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PJ – AA – 71 Sistema de riego por goteo a base de tereftalato de polietileno para huertos caseros.


Categoría: Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)
Área de participación: Ciencias Agropecuarias y de Alimentos

Miembros del equipo:
Leonardo Alvarez Márquez
Zahid Israel Olvera Candelario
Miguel Angel Vázquez Omaña

Asesor: Laura Saldaña

Escuela: Centro Escolar Zamá

Resumen

El desarrollo del PET se dio por primera vez en el Reino Unido por J. Rex Whinfield y W. Derekson en 1942, en donde se produjo y se comercializó por la “Imperial Chemical Industries Ltd” con el nombre de Terylene. En Estados Unidos, en 1953, la empresa DuPont lo hizo bajo el nombre de Dacron. El pet tarda aproximadamente 450 años en degradarse y hay millones de botellas desechadas en el mundo, nuestro planeta se está llenando de los desechos que son arrojados sin conciencia alguna por parte los humanos y que provocan muerte y daño a los animales y al ecosistema. Algunos de estos materiales pueden ser utilizados de diferentes maneras generando con esto una conciencia de reciclado en diferentes ámbitos. Lo que nosotros proponemos en este proyecto es elaborar un sistema de riego por goteo a partir de tereftalto de polietileno, el cual además del reciclado, podremos realizar un ahorro sustancial de agua. El riego por goteo o riego gota a gota es un método de irrigación que permite una óptima aplicación de agua y abonos en jardines y huertos caseros. Elegimos este diseño ya que es el más efectivo, comercializable y además muy sencillo de realizar, los materiales se pueden conseguir en casa lo que hace de este proyecto una forma viable y eficaz tanto de reciclado como de ahorro de agua.

Documento Sistema de riego por goteo base de tereftalato de polietileno para huertos caseros

Lona Sistema de riego por goteo base de tereftalato de polietileno para huertos caseros

Pregunta de Investigación

¿Cómo elaborar un sistema de riego por goteo en serie utilizando tereftalato de polietileno para huertos caseros?

Planteamiento del Problema

La problemática que la  contaminación acarrea a nivel mundial es muy grande, nosotros quisimos fabricar un sistema de riego por goteo a base de tereftalato de polietileno, con el propósito de ayudar al medio ambiente ya que una botella de este tipo no se degrada solo se micro degrada y según un reportaje del periódico el Financiero y datos de la fundación Aquae, una botella de este material puede tardar hasta mil años si permanece enterrada, además de ahorrar agua, Daniel  Ortega director del manejo de riego de Grupo Chía, se logra un 80 % de eficiencia con este sistema y un 40% de ahorro de agua ya que disminuye la pérdida de agua por la evaporación.

Antecedentes

¿Qué es el PET?

El plástico Pet, o polietileno

Tereftalato-poliéster, es un polímero plástico que se obtiene a partir del etileno y el paraxileno. Puede ser transformado mediante procesos de extrusión, inyección, inyección – soplado y termoformado.

¿Cuándo se creó el PET?

El desarrollo del PET se dio por primera vez en el Reino Unido por J. Rex Whinfield y W. Derekson en 1942, en donde se produjo y se comercializó por la “Imperial Chemical Industries Ltd” con el nombre de Terylene. En Estados Unidos

¿Qué es el PET?

El plástico Pet, o polietileno  tereftalato-poliéster, es un polímero plástico que se obtiene a partir del etileno y el paraxileno. Puede ser transformado mediante procesos de extrusión, inyección, inyección – soplado y termoformado.

¿Cuándo se creó el PET?

El desarrollo del PET se dio por primera vez en el Reino Unido por J. Rex Whinfield y W. Derekson en 1942, en donde se produjo y se comercializó por la “Imperial Chemical Industries Ltd” con el nombre de Terylene. En Estados Unidos, en 1953, la empresa Du Pont lo hizo bajo el nombre de Dacron.

El pet tarda aproximadamente 450 años en degradarse y hay millones de botellas desechadas en el mundo, nuestro planeta se está llenando de desechos de los humanos.
María Rosa Gómez Antón y José Ramón Gil Bercero, autores de Los plásticos y el tratamiento de sus residuos, destacan en el texto que “el plástico es un producto no natural que se obtiene en la industria a través de reacciones químicas. Es por tanto un producto de síntesis de laboratorio o un producto sintético. Las propiedades finales del material son muy diferentes, según sea la naturaleza del producto de partida y el procedimiento seguido en su obtención”.

Ahora, hay que decir que el plástico no es ‘el diablo’ de los materiales, y lo que se requiere, además de reducir su uso, es darle un tratamiento correcto.

“Los plásticos no son malos por sí; tienen grandes ventajas para el sector de alimentos porque les confieren protección, nos permiten tener alimentos seguros y eso es una necesidad básica, lo que tenemos que hacer es darles un tratamiento que permita que no se conviertan en ese problema ambiental”, dijo la doctora Amelia Farrés González Saravia, investigadora de la Facultad de Química de la UNAM.
Farrés, junto con la investigadora Carolina Peña Montes, han desarrollado un nuevo método capaz de degradar el plástico en un plazo de semanas, que normalmente tardaría 500 años en ese proceso.

Las investigadoras lograron aislar los genes del hongo Aspergillus nidulans (que con frecuencia se encuentra en suelos y frutas), los cuales pueden funcionar para degradar los plásticos.

El método solo funciona en aquellos materiales que tienen en su formulación química enlaces éster, como el tereftalato de polietileno y el ácido poliláctico (con los que se hacen envases). Primero tienen que ser tratados térmicamente además de tener un proceso químico o ser molidos.

Después, en un medio acuoso (abundante agua) se pone en contacto con la enzima que rompe los enlaces éster del polímero.

“Sólo se ha probado a pequeña escala, para escalar a nivel industrial se tendrían que considerar otros factores”, afirmó la investigadora de la UNAM.

La especialista observó que en cinco años esta tecnología podría estar disponible para resolver el problema de la basura plástica en el mundo, según el pronóstico de la Unión Europea, si su producción continúa a este nivel en 2050.

¿Qué es el riego por goteo?

El riego por goteo o riego gota a gota es un método de irrigación que permite una óptima aplicación de agua y abonos en los sistemas agrícolas de las zonas áridas.
Nosotros nos basamos en este diseño ya que es el más efectivo y comercial.

Tips

  1. Es necesario asesorarse por un equipo idóneo acerca del diseño del sistema. cotizar en varias partes es lo recomendado.
  2. Usar buenos equipos del sistema para que su duración sea mayor. Sin embargo, hay que hacerle mantenimiento constante.

3. Si desea implementarlo es necesario que el sistema esté basado en un esquema productivo, sostenible y competitivo (BPA).

  1. A pesar de que la inversión es alta, hay que asimilar que a mediano y largo plazo generará grandes utilidades por el riego.

El sector de alimentos es el mas beneficiado porque les confieren protección, nos permiten tener alimentos seguros y eso es una necesidad básica, lo que tenemos que hacer es darles un tratamiento que permita que no se conviertan en ese problema ambiental”, dijo la doctora Amelia Farrés González Saravia, investigadora de la Facultad de Química de la UNAM.

Farrés, junto con la investigadora Carolina Peña Montes, han desarrollado un nuevo método capaz de degradar el plástico en un plazo de semanas, que normalmente tardaría 500 años en ese proceso.

Las investigadoras lograron aislar los genes del hongo Aspergillus nidulans (que con frecuencia se encuentra en suelos y frutas), los cuales pueden funcionar para degradar los plásticos.

El método solo funciona en aquellos materiales que tienen en su formulación química enlaces éster, como el tereftalato de polietileno y el ácido poliláctico (con los que se hacen envases). Primero tienen que ser tratados térmicamente además de tener un proceso químico o ser molidos.

Después, en un medio acuoso (abundante agua) se pone en contacto con la enzima que rompe los enlaces éster del polímero.

“Sólo se ha probado a pequeña escala, para escalar a nivel industrial se tendrían que considerar otros factores”, afirmó la investigadora de la UNAM.

La especialista observó que en cinco años esta tecnología podría estar disponible para resolver el problema de la basura plástica en el mundo, según el pronóstico de la Unión Europea, si su producción continúa a este nivel en 2050.

Las ventajas del sistema de riego por goteo son varias. Primero, se nota la disminución de pérdida de agua por la evaporación además que es un sistema permite un control sobre las malas hierbas o maleza que crece al lado del cultivo. También se ha demostrado que con este riego se aumenta el rendimiento del cultivo y la calidad de sus productos, gracias a que en la raíz queda acumulada el agua hasta en un 90%. Adicionalmente se puede automatizar, lo que disminuye los costos de mano de obra.

Otros agricultores que han hecho uso del sistema destacan que se puede utilizar para el riego del cultivo aguas residuales o agua reciclada, esto no afectará la producción. Y se produce más cantidad en la misma área con sostenibilidad y competitividad.

El recurso agua es imprescindible para la producción de cultivos, de su disponibilidad depende la formación de nueva biomasa vegetal. En cultivos como tomate y lechuga los contenidos de agua en el interior de la planta superan el 90 %. Es claro que el agua es pieza clave para producir más alimentos, pero también es claro que hoy en día constituye un recurso cada vez más escaso. Para ejemplificar el consumo de agua en la agricultura supongamos la meta de producción de un trigo de 5 ton/ha, donde se necesitan alrededor de 500 L de agua para producir 1 kg de materia seca; esto resulta en un consumo de 2,500 m3 de agua/ha para producir dicho rendimiento. Afortunadamente la mejora y aumento en la producción vegetal es compatible con la economía del agua, pero se requieren más conocimientos y tecnologías que deben desarrollarse para hacer más sostenible la producción de alimentos. Estas tecnologías ayudan a incrementar la eficiencia en el uso del agua en la agricultura, logrando que las plantas produzcan más por cada unidad de agua consumida. El incremento de la superficie de cultivos bajo riego tecnificado es precisamente una de las razones que ha permitido reducir la cantidad de agua utilizada por la agricultura.

El reto de distribuir homogéneamente el agua en una parcela de cultivo no es tarea fácil. Durante el intento siempre se encuentran numerosas dificultades, las cuales al final de cunetas ocasionan una mala distribución y afectan fuertemente la producción de los cultivos. A pesar de que el suelo se asemeja a un depósito del cual las plantas se van nutriendo, el agua que contiene no se encuentra ni homogéneamente distribuida ni libremente disponible. La solución a este problema la han brindado los sistemas de riego tecnificados, los cuales tienen el objetivo de poner a disposición de las plantas el agua necesaria para su desarrollo y producción, a manera que estas no sufran déficit hídrico en ningún momento, que pudiera significar pérdidas en rendimiento y calidad. En particular, con el sistema de riego por goteo se consiguen las aplicaciones de agua más uniformes, seguido de la aspersión y por último el de gravedad. El sistema de riego por goteo El riego por goteo es uno de los sistemas más eficientes en la actualidad, el suministro de agua es constante y uniforme, gota a gota, que permite mantener el agua de la zona radicular en condiciones de baja tensión. El agua aplicada por los goteros forma un humedecimiento en forma de cebolla en el interior del suelo, al que comúnmente se le denomina “bulbo húmedo”. Éste bulbo normalmente alcanza su máximo diámetro a una profundidad de 30 cm aproximadamente y su forma está condicionada fuertemente por las características del suelo, en particular la textura. Un sistema de riego por goteo  logra eficiencias del 90-95 % en el empleo del agua y de los fertilizantes, mientras que con un sistema por gravedad la eficiencia es del orden de 55-60 %. El riego por goteo difiere mucho de los otros sistemas de riego, por lo que se debe administrar correctamente para aprovechar al máximo sus beneficios y evitar problemas. A continuación se enlistan las principales ventajas del sistema, así como sus desventajas.

Ventajas Automatización del sistema. Se requiere de poca mano de obra, tanto en su maniobra como en las actividades de fertilización y deshierbe. El riego por goteo evita regar en áreas no objetivo, evitando la emergencia y crecimiento de malezas. Además, evita la proliferación de enfermedades al reducir el contacto directo del agua (humedad) con el follaje, tallos o frutos.  Adaptabilidad. Puede instalarse en diversas condiciones topográficas y es muy versátil al uso de aguas de diferente calidad y limitaciones salinas del suelo. También permite irrigar y a la vez emplear maquinaria agrícola, cosechar, asperjar, etc.  Alta eficiencia. Utilizando solo el agua necesaria para el cultivo se logra gran uniformidad en el riego. La alta frecuencia de los riegos, pero de bajo caudal, permite mantener un nivel óptimo de humedad en la zona radicular de los cultivos, logrando así un desarrollo uniforme de raíces. La nutrición vegetal es detallada (fertirrigación).

Objetivo

Elaborar un sistema de riego por goteo en serie utilizando tereftalato de polietileno para huertos caseros y así reducir la contaminación y el desperdicio de agua.

Justificación

Nos interesó este tema ya que en el municipio de Coacalco se tiran poco más de 190,629 botellas de plástico al año, nuestro propósito es reducir ese número  y reutilizar las botellas , también decidimos emprender el proyecto ya que con nuestro sistema de riego se hace una distribución más efectiva del agua.

El riego de huertos caseros utiliza aproximadamente 7 litros de agua por semana en aproximadamente 5 m, en comparación de otros que llegan a ocupar el doble de agua.

Hipótesis

Sí elaboramos un sistema de riego por goteo en serie utilizando tereftalato de polietileno para huertos caseros entonces utilizamos el plástico evitando la contaminación y el ahorro de agua, así como tener un sistema de riego económico y eficaz.

Método (materiales y procedimiento)

– 2 botellas de tereftalato de polietileno de 1 litro de igual tamaño,

– 2 botellas de tereftalato de polietileno de dos litros de igual tamaño

– 1 trapo de tela absorbente,

– 1 caja de papel aluminio,

– 6 barras de silicón caliente

Procedimiento

1.Cortar las dos botellas de 2L a 10cm de su base
2.Hacer 5 agujeros en la circunferencia de las botellas en la mitad inferior
3.Cortar 4 pedazos de papel aluminio de 8cm x 5cm
4.Cortar 4 pedazos de tela de 9cm x 3cm
5.Insertar la botella de 1L dentro de la base de la botella de 2 litros

6.Envolver el trozo de tela dentro del papel aluminio
7.Colocar el trozo de tela envuelto en papel aluminio como se muestra

Galería Método

Resultados

En efecto el sistema de riego por goteo es un método muy eficaz para la correcta distribución y el ahorro de agua, además que se reutiliza el tereftalato de polietileno (PET), evitando que contamine al ser desechado y no reciclado, recomendamos que se use para macetas individuales, jardines pequeños o huertos caseros.

Galería Resultados

Discusión

El tereftalato de polietileno (PET), evitando que contamine al ser desechado y no reciclado, recomendamos que se use para macetas individuales,jardines pequeños o huertos caseros

Conclusiones

Las conclusiones a las que llegamos fueron que los sistemas de riego por goteo son más funcionales para jardines pequeños o huertos caseros, ya que se genera el ahorro de agua, además de ser más fáciles de utilizar y conseguir los materiales ya que lo puedes desarrollar tu mismo fomentando no solo el ahora de agua sino también el reciclado de materiales.

Bibliografía

La Redacción. (2020). ¿Por qué el plástico tarda tanto tiempo en degradarse?. El Financiero, 1.

Cinthya Ruiz Granados. (2013). El riego por goteo permite ahorros de un 40% en el consumo de agua. La República, 1.

Antúnez, B. A.; Mora, L. D.; Felmer, E. S. 2010. Eficiencia en Sistemas de Riego por Goteo en el Secano. Tierra Adentro. Instituto de Investigaciones Agropecuarias. Chile. 4 p.

INTAGRI. (2021). Sistema de Riego por Goteo. 2021, de INTAGRI Sitio web: https://www.intagri.com/articulos/agua-riego/sistema-de-riego-por-goteo

 Portillo, German. Tipos de Sistemas de Riego por goteo.

https://www.jardineriaon.com/tipos-de-sistemas-de-riego-por-goteo.html 



PJ – AA – 71 Sistema de riego por goteo a base de tereftalato de polietileno para huertos caseros.


PJ – AA – 71 Sistema de riego por goteo a base de tereftalato de polietileno para huertos caseros.

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography