Sistema de riego automatizado utilizando tecnología GSM, para optimizar el consumo de agua en la fase de crecimiento de Algarrobo (Prosopis Pallida) en el vivero de Agronomía de la Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo - Lambayeque.

Abstract

La creciente escasez hídrica global, agravada por prácticas de riego ineficientes, demanda soluciones tecnológicas innovadoras y accesibles, especialmente en sistemas agrícolas de regiones áridas como la costa norte del Perú. Este estudio de investigación aplicada abordó la optimización del recurso hídrico en un contexto crítico: la fase de crecimiento en vivero de Prosopis pallida (algarrobo), una especie forestal nativa clave para la reforestación. La investigación partió de la hipótesis de que la implementación de un sistema de riego automatizado, utilizando tecnología GSM para superar limitaciones de conectividad a internet, optimizaría significativamente el consumo de agua sin comprometer el desarrollo de las plántulas. Para contrastarla, se adoptó un diseño experimental puro explicativo con posprueba y grupo de control. Un total de 100 plantones homogéneos se asignaron aleatoriamente a un grupo experimental (n=50) y un grupo de control (n=50). Se diseñó e implementó un prototipo robusto que integró un microcontrolador Arduino Mega 2560 como unidad de procesamiento central, sensores de humedad del suelo HL-69 y de flujo de agua YF-S201 para medición precisa, actuadores (bomba sumergible de 12V y electroválvula) controlados por un módulo de relés, y un módulo GSM SIM900 para telemetría y telemando vía comandos AT y SMS, permitiendo monitoreo remoto y alertas. Los resultados, analizados mediante una prueba t de Student para muestras pareadas, fueron concluyentes: durante un período de 34 semanas, el sistema automatizado redujo el consumo total de agua en un 61.1%, equivalente a un ahorro de 374 litros, diferencia estadísticamente significativa (t33=6.99, p<0.05). Contrariamente a posibles efectos negativos por menor disponibilidad hídrica, el grupo experimental mostró un desempeño agronómico superior, con una altura promedio final un 11% mayor (30.0 ± 2.8 cm vs. 27.0 ± 2.5 cm) y una tasa de supervivencia del 100% (frente al 92% del grupo control). Se concluye que la automatización del riego basada en sensores y comunicación GSM no solo es técnica y contextualmente viable para entornos con infraestructura digital limitada, sino que constituye una estrategia de alta eficacia para la sostenibilidad hídrica. Este sistema de bajo costo asegura una dosificación precisa bajo demanda, elimina riegos superfluos y genera condiciones edáficas óptimas, representando una contribución tangible a la agricultura de precisión y alineándose directamente con los Objetivos de Desarrollo Sostenible 6 (Agua limpia y saneamiento) y 12 (Producción y consumo responsables).

Global water scarcity, exacerbated by inefficient irrigation practices, demands innovative and accessible technological solutions, particularly in agricultural systems of arid regions such as northern coastal Peru. This applied research study addressed water resource optimization in a critical context: the nursery growth phase of Prosopis pallida (carob tree), a key native forest species for reforestation. The research was guided by the hypothesis that implementing an automated irrigation system, using GSM technology to overcome internet connectivity limitations, would significantly optimize water consumption without compromising seedling development. To test this, a pure explanatory experimental design with post-test and control group was adopted. A total of 100 homogeneous seedlings were randomly assigned to an experimental group (n=50) and a control group (n=50). A robust prototype was designed and implemented, integrating an Arduino Mega 2560 microcontroller as the central processing unit, HL-69 soil moisture and YF-S201 water flow sensors for precise measurement, actuators (12V submersible pump and solenoid valve) controlled by a relay module, and a SIM900 GSM module for telemetry and telecommand via AT commands and SMS, enabling remote monitoring and alerts. The results, analyzed using a paired Student's t-test, were conclusive: over a period of 34 weeks, the automated system reduced total water consumption by 61.1%, equivalent to a saving of 374 liters, a statistically significant difference (t33=6.99, p<.05). Contrary to potential negative effects from reduced water availability, the experimental group showed superior agronomic performance, with a final average height 11% greater (30.0 ± 2.8 cm vs. 27.0 ± 2.5 cm) and

a survival rate of 100% (compared to 92% in the control group). It is concluded that sensor- based irrigation automation with GSM communication is not only technically and

contextually viable for environments with limited digital infrastructure but also constitutes

a highly effective strategy for water sustainability. This low-cost system ensures precise on- demand dosing, eliminates superfluous irrigation, and generates optimal edaphic conditions,

representing a tangible contribution to precision agriculture and aligning directly with Sustainable Development Goals 6 (Clean Water and Sanitation) and 12 (Responsible Consumption and Production).