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Diseño conceptual de un sistema de riego inteligente con aprovechamiento de aguas lluvias en la finca cafetera Agropecuaria Victoria S.A.S.
| dc.contributor.advisor | Ceron Cifuentes, Jhonny Mauricio | |
| dc.contributor.author | Lizarazo Garcés, Maira Lizeth | |
| dc.contributor.author | Benítez Morales, José David | |
| dc.contributor.other | Sanguino Barajas, Paola Andrea | |
| dc.coverage.spatial | Local | es_ES |
| dc.date.accessioned | 2026-03-20T14:53:08Z | |
| dc.date.available | 2026-03-20T14:53:08Z | |
| dc.identifier.citation | N/A | es_ES |
| dc.identifier.issn | N/A | |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/22976 | |
| dc.description | Recurso Agua | es_ES |
| dc.description.abstract | El presente trabajo de grado tuvo como propósito realizar el diseño conceptual de un sistema de riego por goteo con aprovechamiento de aguas lluvias para la finca cafetera Agropecuaria La Victoria S.A.S., orientado a optimizar el uso del recurso hídrico y a mejorar la sostenibilidad del cultivo de café frente a las sequías. La caracterización de la zona permitió identificar topografía, precipitaciones de 1313 mm anual, con periodos de déficit hídrico para el cultivo en los meses de enero, febrero, marzo y diciembre, siendo los dos primeros los más críticos. La demanda hídrica del café se determinó mediante el uso del software FAO CropWat 8.0 calculando la evapotranspiración de referencia y usando el coeficiente Kc 1,1. Y finalmente se calculó la demanda de riego que necesita el cultivo anualmente (3364 m3/año). Con base en criterios de viabilidad técnica, económica y ambiental se seleccionó el sistema de riego por goteo sin necesidad de bombeo aprovechando la pendiente del terreno, asimismo este sistema posee una alta eficiencia en la aplicación directa del agua a la zona radicular, teniendo así menores pérdida por evaporación y escorrentía. Para evitar el sobredimensionamiento del sistema y garantizar su viabilidad, el diseño se planteó como riego suplementario con la finalidad de reducir estrés hídrico, dimensionado para suplir aproximadamente el 50% de la demanda hídrica anual del cultivo. El diseño conceptual del sistema se desarrolló mediante el software de diseño Blender integrando los componentes de captación, almacenamiento y distribución de agua lluvia, lo que permitió visualizar la configuración general del sistema y evaluar el desempeño preliminar. Con base a lo anterior se puede concluir que el diseño del sistema de riego por goteo con aprovechamiento de agua lluvia contribuye a la seguridad hídrica del cultivo, optimizando el uso del recurso agua y fortalece la sostenibilidad productiva de la caficultura. | es_ES |
| dc.description.sponsorship | N/A | es_ES |
| dc.description.tableofcontents | RESUMEN EJECUTIVO 15 INTRODUCCIÓN 17 1. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN 20 1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 20 1.2. JUSTIFICACIÓN 22 1.3. OBJETIVOS 23 1.3.1. OBJETIVO GENERAL 23 1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 23 1.4. ESTADO DEL ARTE 24 2. MARCO REFERENCIAL 28 2.1. MARCO TEÓRICO 28 2.1.1. Principios de Variabilidad Climática y Sequías 28 2.1.2. Impactos de las Sequías en la Agricultura a Nivel Nacional 30 2.1.3. Caficultura y Fisiología del Café en Colombia enfocado en Factores Ambientales 31 2.1.4. Caficultura en la Región de Santander 37 2.1.5. Análisis de los Efectos de la Sequía sobre la Productividad Agrícola del Cultivo 39 2.1.6. Gestión Sostenible del Recurso Hídrico 40 2.1.7. Sistemas de Riego 41 2.1.8. Tecnologías, Modelos de Simulación de Riego en Agricultura y Herramientas de Diseño 43 2.1.9. Potencial que tiene el Aprovechamiento Hídrico (Agua Lluvia) 46 2.2. MARCO CONTEXTUAL 48 2.2.1. Zona de Estudio 48 2.2.2. Uso Potencial del Suelo 51 2.2.3. Factores Climáticos e Hidrológicos Generales 53 2.3. MARCO NORMATIVO 54 2.4. MARCO AMBIENTAL 66 3. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 69 4. DESARROLLO DEL TRABAJO DE GRADO 71 4.1. DESARROLLO DE LA ETAPA 1 (CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO) 72 4.1.1. Georreferenciación 72 4.1.2. Variabilidad Climática 73 4.1.3. Disponibilidad de Fuentes Hídricas de la Zona 74 4.2. DESARROLLO DE LA ETAPA 2 (EVALUACIÓN DE LA VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA Y AMBIENTAL DEL SISTEMA DE RIEGO) 75 4.2.1. Cuantificación de Disponibilidad Hídrica para la Zona y Demanda del Cultivo 75 4.2.1.1. Cuantificación de la Disponibilidad Hídrica de la Zona 75 4.2.1.2. Demanda Hídrica del Cultivo 75 4.2.2. Estudio de Costos-Beneficios del Sistema de Riego Inteligente 78 4.2.3. Elección del Sistema de Riego que puede ser Adaptado al Área de Estudio 79 4.3. DESARROLLO DE LA ETAPA 3 (MODELADO COMPUTACIONAL DEL SISTEMA DE RIEGO INTELIGENTE) 81 4.3.1. Diseño del Sistema con Especificaciones Técnicas 81 4.3.1.1. Diseño del Área de Captación 81 4.3.1.2. Diseño del Área del Estanque 82 4.3.1.3 Caudal de Diseño 82 4.3.1.4 Diseño del Cabezal 83 4.3.1.5. Elección del Controlador Automatizado 83 4.3.1.6. Dimensionamiento de las Mangueras de Riego 84 4.3.2. Desarrollo Modelado Computacional 84 4.3.3. Análisis de la Viabilidad Técnica y Ambiental del Sistema Diseñado 84 5. RESULTADOS 86 5.1. CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO 86 5.1.1. Georreferenciación 86 5.1.2. Variabilidad Climática 90 5.1.2.1. Precipitación 91 5.1.2.2. Brillo Solar 95 5.1.2.3. Temperatura 96 5.1.2.4. Humedad Relativa 97 5.1.3. Disponibilidad de Fuentes Hídricas 100 5.2. EVALUACIÓN DE LA VIABILIDAD TÉCNICO-ECONÓMICA Y AMBIENTAL DEL SISTEMA DE RIEGO 104 5.2.1. Análisis Ambiental de Cuantificación de Disponibilidad Hídrica para la Zona y Cultivo 104 5.2.1.1 Cuantificación de la Disponibilidad Hídrica de la Zona 104 5.2.1.2. Cuantificación de la Demanda Hídrica del Cultivo 105 5.2.1.2.1 Cálculo de Demanda Hídrica de Riego 109 5.2.2. Estudio de Costo-Beneficio del Sistema de Riego 113 5.2.2.1. Componentes de un Sistema de Riego Inteligente y Convencional 114 5.2.2.2. Tipos de Riego 117 5.2.2.2.1 Riego por Goteo 118 5.2.2.2. Riego por Microaspersión 122 5.2.3. Elección del Sistema de Riego que puede ser adaptado al Área de Estudio 135 5.3. MODELADO COMPUTACIONAL 137 5.3.1. Diseño del Sistema con Especificaciones Técnicas 137 5.3.1.1. Diseño del Área de Captación 137 5.3.1.2 Diseño del Área del Estanque 140 5.3.1.3 Caudal de Diseño 141 5.3.1.4 Diseño del Cabezal 142 5.3.1.5. Elección del Controlador Automatizado 144 5.3.1.6. Dimensionamiento de la Manguera de Riego 146 5.3.2. Desarrollo Modelado Computacional 147 Funcionamiento del Sistema de Riego Inteligente por Goteo 147 5.3.3. Análisis de la Viabilidad Técnica y Ambiental en el Aprovechamiento Eficiente de Aguas Lluvias en el Cultivo de Café 155 6. CONCLUSIONES 159 7. RECOMENDACIONES 161 8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 164 9. APÉNDICES 186 APÉNDICE A: NORMALES CLIMATOLÓGICAS MENSUALES 186 Tabla A1. Normal climatológica mensual de precipitación 186 Tabla A2. Normal climatológica mensual de temperatura máxima 186 Tabla A3. Normal climatológica mensual de temperatura mínima 187 Tabla A4. Normal climatológica mensual de brillo solar 187 Tabla A5. Normal climatológica mensual de humedad relativa 188 Tabla A6. Normal climatológica mensual de caudal 188 APÉNDICE B: VARIABLES CLIMATOLÓGICAS 189 APÉNDICE C: DATOS Y CÁLCULOS PARA ETR Y NA 190 10. ANEXOS 191 ANEXO A: COTIZACIÓN DE TODO EL CABEZAL Y SISTEMA POR MICROASPERSIÓN 191 ANEXO B: COTIZACIÓN DE TODO EL CABEZAL Y SISTEMA POR GOTEO 193 ANEXO C: COTIZACIÓN CONTROLADOR AUTOMÁTICO ANC TECHNOLOGY SHANGHAI 194 | es_ES |
| dc.publisher | Unidades Tecnológicas de Santander | es_ES |
| dc.subject | Riego, inteligente, aguas, lluvias, Software, diseño | es_ES |
| dc.title | Diseño conceptual de un sistema de riego inteligente con aprovechamiento de aguas lluvias en la finca cafetera Agropecuaria Victoria S.A.S. | es_ES |
| dc.type | degree work | es_ES |
| dc.date.emitido | 2026-02-14 | |
| dc.dependencia | fcni | es_ES |
| dc.proceso.procesouts | docencia | es_ES |
| dc.type.modalidad | desarrollo_tecnológico | es_ES |
| dc.format.formato | es_ES | |
| dc.titulog | Ingeniero Ambiental | es_ES |
| dc.educationlevel | Profesional | es_ES |
| dc.contibutor.evaluator | evaluador | es_ES |
| dc.date.aprobacion | 2026-03-12 | |
| dc.description.programaacademico | Ingeniería Ambiental | es_ES |
| dc.dependencia.region | bucaramanga | es_ES |
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