Diseño y construcción de un prototipo experimental de sistema de riego por goteo automatizado alimentado con energía fotovoltaica para pequeñas unidades agrícolas del departamento del Atlántico.

Abstract

El presente trabajo de grado tuvo como objetivo diseñar un prototipo de sistema de riego por goteo automatizado alimentado con energía fotovoltaica, con el fin de optimizar el uso sostenible del agua en pequeñas unidades agrícolas del departamento del Atlántico. La investigación se desarrolló bajo un enfoque mixto, combinando un componente experimental para la construcción y evaluación del sistema, y un componente cualitativo basado en encuestas etnográficas aplicadas a agricultores de la región. El prototipo fue diseñado con componentes de bajo costo, integrando un panel solar, una bomba de baja potencia, un sistema de distribución por goteo y un tanque de almacenamiento, logrando un caudal aproximado de 12 L/h. Los resultados evidenciaron una reducción significativa en el consumo de agua, estimándose entre un 60 % y un 85 % frente a sistemas tradicionales, así como la eliminación del uso de combustibles fósiles. Desde el análisis cualitativo, se identificó una alta dependencia de métodos tradicionales de riego, caracterizados por baja eficiencia y alto esfuerzo físico, pero también una aceptación favorable hacia tecnologías automatizadas con energía solar. Se concluye que el prototipo representa una alternativa viable, sostenible y adaptable para mejorar la eficiencia hídrica y energética en la agricultura de pequeña escala.

The objective of this thesis was to design a prototype of an automated, photovoltaicpowered drip irrigation system, with the aim of optimizing the sustainable use of water in smallscale farms in the department of Atlántico. The research was conducted using a mixed-methods approach, combining an experimental component for the construction and evaluation of the system with a qualitative component based on ethnographic surveys administered to farmers in the region. The prototype was designed using low-cost components, integrating a solar panel, a lowpower pump, a drip distribution system, and a storage tank, achieving an approximate flow rate of 12 L/h. The results showed a significant reduction in water consumption, estimated at between 60% and 85% compared to traditional systems, as well as the elimination of fossil fuel use. Qualitative analysis identified a high dependence on traditional irrigation methods, characterized by low efficiency and high physical effort, but also a favorable acceptance of automated solar-powered technologies. It is concluded that the prototype represents a viable, sustainable, and adaptable alternative for improving water and energy efficiency in small-scale agriculture.