Automatización de un cultivo hidropónico para el control de variables

Hydroponics have been one of the agricultural production methods that have developed the most in the recent years, since it has permitted the physical space usage optimization, leaving behind the usage of soil as the base for growth of vegetal species, as well as increasing nutrient and organic fertilizer uptake in favor of its consumption by the plant. On the other hand, the greenhouse-sheltered operations have benefited the producer since it protects the plantation from climate variations, production control and surveillance, and easier, more simple plague control measures are to be taken, depending on the species, although it limits production since it requires a significant physical infrastructure necessary for its implementation. It is well used in the Colombian flower and vegetable production sector. When you fuse these two objects with automation, we find an opportunity to work with a project that has positive agricultural and social impact, developing technology that favors the farmers and their community. We seek the controlled production of high quality food, that offers physical and chemical properties that are favorable for human consumption. Starting from a document base that has been extracted from the advances achieved in some agriculture producing countries, companies that have established operations in this country and low energy consumption technology usage destined to the control of environmental variables, while integrating the School of Aquaculture and Environment ECAPMA, and the School of Basic Sciences, Technology and Engineering ECBTI, that belongs to the CCAV of the city of Zipaquirá, a project is being gestated that integrates agriculture and technology, bringing solutions to real situations through research and implementation of automated systems that allow the control of physiochemical properties in an indoor greenhouse, that provides the ideal conditions for the production of vegetal species. This document compiles the experiences recorded by the Agrónica & Energias Limpias seedbank, and the results obtained during the course of the project, along with the design processes and the further upgrades with the intention of optimizing the greenhouse to the point of maximum yield.  Para citar este artículoZambrano, N. y Behrentz, M. (2014). Automatización de un cultivo hidropónico para el control de variables. Revista colombiana de investigaciones agroindustriales, 1(1), 44-54. DOI: http://dx.doi.org/10.23850/24220582.114La hidroponía es uno de los métodos de producción agrícola que más se ha desarrollado en los últimos años, ya que ha permitido la optimización del espacio físico, dejando en segundo plano el uso de la tierra como base para el crecimiento de especies, ha permitido también incorporar de una forma más simple nutrientes y fertilizantesorgánicos que favorecen el consumo de éstos. Por otra parte los cultivos generados bajo invernadero han beneficiado al productor, ya que protegen a las especies de las variaciones del clima, permiten un control más riguroso de producción y un manejo de plagas más acertado, dependiendo de la especie, aunque limita la producción ya que requiere una infraestructura física importante para su implementación. Es muy utilizado en nuestro país, especialmente en el cultivo de flores y de vegetales. Al fusionar estos dos elementos con la automatización encontramos una oportunidad de trabajar con un proyecto de impacto tanto ambiental como social, desarrollando su tecnología que viene a favorecer al agro y a la comunidad. Se busca así la producción controlada de alimentos de alta calidad, que ofrezcan características fisicoquímicas favorables para el consumo humano. Partiendo de una base documental proveniente de los adelantos logrados en algunos países productores agrícolas, de empresas instaladas en el país y de tecnología de bajo consumo destinada al control de variables ambientales, e integrando la Escuela de Ciencias Pecuarias y Medio Ambiente ECAPMA y la de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería ECBTI, del CCAV de Zipaquirá, se realiza un proyecto que integra el agro y la tecnología, dando soluciones a situaciones reales a través de la investigación y la implementación de sistemas automatizados que permitan el control de variables fisicoquímicas en un invernadero bajo techo, que a su vez proporciona condiciones ideales para la producción de especies vegetales. Este documento recopila las experiencias desarrolladas por el semillero Agrónica & Energías Limpias y los resultados obtenidos durante el desarrollo del proyecto, además de los procesos de diseño y las mejoras a futuro con el fin de optimizar el invernadero hasta su punto de producción máxima.  Para citar este artículoZambrano, N. y Behrentz, M. (2014). Automatización de un cultivo hidropónico para el control de variables. Rev. Colomb. Investig. Agroindustriales, 1(1), 44-54. DOI: http://dx.doi.org/10.23850/24220582.114La hidroponía es uno de los métodos de producción agrícola que más se ha desarrollado en los últimos años, ya que ha permitido la optimización del espacio físico, dejando en segundo plano el uso de la tierra como base para el crecimiento de especies, ha permitido también incorporar de una forma más simple nutrientes y fertilizantesorgánicos que favorecen el consumo de éstos. Por otra parte los cultivos generados bajo invernadero han beneficiado al productor, ya que protegen a las especies de las variaciones del clima, permiten un control más riguroso de producción y un manejo de plagas más acertado, dependiendo de la especie, aunque limita la producción ya que requiere una infraestructura física importante para su implementación. Es muy utilizado en nuestro país, especialmente en el cultivo de flores y de vegetales. Al fusionar estos dos elementos con la automatización encontramos una oportunidad de trabajar con un proyecto de impacto tanto ambiental como social, desarrollando su tecnología que viene a favorecer al agro y a la comunidad. Se busca así la producción controlada de alimentos de alta calidad, que ofrezcan características fisicoquímicas favorables para el consumo humano. Partiendo de una base documental proveniente de los adelantos logrados en algunos países productores agrícolas, de empresas instaladas en el país y de tecnología de bajo consumo destinada al control de variables ambientales, e integrando la Escuela de Ciencias Pecuarias y Medio Ambiente ECAPMA y la de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería ECBTI, del CCAV de Zipaquirá, se realiza un proyecto que integra el agro y la tecnología, dando soluciones a situaciones reales a través de la investigación y la implementación de sistemas automatizados que permitan el control de variables fisicoquímicas en un invernadero bajo techo, que a su vez proporciona condiciones ideales para la producción de especies vegetales. Este documento recopila las experiencias desarrolladas por el semillero Agrónica & Energías Limpias y los resultados obtenidos durante el desarrollo del proyecto, además de los procesos de diseño y las mejoras a futuro con el fin de optimizar el invernadero hasta su punto de producción máxima.  Para citar este artículoZambrano, N. y Behrentz, M. (2014). Automatización de un cultivo hidropónico para el control de variables. Revista colombiana de investigaciones agroindustriales, 1(1), 44-54. DOI: http://dx.doi.org/10.23850/24220582.11

Diseño de investigación de un sistema electrónico mediante el uso de tecnologías de IoT para el monitoreo remoto de PH en agua de solución de nutrientes en un sistema de cultivo hidropónico para mejora de calidad y rendimiento de los cultivos

Proponer un sistema tecnológico mediante el uso de tecnologías del IoT que permita la visualización de forma remota del estado del nivel de pH en agua de solución en sistemas de cultivos hidropónicos urbanos, para ayudar a minimizar las fuentes de contaminación como parte de las BPA y así garantizar, rendimiento, calidad e inocuidad en las cosechas, así analizar los indicadores de calidad para establecer el rendimiento productivo de la cosecha de cultivos hidropónicos

Diseño e implementación de un sistema automatizado para invernadero hidropónico.

La palabra hidroponía proviene del griego y significa “trabajo en agua”. El término significa “cultivar plantas sin tierra, al suministrar con el agua la cantidad mínima de alimento necesario para desarrollar cultivos sanos y altamente productivos en menores espacios” (Alpizar L., 2004), presentan varias ventajas como el tiempo de dedicación que se reduce favorablemente; mejoramiento en la calidad del cultivo, porque al regular estas variables las plantas tendrán un óptimo desarrollo; mayor cantidad de plantas en menor espacio. Se propone desarrollar un sistema automatizado para un ambiente artificial que simule un invernadero hidropónico, se realizará el monitoreo y control de las variables de humedad, luminosidad, temperatura, CO2 y pH; para ello se utilizará una placa de Arduino que se ajusta muy bien a las necesidades planteadas, a la placa estarán conectados los sensores y actuadores del sistema automatizado que funcionarán bajo un programa diseñado según los requerimientos del invernadero. La implementación de la electrónica y en este caso un sistema automatizado, plantea una alternativa viable para la tecnificación de un invernadero y esto se reflejará en un beneficio para la comunidad en general, no solo productores, también comerciantes y consumidores, sin olvidar que es amigable con el medio ambiente al facilitar el ahorro de agua y agro-insumos.The word "hydroponics" comes from the Greek and it means "water work". The terms means "growing plants without soil, supplying with water the minimum amount of food required to develop safe and highly productive crops in smaller a spaces, presented several advantages such as the time of dedication that is reduces favorably; improvement in crop quality, because when you adjust these variables the plants will have an optimum development. Greater number of plants in less space. It aims to develop an automated system for an artificial environment that simulates a hydroponic greenhouse. It will perform the monitoring and control of the variables of humidity, brightness, temperature, CO2 and pH; for this is used a plate of Arduino that is adjusted very well to the needs raised. The plate will be connected sensors and actuators of the system automated that will operate under a program designed according to the requirements of the greenhouse. The implementation of the electronic and in this case an automated system, raises an alternative viable for the modernization of a greenhouse and this is reflected in a benefit to the community, not only producers, but merchants and consumer also, without forgetting that is friendly with the environment because it facilitates the saving of water and agro-inputs

Diseño y control de un invernadero de cultivo hidropónico autosuficiente

Este proyecto tiene como fin el desarrollo del control de un invernadero de cultivo hidropónico y la descripción de las instalaciones necesarias para la automatización de todos los parámetros y equipos instalados, ya que este tipo de cultivo se realiza sin tierra y por lo tanto necesita un control del subministro de agua junto a la solución nutritiva necesaria en cada caso. El invernadero estará situado en la provincia de Zamora, hecho que nos afectará al realizar el control debido a las condiciones climáticas extremas durante todo el año. Las instalaciones que hemos diseñado son totalmente autónomas de cualquier compañía de servicios de forma que vamos a emplear paneles fotovoltaicos para la obtención de energía eléctrica, colectores solares para la obtención de agua sanitaria y energía geotérmica para la instalación de calefacción por suelo radiante. Todas estas instalaciones estarán apoyadas con elementos de almacenamiento de forma que sea una instalación autosuficiente sean cuales sean las condiciones meteorológicas. Nos basaremos en un control mediante PLC con el que programaremos todas las acciones de los actuadores, sensores y motores a controlar, además de un sistema SCADA que también programaremos para poder obtener de forma visual todos los parámetros de la instalación, ya sean electricidad, calefacción, iluminación, agua, refrigeración del invernadero o alarmas. Toda esta información, mas ampliada, la documentamos de forma escrita y con planos 2D y 3D para poder ver el resultado obtenido

Métodos de determinación de parámetros que estiman la disponibilidad de agua-aire en sustratos para plantas y su relación con la respuesta vegetal

Las propiedades físicas e hidráulicas de los sustratos para plantas son las más importantes en relación con la disponibilidad de agua-aire para las raíces. En la Argentina el estudio de sustratos es incipiente y la definición de un protocolo nacional específico es de fundamental importancia para el desarrollo del sector. Como forma de contribución, se propuso como uno de los objetivos, comparar evaluativamente 10 métodos de referencia internacional, para distintos parámetros, sobre perlita (P), 2 turbas (T)y tierra mejorada. Los valores obtenidos resultaron función del método y del sustrato estudiado y no se pudo establecer una equivalencia, en la mayoría de los casos. El método EN13041 resultó el recomendado para una caracterización física completa en el rango 0-100 hPa, mientras que el método utilizando el 'porómetro' diseñado por la NCSU (North Carolina State University)se recomienda para las propiedades físicas en valores próximos a 0-10 hPa. En una segunda parte fueron comparadas las curvas de retención de agua (CR), según 4 métodos de laboratorio en 2 sustratos (80 por ciento P+20 por ciento T; 20 por ciento P+80 por ciento T)con valores in situ en un cultivo de Primula polyantha bajo cubierta. Se midieron potencial agua en hoja y conductancia estomática como forma de evaluar los resultados de los 4 métodos y la modelización de conductividad hidráulica no saturada, en base a los cuales, se diseñaron 4 tratamientos de riego para cada sustrato. No se encontraron diferencias significativas en la respuesta hídrica de las plantas, por lo que se puede decir que los 4 métodos son apropiados de igual forma para el manejo del riego. Cuando se las sometió a tratamiento de sequía se observó una tolerancia diferencial en los individuos, presentando las plantas tolerantes mayor contenido hídrico que las sensibles. Las CR in situ presentaron mayor contenido hídrico que las CR de laboratorio, asociados con la compactación del sustrato y evidenciando el efecto de las raíces. La CR según EN13041 en 20 P+80 T, fue la más cercana a las mediciones in situ, útil para una interpretación agronómic