis. Las horas luz
que recibe el invernadero diariamente son propicias para los cultivos de ciclo
corto.
35
40
45
50
55
60
0 1 2 3 4 5
% H
um
ed
ad R
ela
tiva
Mediciones
% Humedad Relativa
humedad relativa en elexterior
humedad relativa alinterior
37
6.2.2 Regulación de Humedad Relativa y temperatura
La regulación de la temperatura se da por la estructura de la construcción, esto
permite que la temperatura interna sea entre 1 y 2°C menos que la temperatura
externa.
Para la regulación de la humedad relativa interna se usaría el sistema de riego
planteado. La relación entre humedad relativa y temperatura es inversa.
38
7. CRONOGRAMA
Actividad Tiempo
Caracterización del invernadero 30 días
Propuesta de reestructuración 60 días
Cotizaciones de la propuesta 15 días
Fuente: Los autores
39
8. DESARROLLO DEL PROYECTO
Para el desarrollo del proyecto se emplearon las metodologías anteriores que
permitieron encontrar aspectos por mejorar para los cuales se proponen las
siguientes soluciones
8.1 Análisis de observación del entorno
8.1.1 Sistema de riego
El sistema de riego propuesto para su implementación en las eras y plántulas es
riego por goteo.
Ventajas:
Este sistema se adecua más a las necesidades de los cultivos de ciclo corto a
trabajar en este lugar, permite el ahorro de agua y regar 2 líneas de cultivo al
tiempo que son las que normalmente se siembran en cada era, los goteros de
inundación con un caudal graduable 0 a 60 L/h se instalarían por medio de una
manguera cada 30 cm, también se realizaría la instalación de un programador que
permitiría la sistematización del riego, este se organizara para trabajar en
diferentes horas del día por intervalos de tiempo de 1 minuto a 4 horas. Cada era
tendrá su llave para permitir o no el paso de agua.
El riego por goteo incrementa el rendimiento en la producción del cultivo ya que la
planta recibe la medida adecuada de agua para sus necesidades, además el agua
va directamente a su sistema radicular.
40
Ilustración 15 Gotero de inundación
Fuente: http://www.agroquimica.es/riego-por-goteo-claves-de-materiales-y-
sistemas
41
Ilustración 16 Manguera y sistema para regar dos hileras
Fuente: Los autores
8.1.2 Material de eras y sustrato
Las eras tendrían unas medidas de 1m de ancho por 3,5m de largo y 0,4m de alto
hechas en ladrillo y cemento, estos materiales brindarían una mayor durabilidad y
no permitirían la salida del suelo y sustrato.
El sustrato propuesto para cada era estaría compuesto de la siguiente forma:
42
Tabla 8 Composición del sustrato
Fuente: Los Autores
8.1.3 Protección al medio externo
Como protección al medio externo están el techo en teja plástica; y polisombra y
malla metálica alrededor del invernadero. La polisombra presenta fallas ya que
tiene rotos en varios lugares, también en el suelo en la parte entre la polisombra y
las bases de cemento se dejaron espacios permitiendo la entrada de animales,
esto puede traer como consecuencia plagas y daño a los cultivos. Se sugiere un
reparcheo de las partes dañadas de la polisombra y el anclaje de la varilla a la
base de cemento usando chazos, tornillos y soldadura.
Material Porcentaje
Arena 30
Limo 15
Materia orgánica 15
Cascarilla de arroz 40
43
Ilustración 17 Daños en la polisombra
Fuente: Los autores
44
Ilustración 18 Espacio entre cimentación y polisombra
Fuente: Los autores
8.1.4 Construcción del canal
En los días de lluvia se filtra el agua hacia el interior provocando grandes charcos,
esto se debe a que en la parte izquierda del terreno hay una pendiente. Como
solución a este problema se plantea la construcción de canales de cemento en la
parte izquierda, en el frente y la parte de atrás de acuerdo con las dimensiones del
invernadero.
45
Ilustración 19 desnivel del terreno
Fuente: Los autores
8.1.5 Normas de uso y protocolos de acceso
Al ingresar el invernadero se encuentra muy desordenado puesto que se ve
basura, residuos y elementos de experimentos, que han dejado abandonados
generando malos olores y un mal aspecto. Lo anterior conlleva a programar una
limpieza con apoyo del área de mantenimiento de la universidad y generar para
46
un futuro la creación de las normas de uso y protocolos de acceso con el fin de
tener mayor control, limpieza y orden en el uso de este espacio.
Para la elaboración del reglamento de uso del invernadero se toma como
referencia el reglamento de la Universidad Tecnológica del Mayab el cual se
adapta y se ajusta a las necesidades de la universidad San Buenaventura.
1 Objetivo del Reglamento
El reglamento tendrá como finalidad establecer las normas de uso del invernadero
buscando la preservación de este espacio así como un adecuado
aprovechamiento de los recursos, velando por el cuidado y conservación del lugar
2. Usuarios
Son usuarios de los invernaderos:
a) Todos los estudiantes, profesores del programa de ingeniería Agroindustrial
que requieran hacer uso de esta instalación
b) Estudiantes inscritos en semilleros de investigación que requieran realizar
experimentos en este lugar.
3. Los servicios
Los servicios del invernadero que se proporcionan son:
a) Realización de aulas prácticas en los diferentes cursos que requieran el uso
de este lugar como complemento a las aulas teóricas.
b) Realización de experimentos e investigación por parte de estudiantes o
profesores inscrita a un grupo de investigación de la universidad.
47
Protocolo de acceso
Para hacer uso del espacio del invernadero se propone diligenciar un formato de
acceso con el fin de tener un control de las personas que ingresan, el objetivo por
el que ingresan y el tiempo de permanencia dentro de la instalación. Esto para
mantener un orden y los usuarios se hagan responsables de la organización y de
las herramientas que utilicen para el trabajo dentro de este.
Ver anexo 1
8.2 Análisis de las fuentes primarias
Se analiza los requerimientos de los usuarios de los invernaderos y se proponen
las siguientes ideas:
8.2.1 Instalación de mesa y sillas de trabajo
En la entrada se encuentra un área previa a la de trabajo con medidas de 6m de
ancho por 2m de largo que en la actualidad se encuentra con muy poco
aprovechamiento por esto se plantea la división en dos cuartos y zona de entrada
de la siguiente manera:
Al lado derecho un cuarto con unas medidas de 2m de largo por 2.4m de ancho,
este se utilizaría para la toma de apuntes y como un lugar de estudio para las
personas que requieran estar en el invernadero durante un tiempo prolongado, se
dotaría con una mesa y sillas plásticas.
Al lado estaría el lugar de entrada a la zona de trabajo con un área de 2.4 metros
cuadrados.
8.2.2 Instalación de un cajón o cuarto para depositar las herramientas
Este sería el segundo cuarto con las mismas medidas que el que se habló
anteriormente, pero aquí se pondría un cajón y estaría adecuado para guardar
herramientas y diferentes equipos utilizados, que en la actualidad no cuenta con
un lugar fijo donde colocarse.
48
8.2.3 Diseño de mesas en ángulo para la producción de plántulas
En la actualidad no hay un lugar para el trabajo con plántulas por esto se plantea
el uso de mesas metálicas en ángulo en las esquinas formando una L para un
mayor aprovechamiento del espacio y esta estaría compuesta por dos mesas con
las siguientes medidas: una mesa de 0,6m de ancho por 1,5 m de largo y otra de
0,6 m ancho por 0,9m de largo, así la L quedaría con medidas 1,5m a cada lado y
0,6m de ancho. Hasta todas las mesas llegaría el sistema de riego sugerido
anteriormente.
Las bandejas para plántulas tienen una medida estándar de 0,28m de ancho por
0,545m de largo y están divididas en 72 compartimentos, con estas medidas se
podría acomodar hasta 8 bandejas por cada mesa en L.
Estas mesas en L se colocarían en las cuatro esquinas del área de trabajo.
8.2.4 Instalación de luminarias para investigación
En la parte del invernadero no se encuentra instalada luz artificial por este motivo
realizar trabajos en este lugar después de las 6 pm resulta muy complejo debido a
la poca visibilidad, por tal motivo se sugiere la instalación de 3 lámparas que
provean luz blanca y a su vez estas puedan ser usadas en la experimentación en
caso de que algún cultivo necesite más horas luz que las que recibe naturalmente
en el transcurso del día.
8.3 Costos de la implementación
Los costos de implementación están conformados por costo de las obras y
materiales (donde va incluida la mano de obra), costo del sistema de riego con su
respectiva instalación para finalmente con la suma de los ítems anteriores se
obtiene el costo total.
49
8.3.1 Costo de las obras y materiales
Los costos de las obras y materiales comprenden todas las obras y la compra de
materiales así como la mano de obra para la instalación a excepción de la instalación y
los materiales relacionados al sistema de riego.
La cotización de las obras y materiales se realizó en la empresa Industrias óptimo la cual
se encuentra más detallada en el anexo 3 por un costo de $ 14.848000 pesos
colombianos.
8.3.2 Costo del sistema de riego
El costo del sistema de riego se cotizo en la empresa Sistemas e irrigaciones, cotización
que se encuentra más detallada en el anexo 4.
También por recomendación de esta empresa se realizó cotización del costo respectivo
de la mano de obra para la instalación del sistema de riego, cuyos valores se muestran a
continuación:
Tabla 9 Costo sistema de riego e instalación
Ítem Costo
Sistema de riego $ 336.332
Costo instalación sistema de riego $ 150.000
Total $ 486.332
Fuente: Los autores
8.3.3 Costo total
El costo total está conformado por la sumatoria de los puntos anteriores. Este valor se
detalla a continuación
Tabla 10 Costo Total
Ítem Costo
Costo de las obras y materiales $14.848.000
Costo sistema de riego e instalación $ 486.332
Total $15.334.332
Fuente: Los autores
8.4 Plano del invernadero
El plano del invernadero propuesto se realizó en el software Auto Cad versión 2017.
50
9 Conclusión
Para el invernadero actual es susceptible de realizar varias mejoras las cuales se
presentaron en el desarrollo de este trabajo buscando tener un invernadero con
mejor infraestructura que sea mucho más moderno y con mayor confort para los
usuarios y comunidad académica.
51
Anexos
Anexo 1 Formato de ingreso al invernadero
52
Anexo 2 Normas de uso del invernadero
REGLAMENTO DE ACCESO A INVERNADEROS
Seguir las recomendaciones e
instrucciones del docente encargado de impartir la clase en este
lugar.
Diligenciar el formato de acceso al invernadero.
Portar la ropa adecuada para el ingreso a este sitio.
Dejar los implementos personales en el área de trabajo previa al
ingreso del área de cultivos del invernadero.
Portar calzado cerrado.
No entrar con alimentos ni bebidas
Verificar el estado previo a la realización de las labores y reportar al
encargado del lugar cualquier anomalía.
Si requiere ingresar y hacer uso de materiales adicionales no
suministrados por la universidad, comunicarle al docente encargado
para su inspección y autorización.
No se permite fumar o ingerir cualquier tipo de sustancias
psicoactivas.
Hacer uso adecuado de los implementos y herramientas requeridas
para trabajar en este sitio
Al terminar de usar las herramientas dejarlas en orden y en el sitio
destinado a este fin
Mantener el invernadero ordenado y limpio después de terminar las
actividades
Al terminar el uso de instalación, avisarle al encargado y firmar en el
formato la hora de salida.
53
Anexo 3 Cotización Industrias optimo
54
Anexo 4 Cotización Sistema de riego
55
Anexo 5 Cotización instalación sistema de riego
56
10 BIBLIOGRAFÍA
Ariana P. Torres y Roberto G. Lopez Medición de Luz Diaria Integrada en
Invernaderos Purdue University.
Luz y Desarrollo. El Fotoperiodismo, la Fotomorfogénesis y el Control de la
Floración capitulo 15.Universidad Politécnica de Valencia.
Control Ambiental(2009).Cosechando natural disponible:
https://www.cosechandonatural.com.mx/control_ambiental_articulo23.html
Principales tipos de invernadero. Infoagro. Disponible en
http://www.infoagro.com/documentos/principales_tipos_invernaderos__parte_i_.as
Bravo,J. Programación y planificación de las operaciones en cultivo.