Producción inteligente de tomates en invernadero (parte I)

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Los sistemas mecánicos, eléctricos, electrónicos y de control de un invernadero inteligente contemplan estructura física, sistemas de ventilación, sistema de humidificación, sistema de riego y suministro de nutrientes con su respectiva automatización; estando esta última compuesta por sensores, actuadores y un controlador que forman el lazo de control para la regulación de las variables del microclima que se busca ofrecer dentro del invernadero.

A continuación mostramos las variables seleccionadas para construcción y puesta en marcha de un proyecto de invernadero inteligente:

Ubicación: Tlalpan, D.F. Se verificó que esta zona estuviera rodeada de árboles que sirvan como rompevientos, con disponibilidad de agua y energía eléctrica.

Orientación: Norte-Sur. Aunque los rayos solares se manifiestan de distinta forma en las diferentes estaciones del año, provocando sombras en diferentes lugares del invernadero, el factor predominante de esta orientación son los vientos, ya que las bandas quedan hacia al poniente, que son los vientos predominantes.

Estructura: Tipo túnel con implementación de una ventila cenital y dos ventilas laterales. Sus dimensiones son 10m de largo por 10m de ancho, lo cual resulta en un área para cultivo de 100m2. El diseño de la estructura es de tipo modular donde se utilizaron columnas, largueros y arcos galvanizados con perfil tubular, así como conectores.

Cuarto de control: Ubicado a unos metros del invernadero. Contiene la central de mando (controlador) que controla los sistemas de automatización y obtiene lecturas de los sensores. El cableado hacia actuadores y sensores es subterráneo.

Cubierta del invernadero: Plástico tratado con estabilizador de rayos UV II calibre 720. La altura de las paredes laterales es de 3m y la altura del punto superior, de 5.6m.

Sistema de sombra: Se implementó un rollo de malla de 50% de sombreo, la cual viene en presentación de 3.7m x 100m. Esta malla se encuentra enrollada en tubos de aluminio, tanto en la parte superior como en la inferior, y su función de enrollar/desenrollar la realiza sobre cuatro perfiles de aluminio.

Existe un sistema de malla sombra tanto para el lado izquierdo como para el derecho del invernadero que cuenta con actuadores independientes.

Sistema de cultivo y riego: El método implementado es la Técnica de Película Nutriente (NFT, por sus siglas en inglés), un sistema hidropónico en el cual la solución nutritiva circula dentro de una tubería de PVC donde las raíces de las plantas están en contacto con ésta; mientras que la parte aérea de la planta da hacia el exterior de la tubería para recibir luz directa.

Sistema de ventilación: Se implementaron sistemas de ventilas laterales y cenital, además de equipos que permitirán la extracción del aire.

Sensores: El invernadero inteligente cuenta con sensores de temperatura, humedad relativa, intensidad luminosa, conductividad eléctrica (CE) y pH.

En adición a los sensores mencionados, que son los principales, también se tienen sensores de lluvia y viento, en los cuales el controlador se basará para llevar a cabo acciones preventivas en favor de la estructura del invernadero.

Los sistemas de ventilación y sombreo, humidificación y riego, y suministro de nutrientes son accionados por motores (extractores), bombas y válvulas de control, respectivamente. Estos últimos cierran el lazo de control en el invernadero inteligente, los cuales reciben la señal directamente del controlador.

En la siguiente imagen se muestra un esquemático del diagrama eléctrico y electrónico que se tiene en el invernadero inteligente que incluye sensores, sistemas de automatización y controlador.

Finalmente, ya que se cuenta con la parte de la estructura y las bases para el invernadero, sensores y sistemas de automatización, lo que sigue es realizar el control para mejorar las condiciones climáticas dentro de éste.

Antes de abordar el controlador desarrollado, primero se da una noción del estado actual de las técnicas de control encontradas tanto en el mercado como en la literatura.

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7 comentarios en “Producción inteligente de tomates en invernadero (parte I)

  1. REALMENTE MUY INTERESANTE. POR COMENTENME QUE SE HACE CON LA INFORMACIÓN CAPTURADA DE LAS LECTURAS ESPERO SEGUIR EN COMUNICACION CON USTEDES SALUDOS CORDIALES

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