Rentabilidad del diseño de un sistema de riego para cultivos hidropónicos con la aplicación de energía fotovoltaica en la comunidad Cieneguilla, Cabana, 2024

Abstract

La limitada disponibilidad de sistemas de riego tecnificado y elevados costos asociados al riego convencional en zonas rurales afectan la productividad agrícola en la comunidad de Cieneguilla, distrito de Cabana. Frente a esta problemática, surge la necesidad de implementar alternativas que optimicen el uso del agua y reduzcan el consumo energético mediante el aprovechamiento de fuentes renovables. El propósito de la investigación fue evaluar la rentabilidad del diseño de un sistema de riego para cultivos hidropónicos tipo NFT con la aplicación de energía fotovoltaica. Para ello, se plantearon como objetivos: determinar el recurso solar disponible en la zona de estudio, diseñar el sistema de riego hidropónico con energía fotovoltaica y evaluar su rentabilidad económica mediante indicadores financieros. La metodología empleada incluyó la determinación del recurso solar mediante herramientas especializadas como PVsyst, PVGIS y Nastec Solar Calculator; el diseño hidráulico y eléctrico del sistema NFT, así como la evaluación económica considerando un horizonte de 20 años y una tasa de descuento del 14.83 %. El sistema diseñado comprende 100 canales NFT de 3 m de longitud, con un caudal total de 20 L/min, una bomba Pedrollo PKM60 de 0.5 HP y un sistema fotovoltaico de 975 Wp configurado como sistema híbrido. Los resultados obtenidos muestran una irradiación solar promedio anual de 6.34 kWh/m²·día. La evaluación económica arrojó un Valor Actual Neto de S/ 6,090.61, una Tasa Interna de Retorno de 18.69 %, una relación Beneficio/Costo de 1.33 y un período de recuperación de la inversión de 4.75 años. Se concluye que el sistema propuesto es técnica y económicamente viable, recomendándose su implementación como alternativa sostenible para la producción de hortalizas, así como la priorización del uso de energía fotovoltaica y el mantenimiento preventivo del sistema para garantizar su desempeño óptimo.