Resumen

La hidroponía es un método utilizado para cultivar plantas usando disoluciones minerales en vez de suelo agrícola,literalmente se traduce como trabajo en agua, ya que se deriva de los vocablos griegos hidro (agua) y ponos (labor), pero no es únicamente cultivar sobre agua,actualmente la tendencia es la búsqueda de sustitutos del suelo.

El elemento principal en este sistema de cultivo es el agua por lo tanto, lo más importante es procurar crear un sistema de riego adecuado.

Algunas fortalezas de nuestro proyecto son el bombeo de H2O constante, el ser un sistema mecánico y no necesita energía eléctrica.

Esta bomba se sugiere por bombeo constante en riego de hidroponía por su sencillo mecanismo y operación continua.

La hidroponía al necesitar el paso de agua constante consume energía eléctrica continua por lo que es una idea para lugares con nula o escas electricidad.

Algunas desventajas de nuestra bomba son el desperdicio de agua, por una de las válvulas utilizadas y la presión del agua que es escasa pero suficiente.

Los costos son variables dependiendo de su diseño y material ya que podemos realizar una bomba hecha de PET  o una hecha de cobre.

La falta de conocimiento ha rezagado hasta cierto punto a la hidroponía, permitiendo creer a la gente que solo los agricultores lo pueden crear.

Nuestro proyecto va enfocado el ahorro de energía eléctrica por medio de una bomba de contra-presión que se utiliza mediante la presión que ejerce el agua al caer por los conductos del sistema.     

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Hay zonas rurales en las que la electricidad es escasa ya que no cuentan con la energía suficiente para abastecer un cultivo hidróponico; en otros la electricidad es nula.

La hidroponía al necesitar el paso de H2O consume energía eléctrica continua por medio de una bomba aireadora, que se utiliza para que el agua tenga una buena oxigenación.

Una desventaja de la hidroponía es el costo inicial que resulta elevado por el consumo de energía que utiliza el motor.

El elemento principal en este sistema de cultivo es el agua, por lo tanto lo más importante es procurar un sistema de riego adecuado.

La falta de conocimiento a rezagado hasta cierto punto, a la hidroponía, permitiendo creer a la gente que solo los agricultores la pueden crear. Se le emplea de manera frecuente para uso comercial, en el cultivo del tomate, la lechuga y una gran variedad de vegetales.

Antecedentes

El cultivo hidropónico es anterior al cultivo en tierra pero muchos creen que empezó en la Antigua Babilonia, en los famosos Jardines Colgantes que se listan como una de las Siete Maravillas del Mundo Antiguo, en lo que probablemente fuera uno de los primeros intentos exitosos de cultivar plantas hidropónicamente.

Los principios son encontrados en China, Egipto e India. En el 1600 el belga Helmont realizó experimentos que demuestran la obtención de nutrientes por parte de las plantas.

En 1699 Woodward demostró finalmente como las plantas obtenían alimentos. Posteriormente en 1860 los alemanes Sachs y Knop fueron los primeros en hacer crecer las plantas en una solución nutritiva, llamando al proceso ¨nutriculture¨.

La hidroponía es tan antigua como la misma civilización humana,  el término como tal fue acuñado 1929, donde William F. Gricke,  profesor de la Universidad de California, Davis, define el proceso como hidroponía que significa “agua que trabaja”. Durante la segunda guerra mundial las fuerzas aliadas instalan en sus bases sistemas hidropónicos para proveer de vegetales y frutas frescas a las tropas en conflicto. A partir de esto, la hidroponía comercial se extiende en el mundo.

Es un conjunto de técnicas que sustituye al suelo también es denominada agricultura sin suelo. La hidroponía te permite diseñar estructuras simples y/o complejas favoreciendo las condiciones ambientales idóneas para producir cualquier planta de tipo herbáceo  aprovechando en su totalidad cualquier área (azoteas jardines, suelos infértiles, terrenos escabrosos, etc) sin importar las dimensiones como el estado físico de estas.

Ventajas.

– Uso del agua. Los cultivos realizados a través de esta técnica necesitan en promedio una cantidad mucho menor de agua. Se estima que hasta el 90 por ciento del agua que se usa para estos cultivos se puede reciclar. Además, pueden usarse aguas con alto contenido de sal.

– Se usa un espacio mucho menor que el que se usa en cultivos tradicionales.- Al usar menor cantidad de espacio o territorio, los costos de producción bajan sensiblemente.

– Se puede controlar mejor el crecimiento del cultivo, con lo que la posibilidad de que puedan aparecer hongos, malezas o plagas es mucho más reducida que en los cultivos tradicionales.

– Se calcula que este tipo de cultivos crece dos o tres veces más rápido que de la forma tradicional.

– El clima deja de ser una variable determinante para el cultivo, de esta manera, uno puede realizar una producción de una planta tropical en un sitio que no lo es y a la inversa. De la misma forma, este tipo de cultivos no sufre los cambios en las temperaturas o por la falta o abundancia de lluvias.

– El costo de realizar cultivos hidropónicos es muy bajo y su tasa de rentabilidad alta, por lo que suele ser una excelente oportunidad de inversión.

– Se pueden generar cultivos hidropónicos en tu propia casa sin tener que ser un especialista en producción vegetal, ni en agricultura.

Desventajas de la Hidroponia

La Hidroponía presenta múltiples ventajas sobre los sistemas de cultivo en suelo, es lógico que surja la pregunta ¿por qué siendo tan ventajosa no ha alcanzado una popularidad más amplia?  Las siguientes son algunas desventajas que presenta el sistema:  

‚Requiere para su manejo a escala comercial de conocimiento técnico combinado con la comprensión de los principios de filosofía vegetal y de química orgánica  

‚   En el ámbito comercial el gasto inicial es relativamente alto

‚   Se requiere cuidado con los detalles  

‚    Se necesita conocer y manejar la especie que se cultive en el sistema  

  ‚   Requiere de un abastecimiento continuo de agua  

  ‚    No existe una difusión amplia de lo que es la Hidroponía

La importancia de los cultivos hidropónicos.

Es recomendable cuando no hay suelos disponibles para sembrar lo que se quiere.

Los suelos están cansados por tantos cultivos repetidos o la alcalinidad de ellos y los cultivos hidropónicos son una solución muy económica para cultivar plantas.

Los cultivos que son más aptos para este método de siembra son la lechuga, el repollo, tomate, pepino y los pimientos y muchos más.

En México existen seis millones de hectáreas de riego y 15 0 16 millones de hectáreas de temporal, por lo tanto la frontera productiva está muy limitada y los sistemas tradicionales de producción no alcanzan a cosechar lo que nuestro país necesita de alimentos.

Ante ello están surgiendo sistemas alternativos que pueden ayudar a cubrir el déficit en la producción de alimentos del país, como lo es la hidroponía, una forma de producción que no necesita de suelos y por lo mismo no depende de fenómenos meteorológicos, con ello permite reducción de costos de manera considerable y cosechas fuera de estación, además de que brinda elevados rendimientos y alta calidad en los alimentos.

Hoy, la hidroponía es el término que describe las distintas formas en las que pueden cultivarse plantas sin tierra. Estos métodos, generalmente conocidos como cultivos sin suelo, incluyen el cultivo de plantas en recipientes llenos de agua y cualquier otro medio distintos a la tierra. Incluso la arena gruesa, vermiculita y otros medios más exóticos, como piedras aplastadas o ladrillos, fragmentos de bloques de carbonilla, entre otros. Hay varias excelentes razones para reemplazar la tierra por un medio estéril, se eliminan pestes y enfermedades contenidas en la tierra, inmediatamente. La labor que involucra el cuidado de las plantas se ve notablemente reducida.

Unas características importantes al cultivar plantas en un medio sin tierra es que permite tener más plantas en una cantidad limitada de espacio, las cosechas madurarán más rápidamente y producirán rendimientos mayores, se conservan el agua y los fertilizantes, ya que pueden reciclarse, además, la hidroponía permite ejercer un mayor control sobre las plantas, con resultados más uniformes y seguros.

Todo esto se hace posible por la relación entre la planta y sus elementos nutrientes. No es tierra lo que la planta necesita; son las reservas de nutrientes y humedad contenidos en la tierra, así como el apoyo que la tierra da a la planta. Cualquier medio de crecimiento dará un apoyo adecuado, y al suministrar nutrientes a un medio estéril donde no hay reserva de estos, es posible que la planta consiga la cantidad precisa de agua y nutrientes que necesita. La tierra tiende a menudo a llevar agua y nutrientes lejos de las plantas lo cual vuelve la aplicación de cantidades correctas de fertilizante un trabajo muy difícil. En hidroponía, los nutrientes necesarios se disuelven en agua, y esta solución se aplica a las plantas en dosis exactas en los intervalos prescritos.

La hidroponía, como técnica de producción de alimentos, especialmente de hortalizas de alta sanidad y calidad, está siendo también considerada en distintos países de América Latina como una alternativa tecnológica apta y útil en el desarrollo de empresas, para la generación de ingresos y para el desarrollo de un sector agroexportador emergente en hortalizas, flores y plantas medicinales con alto valor agregado. Asimismo, se la ha integrado en sus versiones de menor sofisticación a programas sociales y económicos de superación de la pobreza.

Un factor importante de la hidroponía es que implementada de manera de manera simple o compleja da como resultado altos rendimientos, desde las zonas donde escasea el agua o donde exista falta total de esta, y asimismo donde los suelos han sido contaminados.

Las ventajas que tienen los países latinoamericanos para desarrollar la hidroponía son la existencia de mano de obra barata, los buenos climas y las regiones donde abunda el agua, por lo que si se aprovechan estos factores la producción que se realiza bajo este sistema podrá producirse los alimentos cerca de las ciudades donde existe el mercado de consumo, como hacia otros países, obteniendo con ello importantes beneficios.

El cultivo es la práctica de sembrar semillas en la tierra y realizar las labores necesarias para obtener frutos de las mismas.

La agricultura es un arte milenario que tiene el propósito de cultivar la tierra mediante diferentes tratamientos y alternativas con el fin de obtener vegetales y frutos que puedan ser utilizados con propósitos alimenticios, medicinales y estéticos.

Las actividades de cultivo que ocurren a menudo por la acción del hombre pero que también responden a procesos naturales dan como resultado cereales, frutas, vegetales, forraje y otros. Se entiende por cultivo a todas las acciones humanas que tienen el fin de mejorar, tratar y transformar las tierras para el crecimiento de siembras. Para muchos países del mundo esta actividad es su principal sustento económico y, al mismo tiempo, es, junto con la ganadería, la principal acción que da alimento para la población mundial.

Existen distintos tipos de cultivos. Por ejemplo, de secano (producida sin aporte de agua por el agricultor, que se nutre de lluvia o aguas subterráneas), de regadío (con aporte de agua por parte del agricultor por medio de cauces naturales o artificiales). También pueden clasificarse los cultivos en tanto se trata de agricultura de subsistencia o industrial. De acuerdo con la huella ecológica y el impacto sobre el terreno puede decirse que se habla de cultivos intensivos (producción grande en poco espacio) o extensivos (en una mayor superficie). Y también existe una taxonomía según el método de cultivo: por ejemplo, agricultura tradicional (que utiliza los sistemas propios del lugar), la industrial, (basada en sistemas para producir grandes cantidades de alimento), y ecológica o biológica (que emplea diversos sistemas de producción que respetan el ambiente y procuran protegerlo de un impacto negativo).

En los últimos años se ha empezado a considerar mucho más los efectos de cultivos intensivos sobre el medio ambiente. Así, diversas organizaciones e iniciativas se han creado con el fin de influir sobre las grandes productoras de semillas y compañías que tienen influencia en la agricultura regional o mundial para alentarlos a llevar adelante prácticas más sustentables y positivas para el medio ambiente.

Objetivo

Diseñar un sistema de contra-presión para aplicarlo en un cultivo hidropónico

Justificación

En un cultivo hidropónico se necesita de una corriente constante de agua con solución nutritiva para abastecer las plantas, para este proceso es necesario el consumo de electricidad que la mayoría de las ocasiones puede resultar elevado.

Por lo tanto nuestro proyecto va enfocado al ahorro de energía eléctrica por medio de una bomba de contra-presión que se utiliza mediante la presión que ejerce el agua al caer por los conductos del sistema.

Esta bomba es ideal para las zonas rurales ya que lleva a cabo el aprovechamiento de energía potencial; además de que es ecológica, didáctica y económica.

Se sugiere por bombeo constante en riego de hidroponía por su sencillo mecanismo y operación continua, la presión es baja pero suficiente para el llenado de un tanque a 5m de altura.

Hipótesis

Si logramos diseñar una bomba de contra-presión entonces la podríamos adaptar a un cultivo hidropónico.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales para la bomba F1

-Tubos de PVC

-Manguera para irrigar, la longitud de los tubos de PVC  mas 2 metros por cada tubo de PVC ( para plantas grandes se utilizan tubos de 6 pulgadas de diámetro plantas más pequeñas tubo de 4 pulgadas de diámetro).

-Dos tapas de PVC por cada tubo de PVC.

-Un taladro con brocas circulares o una caladora en su defecto.

-Medio de cultivo como para llenar los tubos en un 80-90% de su volumen.

-Un tanque con capacidad igual a un galón de agua por cada planta en el cultivo.

– Se necesitan probablemente unos 3 m de tubos de diámetro más pequeño para realizar las conexiones del drenaje y la bomba.

– Soportes de madera o similares donde sostienen los tubos de PVC.

Procedimiento de la bomba F1

1.- Por cada tubo de PVC necesitarás por lo menos dos tapas del diámetro correcto ( para sellar ambos lados del tubo).

2.- Una vez tengas los dos tubos instala una de las tapas utilizando pegante para PVC y cinta de teflón.

3.- Una vez instalada esta tapa, llena el tubo con el sustrato a utilizar ( debe estar lleno por lo menos a 85% del volumen, aunque debes dejar espacio para la irrigación), utilizando para esto el extremo que no está salido.

4.- Debes determinar que distancia separa las plantas.

Como regla general  40cm entre plantas grandes y 25 cm entre plantas más pequeñas.

5.- Ahora debes hacer un agujero circular de unos 3-5 cm de diámetro en los lugares donde irán colocadas las plantas.

6.- Ten en cuenta que debes dejar por lo menos 20 cm si agujeros al principio y al final del tubo.

7.-Ahora debes abrir dos agujeros contiguos ( uno al lado del otro, horizontalmente separados unos 4 cm) de unos 2-3 cm de diámetro.

8.- Por estos agujeros entrarán y saldrán las manguera de irrigación. Una vez tengas estos agujeros, introduce la manguera de irrigación por un lado, saliendo llevala hasta el final del tubo pon este mismo lado y devuelva por el otro lado, saliendo del tubo en el agujero no ocupado que hiciste anteriormente.

9.- Por ultimo  hacer un agujero en la parte inferior del tubo, debajo de los agujeros de irrigación.

 Materiales Fase 2

• 1 botella PET  de dos litros con tapa (A);
• 1 tampón de reducción de 1 x 3/4 de pulgada (B);
• 1 T de PVC blanco (C), con rosca de una pulgada;
• 1 tampón de reducción de  de PVC blanco (D),  con rosca de una pulgada  por 3/4 de pulgada;
• 1 adaptador de manguera (E) de 3/4 de pulgada;
• 1 niple de PVC blanco (F) de una pulgada;
• 1 tampón de reducción de  de PVC blanco (G),  con rosca de 2 x 1 pulgada;
• 1 válvula  de retención vertical (H) de dos pulgadas;
• 2 niples galvanizados (I y J) de dos pulgadas;
• 1 T galvanizado (K) de dos pulgadas;
• 1 válvula de pozo o de impulso (L);
• 1 tornillo de 5/16 o M8 con tres tuercas y una arandela (M);
• 1 muelle accionador de valvula de descarga para inodoros (N);
• 1 tubo de acero de dos pulgadas de diámetro (O). La longitud varía en función de la altura de la caida de agua y la diferencia entre el agua que será bombeada y el depósito;
• 1 tubo de acero de 3/4 de pulgadas de diámetro (P). La longitud debe ser diez veces más grande que el tamaño de la tubería del elemento anterior;
• 10 centímetros cuadrados de tela de sombra;
• Alambre;
• Pegamento para PVC.

Procedimiento Fase 2

1. Perforar un agujero de 15 mm de diámetro en la tapa de la botella (A). Fije el tampón de reducción de 1 x 3/4 de pulgada (B) con el pegamento para PVC. A continuación, atornille el T de una pulgada (C), en una de sus salidas, la cual recibirá el   tampón de reducción de  de PVC (D).  Encaje esta pieza con el adaptador para manguera (E) y la tubería de acero de 3/4 pulgadas (P), en esa orden. En el otro extremo de la conexión T coloque el niple de PVC de una pulgada (F).

2. Atornillar el niple (F) al tampón  de dos pulgadas (G). Asegure esta pieza  a la válvula (H) y al niple  galvanizado de dos pulgadas (I).

3. Conectar el T galvanizado (K) al niple. En una de sus salidas, coloque el tubo de acero de dos pulgadas de diámetro (O). Este tubo de suministro debe ser instalado 30 cm por debajo del nivel de agua para evitar la succión de aire y con un desnivel mínimo de 1,5 metros  para que agua sea conducida hasta el ariete. Para evitar la obstrucción de la tubería, coloque el pedazo de tela en la entrada de cable y amarre con alambre.

4) Fijar en la otra salida del T el tampón galvanizado (J) y el eje de la válvula  de impulso (L). Para que el tampón de esta válvula impulsione el agua, haga un agujero en la base del tamiz (que acompaña a la válvula) para enganchar el tornillo 5/16 (M). Enrosque una de las tuercas a la posición intermedia del tornillo. Enrosque el tornillo hasta que la tuerca toque el fondo del tamiz. Entre las dos tuercas, prenda la arandela en el extremo libre del tornillo. Al recolocar el tamiz de la válvula, inserte el muelle (N) entre la arandela y el tapón de la válvula.

Galería Método

Resultados

Obtuvimos una bomba de tamaño mediano hecha a base de PVC blanco.

Para el funcionamiento de esta utilizamos 2 válvulas: una de no retorno y una válvula check (pichancha).

Además de que contiene una cámara de vacío, que en este caso fue una botella de PET.

El funcionamiento de la bomba comienza por la caída de agua mediante una manguera de dimensiones regulares, esta pasa por las 2 válvulas y así en la botella de pet, se ejerce una presión (agua-aire) la cual ayudará a expulsar el agua hacia otra manguera; esta última será la de salida hacia nuestro cultivo hidropónico.

Galería Resultados

Discusión

En el desarrollo y planeación de nuestro proyecto al inicio el objetivo estaba pensado en ayudar al proceso de la circulación del agua en cultivos hidropónicos, durante y al final en cuanto los resultados se dieron, los alcances del proyecto fueron más allá de lo esperado con esta técnica podemos desarrollar un sistema de bombeo mecánico y autónomo para múltiples usos, como por ejemplo, el bombeo en la apicultura en fosas de trucha se puede usar para el uso de la limpieza de los sanitarios ya que algunos lugares en donde se da este comercio se carece da luz eléctrica, el suministrar el agua para uso doméstico (baños, lavamanos etc.) En casas donde el  flujo o una red de agua carece de presión y la electricidad es baja o nula y por lo consiguiente imposible de suministrar a base de tinacos, su bajo costo y su fácil ensamble así como el uso continuo que no requiere luz eléctrica hacen de este sistema una herramienta muy valioso en zonas rurales lo cual nos motiva a realizar una bomba de mayor capacidad de flujo de agua y por lo tanto mayor caudal de aprovechamiento.

Conclusiones

A lo largo del proyecto tuvimos complicaciones en el ensamble de una de las válvulas ya que tuvimos que modificarla además de que fue necesario idear una forma para recolectar el agua desperdiciada.

La bomba es ideal para cualquier tipo de personas, ya que sus materiales son fáciles de conseguir y baratas.

Bibliografía

¿Que es la hidroponia?. Consultado el 15/diciembre/2016 en http://hydroenv.com.mx/catalogo/index.php?main_page=page&id=27

Ventajas del cultivo hidropónico. Consultado el 15/diciembre/2016 en http://www.oni.escuelas.edu.ar/2002/buenos_aires/hidroponia/ventajas_y_desventajas.htm

Definicion de cultivo. Consultado el 15/deiciembre/2016 en http://www.definicionabc.com/general/cultivo.php

Summary

Hydroponics is a method of growing plants using mineral solutions instead of agricultural land, literally translates as work in water, is derived from the Greek words hydro (water) and ponos (labor), but is not only grown on water, the trend is currently the search of substitutes for soil.

The main element in this crop system is the water, therefore the most important is to create a proper irrigation system.

Some strengths of our project are pumping constant of H2O, being a mechanical system and  it does not need electric power.

This pump is suggested by constant in hydroponics irrigation pumping by the simple mechanism and continuous operation.

Hydroponics need constant water consume continuous electricity so it is an idea for places with little or no electricity.

Costs vary depending on its design and material since we can make a bomb made of PET or one made of copper.

Lack of awareness has lagged to some extent to hydroponics, allowing people to believe that only farmers can create it.

Our project will focus the saving of electric power by means of a pump  which is used by the pressure exercised by the water to fall through for the pipes of the system.

Research Question

Problem approach

There are rural zones in which the electricity is low because they do not have the enough energy to supply a hydroponic crop; in others the electricity is void.
Hydroponics need  H2O, consume continuous electric energy through an airing pump, that is used for water has a good oxygenation.  

A disadvantage of the hydroponics  is the initial cost that is expensive because the energy consumption that the engine uses.
The principal element in this crop system is the water, therefore the most important thing is to try a system of suitable irrigation.
The lack of knowledge has left behind, the hydroponics , the people believe that only the farmers can create it. It is used in a frequent way for commercial use, in the tomato, lettuce and a great variety of vegetables crop.

Background

El cultivo hidropónico es anterior al cultivo en tierra pero muchos creen que empezó en la Antigua Babilonia, en los famosos Jardines Colgantes que se listan como una de las Siete Maravillas del Mundo Antiguo, en lo que probablemente fuera uno de los primeros intentos exitosos de cultivar plantas hidropónicamente.

Los principios son encontrados en China, Egipto e India. En el 1600 el belga Helmont realizó experimentos que demuestran la obtención de nutrientes por parte de las plantas.

En 1699 Woodward demostró finalmente como las plantas obtenían alimentos. Posteriormente en 1860 los alemanes Sachs y Knop fueron los primeros en hacer crecer las plantas en una solución nutritiva, llamando al proceso ¨nutriculture¨.

La hidroponía es tan antigua como la misma civilización humana,  el término como tal fue acuñado 1929, donde William F. Gricke,  profesor de la Universidad de California, Davis, define el proceso como hidroponía que significa “agua que trabaja”. Durante la segunda guerra mundial las fuerzas aliadas instalan en sus bases sistemas hidropónicos para proveer de vegetales y frutas frescas a las tropas en conflicto. A partir de esto, la hidroponía comercial se extiende en el mundo.

Es un conjunto de técnicas que sustituye al suelo también es denominada agricultura sin suelo. La hidroponía te permite diseñar estructuras simples y/o complejas favoreciendo las condiciones ambientales idóneas para producir cualquier planta de tipo herbáceo  aprovechando en su totalidad cualquier área (azoteas jardines, suelos infértiles, terrenos escabrosos, etc) sin importar las dimensiones como el estado físico de estas.

Ventajas.

– Uso del agua. Los cultivos realizados a través de esta técnica necesitan en promedio una cantidad mucho menor de agua. Se estima que hasta el 90 por ciento del agua que se usa para estos cultivos se puede reciclar. Además, pueden usarse aguas con alto contenido de sal.

– Se usa un espacio mucho menor que el que se usa en cultivos tradicionales.- Al usar menor cantidad de espacio o territorio, los costos de producción bajan sensiblemente.

– Se puede controlar mejor el crecimiento del cultivo, con lo que la posibilidad de que puedan aparecer hongos, malezas o plagas es mucho más reducida que en los cultivos tradicionales.

– Se calcula que este tipo de cultivos crece dos o tres veces más rápido que de la forma tradicional.

– El clima deja de ser una variable determinante para el cultivo, de esta manera, uno puede realizar una producción de una planta tropical en un sitio que no lo es y a la inversa. De la misma forma, este tipo de cultivos no sufre los cambios en las temperaturas o por la falta o abundancia de lluvias.

– El costo de realizar cultivos hidropónicos es muy bajo y su tasa de rentabilidad alta, por lo que suele ser una excelente oportunidad de inversión.

– Se pueden generar cultivos hidropónicos en tu propia casa sin tener que ser un especialista en producción vegetal, ni en agricultura.

Desventajas de la Hidroponia

La Hidroponía presenta múltiples ventajas sobre los sistemas de cultivo en suelo, es lógico que surja la pregunta ¿por qué siendo tan ventajosa no ha alcanzado una popularidad más amplia?  Las siguientes son algunas desventajas que presenta el sistema:  

‚Requiere para su manejo a escala comercial de conocimiento técnico combinado con la comprensión de los principios de filosofía vegetal y de química orgánica  

‚   En el ámbito comercial el gasto inicial es relativamente alto

‚   Se requiere cuidado con los detalles  

‚    Se necesita conocer y manejar la especie que se cultive en el sistema  

  ‚   Requiere de un abastecimiento continuo de agua  

  ‚    No existe una difusión amplia de lo que es la Hidroponía

La importancia de los cultivos hidropónicos

Es recomendable cuando no hay suelos disponibles para sembrar lo que se quiere.

Los suelos están cansados por tantos cultivos repetidos o la alcalinidad de ellos y los cultivos hidropónicos son una solución muy económica para cultivar plantas.

Los cultivos que son más aptos para este método de siembra son la lechuga, el repollo, tomate, pepino y los pimientos y muchos más.

En México existen seis millones de hectáreas de riego y 15 0 16 millones de hectáreas de temporal, por lo tanto la frontera productiva está muy limitada y los sistemas tradicionales de producción no alcanzan a cosechar lo que nuestro país necesita de alimentos.

Ante ello están surgiendo sistemas alternativos que pueden ayudar a cubrir el déficit en la producción de alimentos del país, como lo es la hidroponía, una forma de producción que no necesita de suelos y por lo mismo no depende de fenómenos meteorológicos, con ello permite reducción de costos de manera considerable y cosechas fuera de estación, además de que brinda elevados rendimientos y alta calidad en los alimentos.

Hoy, la hidroponía es el término que describe las distintas formas en las que pueden cultivarse plantas sin tierra. Estos métodos, generalmente conocidos como cultivos sin suelo, incluyen el cultivo de plantas en recipientes llenos de agua y cualquier otro medio distintos a la tierra. Incluso la arena gruesa, vermiculita y otros medios más exóticos, como piedras aplastadas o ladrillos, fragmentos de bloques de carbonilla, entre otros. Hay varias excelentes razones para reemplazar la tierra por un medio estéril, se eliminan pestes y enfermedades contenidas en la tierra, inmediatamente. La labor que involucra el cuidado de las plantas se ve notablemente reducida.

Unas características importantes al cultivar plantas en un medio sin tierra es que permite tener más plantas en una cantidad limitada de espacio, las cosechas madurarán más rápidamente y producirán rendimientos mayores, se conservan el agua y los fertilizantes, ya que pueden reciclarse, además, la hidroponía permite ejercer un mayor control sobre las plantas, con resultados más uniformes y seguros.

Todo esto se hace posible por la relación entre la planta y sus elementos nutrientes. No es tierra lo que la planta necesita; son las reservas de nutrientes y humedad contenidos en la tierra, así como el apoyo que la tierra da a la planta. Cualquier medio de crecimiento dará un apoyo adecuado, y al suministrar nutrientes a un medio estéril donde no hay reserva de estos, es posible que la planta consiga la cantidad precisa de agua y nutrientes que necesita. La tierra tiende a menudo a llevar agua y nutrientes lejos de las plantas lo cual vuelve la aplicación de cantidades correctas de fertilizante un trabajo muy difícil. En hidroponía, los nutrientes necesarios se disuelven en agua, y esta solución se aplica a las plantas en dosis exactas en los intervalos prescritos.

La hidroponía, como técnica de producción de alimentos, especialmente de hortalizas de alta sanidad y calidad, está siendo también considerada en distintos países de América Latina como una alternativa tecnológica apta y útil en el desarrollo de empresas, para la generación de ingresos y para el desarrollo de un sector agroexportador emergente en hortalizas, flores y plantas medicinales con alto valor agregado. Asimismo, se la ha integrado en sus versiones de menor sofisticación a programas sociales y económicos de superación de la pobreza.

Un factor importante de la hidroponía es que implementada de manera de manera simple o compleja da como resultado altos rendimientos, desde las zonas donde escasea el agua o donde exista falta total de esta, y asimismo donde los suelos han sido contaminados.

Las ventajas que tienen los países latinoamericanos para desarrollar la hidroponía son la existencia de mano de obra barata, los buenos climas y las regiones donde abunda el agua, por lo que si se aprovechan estos factores la producción que se realiza bajo este sistema podrá producirse los alimentos cerca de las ciudades donde existe el mercado de consumo, como hacia otros países, obteniendo con ello importantes beneficios.

El cultivo es la práctica de sembrar semillas en la tierra y realizar las labores necesarias para obtener frutos de las mismas.

La agricultura es un arte milenario que tiene el propósito de cultivar la tierra mediante diferentes tratamientos y alternativas con el fin de obtener vegetales y frutos que puedan ser utilizados con propósitos alimenticios, medicinales y estéticos.

Las actividades de cultivo que ocurren a menudo por la acción del hombre pero que también responden a procesos naturales dan como resultado cereales, frutas, vegetales, forraje y otros. Se entiende por cultivo a todas las acciones humanas que tienen el fin de mejorar, tratar y transformar las tierras para el crecimiento de siembras. Para muchos países del mundo esta actividad es su principal sustento económico y, al mismo tiempo, es, junto con la ganadería, la principal acción que da alimento para la población mundial.

Existen distintos tipos de cultivos. Por ejemplo, de secano (producida sin aporte de agua por el agricultor, que se nutre de lluvia o aguas subterráneas), de regadío (con aporte de agua por parte del agricultor por medio de cauces naturales o artificiales). También pueden clasificarse los cultivos en tanto se trata de agricultura de subsistencia o industrial. De acuerdo con la huella ecológica y el impacto sobre el terreno puede decirse que se habla de cultivos intensivos (producción grande en poco espacio) o extensivos (en una mayor superficie). Y también existe una taxonomía según el método de cultivo: por ejemplo, agricultura tradicional (que utiliza los sistemas propios del lugar), la industrial, (basada en sistemas para producir grandes cantidades de alimento), y ecológica o biológica (que emplea diversos sistemas de producción que respetan el ambiente y procuran protegerlo de un impacto negativo).

En los últimos años se ha empezado a considerar mucho más los efectos de cultivos intensivos sobre el medio ambiente. Así, diversas organizaciones e iniciativas se han creado con el fin de influir sobre las grandes productoras de semillas y compañías que tienen influencia en la agricultura regional o mundial para alentarlos a llevar adelante prácticas más sustentables y positivas para el medio ambiente.

Objective

To design a pressure out  system  to apply it in a hydroponic crop.

Justification

In a hydroponic system a constant stream water is needed with nutrient solution to supply plants for this process is necessary the consumption of electricity and sometimes it can be high. Therefore our project will be focused to saving electric power using a pump which is used by  pressure that water does when it falls by the system ducts. This pump is ideal for rural areas because it carries out  the potential energy use.  It is ecological educational and economic. It is suggested by constant irrigation pumping of hydroponics, by its simple mechanism and continuous operation, the pressure is low but sufficient for the filling a tank of 5 meters in height.

Hypothesis

If we are able to design a pump , then  we might adapt it to a hydroponic crop.

Method (materials and procedure)

Materials  F1

-PVC pipes

-Hose to irrigate, the length of the PVC pipes more 2 meters by each PVC pipe (for big plants use pipes  of 6 inches of diameter smaller plants pipe of 4 inches of diameter).

-Two lids of PVC by each pipe.

-A drill with circular drill bits or a jig.

-Substrate for filling the pipes in a 80-90% of its volume.-

–A tank with capacity equal to a water gallon for each plant in the crop.

-3 metres of pipe of smaller diameter is probably make the connections of the drainage and pump.

-Wood supports or similar where holding the PVC pipes.

Procedure of the pump F1

1.-By each PVC pipe we will need two lids of the right diameter (to seal both sides of the pipe).

2.-Once you have the two pipes installed the lid using PVC glue and teflon tape.

3.A time installed this lid, filled the pipe with the substrate to use (must be full at least to 85% of the volume, although you must leave space for irrigation), using the side that is not output.

4.- You must determine how far the plants are separated.

As a general rule I would say 40cm between big plants and 25 cm between smaller plants.

5.- Now you must make a circular hole about 3-5 cm in diameter in the places where the plants will be placed.
6.- Keep in mind that you must leave at least 20 cm in holes at the beginning and at the end of the pipe.
7. Now you must open two together holes (one next to the other, horizontally separated about 4 cm) about 2-3 cm in diameter.
8.- Through these holes will enter and leave the irrigation hose. Once you have these holes, insert the irrigation hose on one side, leaving it until it reaches the end of the pipe, put this same side and return it on the other side, leaving the pipe in the unoccupied hole you did before.

9.- The last hole in the bottom of the pipe, under the irrigation holes.

Materials phase 2 (hydroponics)

• a PET bottle of two-liter with lid (A);
• a buffer of reduction of 1 x 3 / 4 of inch (B);
• a t white PVC (C), with an inch thread;

• a buffer of reduction of  white PVC (D), with threads of an inch x 3 / 4 of inch;
• an adaptor hose (E) of 3 / 4 of inch;

• a nipple of white PVC  (F) of an inch;
• a buffer of reduction of  white PVC (G), with threads of 2 x 1 inch;
• a (H) vertical check valve;of two inch
• 2 galvanized nipples (I and J) of two inches;
• a t (K)  galvanized; of 2 inch
• a valve from well or of impulse (L);
• a screw of 5 / 16 or M8 with three nuts and a washer (M);
• a spring actuator from discharges valve  for toilets (N);
• a steel pipe of two-inch diameter O).The length vary depending on the height of the waterfall and the difference between the water will be pumped and the deposit;
• a steel pipe of 3/4 inches in diameter (P).The length should be ten times larger than the size of the pipeline of the previous item;
• 10 cm square fabric shade;
• Wire;
• Glue for PVC.

Procedure phase 2

1 Drill a hole 15 mm on the top of the bottle (A).Set the buffer of reduction of 1 x 3 / 4 of inch (B) with the glue for PVC.Then, screw the T of an inch (C), in an of its outputs, which will receive the buffer of reduction of of PVC (D).Lace this piece with the adapter to hose (E) and the pipe of steel of 3 / 4 inch (P), in that order. At the other end of the connection T place one inch (F) PVC nipple.

2. Screw nipple (F) to (G) two-inch buffer. Secure this piece to the valve (H) and two inch galvanized nipple (I).
3. connect the T galvanized (K) to the nipple. In one of its outlets, place two-inch diameter steel tube (O).This tube of supply should be installed 30 cm below the level of water to avoid the suction of air and with a slope minimum of 1.5 meters so that sea water led to the ram. To avoid clogging the pipe, place the piece of cloth in the cable entry and tie with the wire.

4) Fit the galvanized plug (J) and the axis of the impulse valve (L) to the other outlet of the T. For the valve plug to push the water, drill a hole in the bottom of the screen (which accompanies the valve) to engage the 5/16 (M) screw. Screw one of the nuts into the intermediate position of the screw. Screw in the screw until the nut touches the bottom of the sieve. Between the two nuts, turn the washer to the free end of the screw. When replacing the valve screen, insert the spring (N) between the washer and the valve lid.

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Results

We got a pump  size medium made from white PVC. For the operation of this we use 2 valves: one of no return and a valve check (pichancha). That contains a vacuum chamber, which in this case was a bottle of PET.

The operation of the pump starts by the fall of water using a hose from regular dimensions, this through by the 2 valves and so in PET bottle, pressure is exerted (water-air) which it will help to throw out water towards another hose; the last will be output to our hydroponics crop.

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Discussion

In the development and planning of our project at the beginning the objective was thought to help the process of water circulation  in hydroponics systems, during and at the end as soon as the results were, the scope of the project were beyond expectations with this technique we can develop a system pumping mechanical and autonomous for multiple uses, such as for example, pumping in apiculture in pits of trout it can be used for cleaning use of toilets as places where trading occurs is lacking gives electricity, supplying water for domestic use (baths, washbasins etc).In houses where the flow or a network of water lacks pressure and electricity is low or null, and therefore impossible to supply with water tanks, its low cost and its easy Assembly as well as the continuous use that does not require electricity make this system an invaluable tool in rural areas the which motivates us to perform a greater water flow pump and therefore a higher-flow use.

Conclusions

Throughout the project we had complications in assembly of the valves since we had to modify them in addition to it was necessary to devise a way to collect the wasted water. The pump is ideal for any kind of people, since their materials are easy to get and cheap.

Bibliography

¿Que es la hidroponia?. Consultado el 15/diciembre/2016 en http://hydroenv.com.mx/catalogo/index.php?main_page=page&id=27

Ventajas del cultivo hidropónico. Consultado el 15/diciembre/2016 en http://www.oni.escuelas.edu.ar/2002/buenos_aires/hidroponia/ventajas_y_desventajas.htm

Definicion de cultivo. Consultado el 15/deiciembre/2016 en http://www.definicionabc.com/general/cultivo.php