ISO 22000

EQUIPOS AUTOMATIZADOS EN INVERNADEROS

UNIVERSIDAD DEL VALLE DE GUATEMALA

CAMPUS SUR

ING. ALVARO LEONEL DIAZ

PRODUCCION BAJO CONDICIONES CONTROLADAS 2

INVESTIGACION TECNICA 4

GERBER MICHAEL MORALES PÈREZ

CARNÉ: 11796

RESUMEN

Hoy en día la implementación de invernaderos en la agricultura con la finalidad de producir fuera de tiempo y en lugares en los cuales nunca se ha producido a ayudado a logar cubrir la demanda alimentaria que cada año crece más, además de esto los invernaderos han ayudado a producir productos con una mejor calidad y asegurando la inocuidad en toda la cadena alimenticia. Los invernaderos al ser estructuras agroindustriales en los cuales se logra tener un mejor control de las variables que afectan directamente en el desarrollo y producción de un cultivo.

La agricultura ha logrado avanzar más gracias a él aporte que le brinda la tecnología, la tecnología hoy en día está muy avanzada es por esto que ha brindado grandes aportes para la agricultura, está a su vez la están aplicando en muchos lugares y con mayor importancia en los invernaderos, ya que de esta forma aseguran mejorar las condiciones internas de los invernaderos lo cual conlleva a tener mejoras en la producción. 

Un sistema automático está constituido por máquinas que son capaces de efectuar actividades con el mínimo de supervisión humana. Para lograr esto, debe realizarse un diseño basado en la situación que  va  a  automatizarse  y  debe  definirse  el  grado  de  automatización.

Los invernaderos cada día son más sofisticados, buscan la mejora continua y con la ayuda de la tecnología avanzan a gran escala, hoy en día tenemos invernaderos automatizados los cuales ya no necesitan el implemento de varios colaboradores para poder realizarse una función o labor del cultivo, ya que con el implemento de equipos automatizados solo se necesita personal capacitado para ver que está funcionando de la mejor forma y  también para programarlos de acorde al requerimiento del cultivo que este establecido en el invernadero. Los sistemas de control, automatismos eléctricos, permiten el manejo automatizado de la mayoría de tareas cotidianas de mantenimiento y producción, así como regular el clima desde casa e incrementar la rentabilidad de sus instalaciones. Existen muchos sistemas de regulación climática que nos ayudan a controlar algunos factores climáticos: ventanas, calefacción, nebulización, pantallas ventiladores, etc. Con el uso de controladores climáticos se maximiza el uso de cualquier sistema de regulación climática que tengamos. Esto implicara un mejor control y por ello un aumento de la calidad y cantidad de la cosecha. Los  sistemas y equipos de automatización presentados se basan en dispositivos y tecnologías propios de automatización industrial (autómatas y buses de campo), que dan respuesta a las exigencias del cultivo que está establecido dentro del invernadero, con la automatización se busca tener un mejor margen de error en distintas labores realizadas en el cultivo, con esto se ayuda a que la planta esté totalmente en las mejores condiciones para su desarrollo y producción.

OBJETIVOS:

GENERAL:

·         Lograr recopilar  información sobre los equipos automatizados que se pueden utilizar en invernaderos para producción agrícola.

ESPECÍFICOS:

·         Saber la implementación sobre los equipos automatizados, logrando conocer  las funciones que se logran realizar con ellos en un invernadero.

·         Conocer las ventajas que tiene la implementación de los equipos automatizados en los invernaderos y lograr conocer cómo funcionan.

·         Tener conocimientos sobre  los invernaderos automatizados para poder tener producción agrícola en ellos y las mejoras que realizan en los cultivos.

EQUIPOS AUTOMATIZADOS EN INVERNADEROS

SISTEMAS DE DOSIFICACIÓN DE FERTILIZANTES

Ø  PRIVA NUTRIJET

Sistema de riego en invernadero y dosificación de fertilizantes por inyección directa.

Descripción:

El cabezal Priva NUTRIJET es modular y puede inyectar simultáneamente desde 4 hasta 8 soluciones fertilizantes.

El sistema inyecta las soluciones fertilizantes directamente en el caudal o flujo de riego principal.

Gran ventaja: en muchos casos no se necesita una bomba de alimentación de agua de riego principal.

Especificaciones:

Capacidad desde 45 hasta 120 m3/h, una o dos cámaras de mezcla con hasta 4 canales de dosificación cada una.

Máximo de 8 canales individuales y ajustables.

Medidas de CE y pH dobles para máxima precisión.

Montaje opcional de filtros para fertilizantes.

Opción para rotámetros a la entrada de los canales.

Riego de 1 a 2 Ha en forma simultánea.

Controlador Priva INTÉGRO (opcional).

Ø  PRIVA NUTRIFLEX

Una estación de riego en invernaderos. Flexible y precisa.

Descripción:

Provee a los cultivos los fertilizantes deseados asegurando un crecimiento óptimo.
Cabezal de riego en invernadero ideal para cualquier cultivo o empresa, independientemente del tamaño de la superficie cultivada.

Especificaciones:

Capacidad desde 45 hasta 90 m3/h.

Hasta 10 canales de dosificación.

Medidas de CE y pH dobles para máxima precisión.

Canales de hasta 600 litros/hora.

Tanque de mezcla de 300 litros.

3 soluciones nutritivas diferentes + 1 ácido.

Riego de 1 a 1.5ha en forma simultánea.

Controlador PRIVA INTÉGRO (opcional)

Ø  PRIVA NUTRIFIT

Sistema de dosificación de fertilizantes preciso y confiable.

Descripción:

Sistema modular con la opción de poder inyectar hasta 4 soluciones distintas de fertilizantes simultáneamente.

Cada fertilizante, con su propio volumen proporcional de dosificación.

Especificaciones:

Capacidades de hasta 35 m3/h y 4 canales de dosificación.

Hasta 40 válvulas.

Medidas de CE y pH dobles para máxima precisión.

Entrada de medida de radiación solar y medidor de volumen.

Entradas de arranque externo.

Capacidad ajustable y riego de hasta 0.5ha en forma simultánea.

Controlador PRIVA MAXIMIZER (opcional)

SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUA

Ø  PRIVA VIALUX

Desinfección efectiva del agua de riego.

Descripción:

Sistema diseñado para realizar una efectiva y eficiente desinfección del agua de riego en la horticultura.

Utiliza el principio de Alta Presión (AP)/UV, haciéndolo así adecuado para una desinfección (selectiva o total) de grandes o pequeñas cantidades de agua.

La desinfección del agua de drenaje y de superficie, permite el reciclaje del agua y/o fertilizantes, llevando consigo un ahorro considerable.

Beneficios:

No produce incremento en la temperatura del agua.

No produce cambio en la composición o en el valor de pH del agua.

Completamente automático, seguro y confiable.

Limpieza automática.

Control del nivel de energía y cálculo automático del T10.

Diseño sencillo, una cámara de exposición, una lámpara UV y un sensor de UV-C.

Baja inversión y costos operativos.

Ø  PRIVA NEUTRALIZER

Control de bicarbonatos en agua

Descripción:

El bicarbonato causa diversos problemas en el agua de riego: entre ellos está la deficiencia nutricional debido al aumento en el nivel de pH y los bloqueos en las líneas de riego.

Diseñado para pre-dosificar ácido en el tanque de almacenamiento de agua y al mismo tiempo ventilarlo mediante un tubo Venturi especial.

El resultado es un tanque de agua con un pH estable y sin bicarbonato.

Beneficios:

Follaje libre de bicarbonato, adquiriendo un color verde y brillante.

Cero bloqueos en líneas de riego causados por el bicarbonato.

No hay sobredosis de ácidos.

Mantiene un pH estable.

Mejora el sabor de los cultivos comestibles.

Disponibilidad inmediata del agua de riego.

SISTEMAS DE CONTROL DE  RIEGO Y CLIMA

Ø  PRIVA HX

Controlador exclusivo de riego.

Descripción:

Controlador exclusivo de riego para el PRIVA NUTRIFIT

Es independiente y cuenta con un panel operativo de pantalla táctil.

Especificaciones:

Controla hasta 8 válvulas.

Maneja 8 recetas de ferti-riego en base a EC y pH.

Riego por volumen, por tiempo y por acumulación de luz.

Ø  PRIVA MAXIMIZER

Sistema de control de riego y clima.

Descripción:

Diseñado específicamente para invernaderos, controla hasta 4 módulos.

Sistema integrado y de manejo sencillo.

Especificaciones:

Se obtienen los datos de la estación meteorológica (clima exterior) y de los sensores de temperatura y humedad relativa (interior de invernadero).

Con base a estos, se activan los sistemas incluidos en el invernadero para mantener los parámetros establecidos por el grower.

Ø  PRIVA INTÉGRO

El cerebro inteligente para la administración de su invernadero.

Descripción:

Desarrollado para encargarse de toda la administración de energía del invernadero.

Elevado nivel de automatización.

PRIVA Intégro tiene una solución diseñada para cada situación (empresas pequeñas o grandes, situaciones simples o complejas, etc).

Beneficios:

Administración y control de la producción y/o consumo de electricidad.

Equilibrio de oferta y demanda.

Administración y control del riego de una manera avanzada.

Integración de temperatura inteligente.

Control de ventilación y climatización con una regulación óptima.

Sensores para condiciones de crecimiento óptimas.

Temperatura de la planta bajo control.

Ø  PRIVA CONNEXT

¡El nuevo procesador PRIVA para un crecimiento duradero!

Descripción:

Es la computadora más nueva de PRIVA. Resultado de 50 años de experiencia en el control de procesos de horticultura.

Diseñado para conectar y manejar todos los procesos de negocio de su actividad agrícola.

Todos los sistemas PRIVA actuales se pueden actualizar para funcionar con PRIVA CONNEXT.

Beneficios:

6 ciclos por día, el usuario decide la estrategia.

Controles eficientes y ahorradores de energía.

El equipo está ligado totalmente a una sola red central.

Conexiones sencillas y cableadas minimizadas.

Equipo que se puede comunicar con todo tipo de sensores y motores en el invernadero.

Posibilidad de relacionar los datos con PRIVA FUSION MANAGEMENT.

Ø  PRIVA OFFICE

Un software con total claridad y seguridad.

Descripción:

Desarrollado para organizar los controles ambientales del invernadero.

Herramienta que permite visualizar el invernadero y sus procesos de forma gráfica en una PC.

Navegación facilitada con operaciones tipo "Internet", accesos directos e hipervínculos.

Especificaciones:

Se compone de módulos de: supervisión, enervisión, meteovisión y generador de informes.

Capacidad de resguardar gran cantidad de información para usarla cuando se necesite.

INGENIERÍA DE SISTEMAS ELÉCTRICOS

El funcionamiento óptimo y eficiente del invernadero se da también gracias al diseño eléctrico y a los tableros de control que METALISER instala para su proyecto. Este es un servicio más dentro de nuestra gama de soluciones que le permite manejar de manera integral su invernadero:

Diseño eléctrico de fuerza y control

Tableros de control de ventanas

Tableros de control de motores

CALEFACCIÓN Y ENFRIAMIENTO

Ø  ECOHEATER

Sistemas de calefacción para invernaderos reconocidos por su calidad, eficiencia y bajo consumo de energía.

Descripción:

De origen holandés, diseñado para proporcionar una distribución uniforme de la temperatura al interior del invernadero.

Puede ser operado como calentador o recirculador de aire para homogenizar la temperatura y humedad dentro del invernadero.

Sistema de control electrónico para monitorear las presiones del gas.

Beneficios:

99% de eficiencia en la combustión.

Bajo consumo de energía.

Control automático del proceso de combustión e ignición.

Fácil manejo.

Avanzado sistema de seguridad y alarmas.

Ø  ECOFAN

Sistema de ventilación forzada.

Descripción:

Esencial para la homogenización del clima dentro del invernadero.

Recirculador de bajo costo, fácil instalación y gran capacidad de movimiento de aire.

Fabricado con materiales que soportan las condiciones más extremas dentro de un invernadero.

PANTALLAS TÉRMICAS Y SOMBREO

Descripción:

Proporcionan un sombreo artificial a las plantas, incrementando la producción del cultivo.

Reducen la radiación incidente en períodos cálidos, ayudándonos a controlar la cantidad de luz.

Permite disminuir la velocidad del viento y sirve de protección contra los animales (pájaros, insectos, etc)

Especificaciones:

Diferentes % de sombra

Composición química que absorbe los rayos UV

Vida útil de 3 años

ESTACIONES METEOROLÓGICAS COMPLETAS

Descripción:

Instalación destinada a medir y registrar regularmente diversas variables que le permitirán optimizar el crecimiento de sus cultivos.

Especificaciones:

Sensor de presencia y cantidad de lluvia. Sensor de temperatura y luz (tipo lineal y solarímetro)

Sensor de dirección y velocidad del viento.

Sensor de humedad relativa y de nieve.

IMPLEMENTACIÓN Y PROGRAMACIÓN DEL ARDUINO.

Para el funcionamiento del sistema de riego de agua, se utilizó un mecanismo que actúa como un sensor de humedad. Cuando éste recibe valores que están por debajo del nivel adecuado de humedad, se activa e sistema de riego (bomba de agua) para que la tierra alcance nuevamente la humedad requerida. De igual manera para el mecanismo de iluminación, se utiliza un sensor que está integrado en la placa ARDUINO DFRobotShop Rover PCB, que cuando detecta una disminución de luz natural durante el día, éste recibe valores y activa el sistema iluminación.

ANALISIS CRÍTICO

Los invernaderos como fuente de producción agrícola, es una gran aportación a la agricultura ya que estas estructuras ayudan a la explotación de los cultivos y sacar de ellos una mejor producción que la que comúnmente se saca en  campo abierto, esto se logra gracias a la disminución de la intensidad de plagas y enfermedades que afectan sobre ella, también se logra controlar la cantidad e intensidad de iluminación que necesitan la planta para lograr  su mejor desarrollo lo cual conllevara a tener una mejor producción.

Los sistemas de pantallas térmicas y de sombreo ayuda a evitar que la planta sufra problemas por un fuete cambio de temperatura o un choque térmico, ya que esta al momento de tener o que se origine un choque térmico en el área estas pantallas con la ayuda de la tecnología detectaran el momento en el cual se deben des tender para mantener la temperatura que se desea tener en el interior del invernadero. Estas pantallas también funcionan como un sistema de sombreo a la hora que la intensidad de luz sea muy fuerte  estas se activaran para crear una sombra dentro del invernadero y de esta forma ayudara tener sombra lo cual conllevara a una disminución de intensidad de iluminación sobre el cultivo que se está manejando dentro del invernadero.

Con los sistemas automatizados para la realización de la fertilización de los cultivos dentro de un invernadero, es una tecnología muy favorable en la práctica de aplicar los nutrientes que la planta requiere y en el momento que los necesita, es por esto que los equipos automatizados para la fertilización es uno de los mejores elecciones a la hora de automatizar los invernaderos, ya de esta forma estaremos logrando tener un ahorro en el fertilizante ya que estos equipo aplican la cantidad exacta a de más de esto la implementación del fertilizante es por el método de fertirriego el cual es eficiente en el suministro de nutrientes por plantas.

La calefacción y enfriamiento de invernaderos es un equipo muy útil para poder brindarle y asegurara el ambiente que necesita la planta,  un equipo automatizado que ayuda a controlar mejor la temperatura en los invernaderos, estos sistemas necesitan de aparatos que lean las temperaturas del invernadero, los termostatos son aparatos que toman lecturas de temperaturas los cuales se conectan al cabezal el cual tiene que estar programado con temperaturas que requiere el cultivo, si las temperaturas no están al nivel que las requiere la planta, el sistema deberá de activarse automáticamente para poder llevar la temperatura del invernadero a como la planta lo necesita.

Todo sistema automatizado es muy efectivo, ya que trabaja con una mejor precisión, esto gracias  a que se controla por medio de sistemas operativos, utilizando la tecnología para realizar cada función que se necesita dentro del invernadero, los equipos automatizados que se necesitan en el invernadero dependerá de los requerimientos del cultivo, ya que el dictara lo que es necesario tener en el invernadero para que la planta puede desarrollarse de la mejor forma posible.

DISCUSIÓN Y APLICACIONES

El principal objetivo de un invernadero es la rentabilidad. De tal forma, los resultados que se deben  de  buscar  al  automatizar  un  invernadero  deben  de  estar  orientados  a  este  fin, los  invernaderos que cuentan con equipos automatizado, logaran obtener un mejor rendimiento de producción , esto debido a que la planta esta en un ambiente controlado el cual  le brinda todo lo necesario para que ella pueda desarrollarse de la mejro forma posible, logrando asi que la planata refleje el buen manejo agronómico en su producción. Los sistemas de calefacción ayuda de mucho para lograr mantener una temperatura en la épocas que las temperaturas disminuyen y el enfriamiento ayuda en la época de temperaturas altas, con esto se logra mantener al cultivo siempre en una temperatura que sea adecuada para su correcto desarrollo. Los sistemas automatizados de Fertirriegos son sistemas que ayudan a tener una mejor aplicación de los nuetrientes que demanda el cultivo dentro del invernadero, se puede aplicar en diferentes mesclas, y con el sistema de inyección la aplicación es más precisa en la cantidad de nuetrientes por planta. El sistema de tratado de aguas ayuda a tener una mejor calidad de agua tanto para riego como para fertirriego, lo cual es muy esencial ya que muchas veces el agua transporta microorganismos que pueden ocacionar enfermedades en el cultivo. La implementación de equipos automatizados logran obtener continuamente información sobre cómo se encuentra el ambiente y todos los factores que influyen en el desarrollo de la planta, por lo cual ayuda a proveer condiciones adecuadas para el cultivo e lo largo de todo el proceso de producción. Con la implementación de una estación total en el invernadero, se puede anticipar a cambios en el clima lo cual permite evitar o prevenir daños. Con la ayuda de estos equipos también se puede establecer un sistema de alarmas para alertar al personal de alguna falla de un equipo. Las desventajas que existen en la automatización de invernaderos es su alto costo inicial, debido a todos los equipos que se deben de comprar esto hace que se eleve ele costo. También utiliza menos personal en el invernadero pero el personal que esta en manipulación de los equipos debe de estar capasitado para realizarlo. Y por ultimo los equipos automatizados requieren mayor mantenimiento y mejores cuidados.

La implementación o aplicación de los equipos de automatización dependerá de las condiciones que se requieren tener dentro del invernadero, ya que de esta forma sabremos que equipo es necesario tener y que equipo no, de forma que la utomatizacion de invenaderos simpre dependerá del requerimiento del cultivio ya que del dependerá las condiciones que se busque tener dentro de la estructura de invernaderos.

CONCLUSIONES:

·         La automatización de invernaderos siempre está ligada a los requerimiento del cultivo que se establecerá dentro del ya que se busca tener el ambiente y las condiciones adecuadas para el mejor desarrollo de la planta.

·         Los equipos automatizados para el invernadero incrementan el costo inicial debido a que estos equipos son caros, pero a largo plazo estos disminuyen el costo de producción ya que con la ayuda de los equipos automatizados se reduce la mano de obra.

·         Se obtiene una mejor precisión en todas las labores que se realiza con estos equipos automatizados ya que como estos son controlados por medio de cabezales o computo, se logra tener las cantidades exactas de las variables que se desean tener en el invernadero.

BIBLIOGRAFIA:

AUTOMATIZACION DE INVERNADEROS. (21 de 05 de 2014). Obtenido de AUTOMATIZACION DE INVERNADEROS: www.fertri.com › Accesorios y componentes

INVERNADEROS AUTOMATIZADOS. (21 de 05 de 2014). Obtenido de INVERNADEROS AUTOMATIZADOS: ice.uaz.edu.mx/c/document_library/get_file?uuid=d8507a5e-b959...