Diseño y caracterización de una cabina para producción de forraje verde hidróponico

Abstract

En las últimas décadas el crecimiento de la población ha ejercido una gran presión sobre los recursos naturales. Dos de los recursos más escasos y de difícil obtención, la tierra cultivable y el agua, están estrechamente ligados entre sí, para satisfacción de la demanda de producción de alimento. En México el sector agropecuario utiliza más del 70% del consumo de agua. Por tal motivo, maximizar la eficiencia en los actuales sistemas productivos es ineludible. Es fundamental la utilización de técnicas y herramientas que nos permitan un ahorro significativo de agua, mano de obra y fertilizantes. En este trabajo se presenta una cabina de producción de forraje verde hidropónico (FVH), que representa una alternativa viable en la producción de alimento para ganado en las zonas semiáridas y áridas. El equipo además de contar con un módulo de producción de forraje tiene un sistema de riego operado con energía fotovoltaica. En este trabajo primeramente se hace referencia a la producción del forraje verde hidropónico, las condiciones climáticas adecuadas y de fertirrigación, posteriormente se presenta el diseño de la cabina de producción y el modelo climático que caracteriza a la misma. Se muestran los resultados reales de operación del equipo con cultivo de maíz (Zea mays), ubicada en una granja agrícola en el municipio de Corregidora estado de Querétaro, México. El modelo matemático es el resultado de balances de energía y humedad que se plasman en un conjunto de ecuaciones diferenciales de primer orden. Se presenta una simulación del comportamiento de la cabina de producción utilizando la herramienta Simulink del entorno de Matlab,porque proporciona resultados rápidos y confiables. Los resultados obtenidos en la validación del modelo matemático tienen un buen ajuste con los valores medidos experimentalmente, los coeficientes de determinación fueron R2 = 0:9729 y R2 = 0:9670 para la temperatura del aire interior los días 9 y 13 de Noviembre del año 2015 Las validaciones tanto de la cabina, como del modelo matemático que la caracteriza demuestran el práctico diseño de la primera y la confiabilidad en la predicción del comportamiento empleando el modelo. Revalidando la utilidad que representa este equipo para el sector primario.