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UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARO DE MANAB

FACULTAD DE CIENCIAS INFORMTICAS

TESIS PREVIA A LA OBTENCIN DEL TTULO DE

INGENIERO DE SISTEMAS

TEMA

CONSTRUCCIN DE UN PROTOTIPO PARA INVERNADERO

AUTORES

SONIA PATRICIA MACIAS VILLAMARCLEOF IGNACIO INTRIAGO MEZA

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Construccin de un Prototipo para Invernadero

RESUMEN EJECUTIVO

En el campo de la agricultura el uso de invernaderos se ha constituido en una

solucin de gran vala, debido a las mltiples ventajas que estos brindan al desarrollo

y mantenimiento de los cultivos, as como en la produccin. Ventajas que estnsiendo notoriamente explotadas por pases que poseen condiciones climticas

adversas para cosechar cierto tipo de productos debido a diferentes factores como

por ejemplo las condiciones climticas adversas.

Es en aquellos pases donde se estn introduciendo con gran xito y en grandesvolmenes, equipos controladores que ayudan a realizar los trabajos que antes les

correspondan a los operarios dentro de los invernaderos. Equipos que suponen una

herramienta adecuada para reducir los costes de mano de obra, que en los

invernaderos tienen una importancia muy relevante, superando el 40% del total; por

lo que podemos notar que la tecnologa tambin ha llegado a la agricultura.

Manab, siendo una de las provincias del Ecuador en la que la mayora de las

personas se dedican a la actividad agrcola, no puede quedar al margen de esta

tecnologa, menos an en los actuales momentos en que el clima est variando

constantemente.

Por lo tanto, se ha concretado el desarrollo de un prototipo para invernadero

aplicando tcnicas con el soporte de las nuevas tecnologas informticas.

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En cuanto a dispositivos de control, la propuesta cuenta con una Interfaz Hombre

Mquina (HMI) ya programada y a la cual estn conectados tres sensores

(Temperatura, Humedad Relativa y Luminosidad) y tres actuadores (Ventiladores,

Electrovlvula y Luces), los cuales permitirn el control de todas las operaciones. As

mismo, se podr conectar un computador, que permite el monitoreo de todas lasactividades en el invernadero.

La HMI cuenta con cuatro estados bsicos:

Modo de configuracin

Es el modo en el que podemos configurar los valores

SET POINT de las variables Temperatura, Humedadrelativa y Luminosidad

Modo Automtico

En este modo la mquina sensa los parmetros reales

por medio de los sensores y los compara con los

valores configurados en el set point, en base al

resultado de esta comparacin toma decisiones

Modo ManualPermite el encendido o apagado de los actuadores de

manera manual, a travs de los pulsadores

Modo PC

Tiene el mismo comportamiento del modo automtico

con la diferencia de que los valores captados y elcomportamiento de los actuadores se almacenan en

una Base de Datos de un computador.

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AGRADECIMIENTO

Quiero agradecer a Dios que me ha permitido llegar a esta etapa muy importante

como es culminar mis estudios superiores; tambin a mi madre y a mis hermanos

que me han brindado todo su apoyo.

A mi esposo quien con paciencia y amor supo estar a mi lado y ayudarme en todo loque he necesitado. A mis hijas que me han dado su cario siendo ellas mi fortaleza

para poder llegar a donde me encuentro.

A mi compaero de tesis quien con paciencia me ayudo con sus conocimientos

obtenidos.

Agradezco a las siguientes personas: Ing. Lus Paucar Robles y al Ing. Jos Antonio

Bazurto. Que nos han brindado su apoyo y conocimiento para lograr esta meta tan

importante.

Sonia Macias Villamar

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DEDICATORIA.

Este trabajo se lo dedico a mi madre Rosa Villamar, a mi hermana Kathy Macias,

pero en especial a mis hijas Melany y Sully Castro Macias al igual que a mi esposoWilinton Castro, quienes han sido mi apoyo siempre, y me han ayudado en todo,

especialmente en los momentos ms difciles de mi vida.

Este trabajo lo dedico tambin a todos mis compaeros que de una u otra forma han

estado conmigo a lo largo de toda mi carrera.

Sonia Macias Villamar

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AGRADECIMIENTO

Sin la infinita fuente de sabidura que est en Dios, nunca hubisemos logrado

alcanzar esta meta en nuestras vidas, por ello mi principal agradecimiento es hacial.

A mis padre all en la gloria y a mi madre aqu en la tierra, gracias por darme esta

herencia tan maravillosa que es la educacin

A mis hermanos que me apoyaron e incentivaron hasta el final.

A ti mi esposa amada, por toda tu comprensin en este tiempo en que me has sabido

demostrar que cuando uno se lo propone, lo cumple.

A mi compaera de tesis por todo el empuje y ganas que demostr en este largo

camino hacia la obtencin de nuestro ttulo.

Gracias a los Ingenieros Jos Bazurto y Luis Paucar por su gran ayuda y

conocimientos impartidos en el desarrollo de este proyecto

A mis amigos y a todos quienes hicieron posible que no desmayara en la lucha,

gracias infinitas.

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DEDICATORIA.

Este trabajo se lo dedico a todos quienes hacen posible que mi mundo gire sabiendo

que siempre hay sueos por cumplir y metas por alcanzar, pero en especial, a ti, que

una vez dijiste que nunca lo lograra.

Tambin est dedicado a todos mis profesores desde la escuela hasta la universidad

que siempre me dieron lo mejor de sus conocimientos.

A mi amor eterno por todos los sacrificios que hace por mi. TE AMO.

Finalmente le dedico este triunfo a mis familiares y amigos que siempre me hacen

saber da a da cuanto me aprecian.

Cleof Intriago Meza

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CONTENIDO

RESUMEN EJECUTIVO

Captulo I: Antecedentes generales...1

1.1. Introduccin...1

1.2. Generalidades de la investigacin.2

1.2.1. Objetivos.3

1.2.1.1. Objetivo general. 3

1.2.1.2. Objetivos especficos. ......3

1.2.2. Metodologa4

1.3. Impactos: Tecnolgico, Socio econmico y Ambiental..5

1.3.1. Tecnolgico5

1.3.2. Socio econmico. .5

1.3.3. Ambiental. ..5

Captulo II: Desarrollo del Modelo Terico......7

2.1. Introduccin7

2.2. Generalidades del efecto invernadero. 82.2.1. Concepto de invernaderos...8

2.2.2. Importancia de los invernaderos........9

2.2.3. Ventajas de los invernaderos.........9

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2.3.3.1 Sistemas de calefaccin........15

2.3.3.2 Empleo de pantallas trmicas16

2.3.4. Climatizacin de invernaderos en perodos clidos..17

2.3.4.1. Sistemas de sombreo..18

2.3.4.2. Ventilacin....18

2.3.4.3. Refrigeracin por evaporacin de agua...19

2.3.5. Iluminacin artificial en invernaderos..20

2.3.6. Sistemas integrales de control climtico.21

2.4. Dispositivos de irrigacin..22

Captulo III: Diagnstico del sector agrcola de la zona central de Manab....24

3.1. Anlisis interno y externo del rea agrcola de la zona deManab...24

3.2. Levantamiento y caracterizacin de la informacin..25

3.2.1. Tipo de estudio....25

3.2.2. Poblacin muestra.26

3.2.3. Procedimientos27

3.2.4. Procesamiento y anlisis de los resultados...28

3.3. Estudio de pre- factibilidad para el desarrollo preliminar del prototipo: Informe.30

Captulo IV: Planteamiento y estudio de Factibilidad de la propuesta...31

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4.2.2. Factibilidad Operativa........39

4.2.3. Anlisis Financiero: Costo Beneficio preliminar....40

4.2.4. Factibilidad de calendarizacin....42

4.3. Polticas y estrategias para desarrollar, implementar y operar el prototipo..43

4.4. Determinacin del plan de accin de la etapa del desarrollo de la propuesta....44

4.5. Recursos a utilizarse.45

Captulo V: Desarrollo de la propuesta alternativa...48

5.1. Cimentacin de la infraestructura fsica del invernadero....48

5.1.1. Construccin de la infraestructura fsica.48

5.1.2. Construccin del sistema de irrigacin....50

5.1.3. Construccin del sistema de ventilacin.50

5.1.4. Construccin del sistema de iluminacin....51

5.1.5. Construccin de la HMI..51

5.2. Montaje de los dispositivos de control y automatizacin.53

5.3. Descripcin de los procesos operativos tcnicos.....54

5.3.1. Captacin de datos.....55

5.3.1.1. Sensor de temperatura....55

5.3.1.2. Sensor de luminosidad ...57

5.3.1.3. Sensor de humedad relativa ..58

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5.4.1. Desarrollo de diagramas de Procesos........64

5.4.2. Direccionamiento de entrada/salida en el SISTEMA....65

5.4.3. Cuadro de variables y base de datos..........66

5.4.4. Diagrama de flujo de datos....69

5.4.5. Codificacin y normalizacin. ..81

5.4.5.1. Diseo de interfaces y codificacin del sistema invernadero....81

5.4.5.2. Codificacin del microcontrolador de la HMI...81

5.5. Implantacin Integral del Prototipo..82

5.6. Evaluacin Ex-Post........895.6.1. Implementacin y operacin preliminar..89

5.6.2. Monitoreo y evaluacin: Pruebas y resultados..90

5.6.3. Fase de implementacin y operacin final: Aplicacin en cosecha de tomate,

pimiento, soya y cilantro....91

5.6.4. Determinacin de indicadores. ....92

Captulo VI: Conclusiones y recomendaciones....93

6.1. Anlisis Crtico: Opiniones escritas de expertos, asesores externos, empresarios..93

6.2. Conclusiones........946.3. Recomendaciones....95

ANEXOS

GLOSARIO

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CAPTULO I

ANTECEDENTES GENERALES

1.4. Introduccin.

La idea fundamental es crear un prototipo de invernadero (tipo capilla), el mismo que

ser monitoreado fsicamente a travs de una interfaz hombre mquina (HMI) y

tambin por interfaz cableada, mediante comandos generados desde un computador.

La HMI posee una tarjeta Microchip de Mechatronics la cual contiene un

microcontrolador (chip EEPROM) el mismo que ha sido programado para capturar

datos provenientes de tres sensores (temperatura, humedad relativa y luminosidad)

dicha informacin es comparada con un valor denominado set point (que es

configurado por el usuario de acuerdo a las condiciones climticas necesarias para eltipo de cultivo que tendremos en el invernadero) y como resultado de esta

comparacin se emitirn seales electrnicas a una tarjeta de rels la cual activar

elementos actuadores (electrovlvula de paso, ventiladores y encendido de luces)

para mejorar las condiciones del invernadero.

Para presentar el trabajo de investigacin propuesto en dimensiones razonables se

incluye las principales bases conceptuales y las lgicas integradas de un sistema

hibrido de proceso de control integrados de un prototipo invernadero que combina

li i d i lt l t l d it d d i bl t i d

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accin de esta actividad agrcola y de la zona de Manab para obtener la informacin

y poder determinar el diagnstico de la situacin actual del rea caso de estudio. En

el captulo 4, se describe la propuesta del modelo a travs del planteamiento y

estudio de viabilidad, as como el desarrollo de polticas y estrategias para

implantarla, los mismos que constituyen el soporte operativo del presentedocumento. El captulo 5, contiene la descripcin del desarrollo de la propuesta

alternativa. En el captulo 6, se resaltan las conclusiones producto del trabajo

realizado y adems las recomendaciones que a lo largo de la aplicacin se

consideran necesarios, tambin se incluye un anlisis crtico de expertos y asesores

externos.

Para mantener su utilidad y claridad, el documento presenta ciertas caractersticas

didcticas tales como cuadros, figuras y un glosario de trminos, los mismos que

tendrn un ndice especfico.

Finalmente, se incluyen la bibliografa utilizada y los anexos reseados.

1.5. GENERALIDADES DE LA INVESTIGACIN.

Muchos campos han evolucionado gracias a la diversidad de herramientas queofrecen los sistemas informticos, de telecomunicaciones entre otros; la agricultura,

siendo una de las actividades mas practicadas en nuestra regin no puede quedar al

margen.

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Adicionalmente, se presentan problemas cuando las lluvias son relativamente

excesivas, lo cual produce prdidas en la produccin porque el exceso de agua

tiende a destruir el cultivo parcial o totalmente.

Estos factores se han reducido gracias al uso de los invernaderos, lo cual harepresentado una solucin media a los problemas antes mencionados, debido a que

en la actualidad, los procesos involucrados en el manejo de los mismos (riego,

control de temperatura, humedad y luminosidad) se realiza de forma manual

producindose la perdida de recursos (tiempo, dinero) e inexactitud en las

situaciones que se presentan.

Todas estas situaciones nos llevan a crear una solucin para monitorear de manera

continua, con alta precisin y afectar ciertas variables que intervienen dentro del

microclima (temperatura, humedad relativa, luminosidad y ventilacin) para todo el

espacio dentro de la instalacin del Invernadero.

1.2.3. OBJETIVOS.

1.2.3.1. OBJETIVO GENERAL.

Construir un prototipo para invernadero para cosechar productos en la zona de

Manab.

1.2.3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.

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1.2.4. METODOLOGIA

En la presente investigacin se han aplicado tcnicas como la entrevista y encuesta

a personas del sector agrcola, tcnico e industrial. Tambin se utiliz la observacin

e investigacin de campo, han sido instrumentos valiosos en el desarrollo de esta

herramienta tecnolgica.

La investigacin se justifica desde los siguientes puntos de vista:

a) Aporta con las bases de conocimientos tcnicos elementales que no slo

reflejen la facilidad del aprendizaje de herramientas de sistemas y tecnologas

de informacin, sino tambin determinar la eficiencia y eficacia en actividades

agrcolas.

b) Aportar con la creacin de un software que automaticen la aplicacin de

procedimientos hbridos mediante un sistema de informacin, pretendemos

lograr que esta investigacin se convierta en un plan piloto experimental que

ayude a la toma de decisiones para determinar la factibilidad tcnica y financiera

de un proyecto agrcola y poder alcanzar elevados niveles de eficiencia y

eficacia en los procesos desarrollados en esta rea.

El desarrollo del trabajo investigativo denominado CONSTRUCCIN DE UN

PROTOTIPO PARA INVERNADERO, presentar como caso de estudio la provincia

de Manab, con cuatro productos tradicionales de la zona, como son el pimiento,

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1.6. IMPACTOS: TECNOLGICO, SOCIO ECONMICO Y AMBIENTAL.

1.6.1. TECNOLGICO.

La herramienta propuesta ser innovadora y novedosa para el sector agrcola, pues

en ella se utilizarn dispositivos controladores de variables hibridas (temperatura,

humedad relativa, y luminosidad de acuerdo al cultivo), obteniendo como resultado

un sistema de deteccin de datos y de la utilizacin de perifricos (sensores y

actuadores) que ayudan a la toma de decisiones en aspectos como el riego hbrido

que facilita las tareas y actividades realizadas por los agricultores, con lo cual se

rompern paradigmas abriendo nuevas puertas en el sector.

1.6.2. SOCIO ECONMICO.

La aplicacin de esta tecnologa ser de gran ayuda para los agricultores ya que les

servir para hacer pruebas acerca del cultivo de ciertos productos, podrn estar

seguros de realizar una inversin que les permita obtener mayores ingresos

econmicos extras en un espacio de terreno reducido.

Otro aspecto importante es el hecho de que gracias a esta herramienta tecnolgica,

los agricultores podran cosechar productos en cualquier estacin climtica del ao,lo que permitir un aumento en la produccin y como consecuencia mejorar el nivel

econmico del gremio.

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Gracias a esta herramienta lograremos modelar un clima ptimo para los productos.

Adems, permitir que la agricultura sea una actividad ms llamativa y por ello las

personas se interesarn en el cultivo de productos de ciclo corto, mejorando as la

calidad de vida y el medio ambiente que nos rodea.

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CAPTULO II

DESARROLLO DEL MODELO TERICO

2.5. INTRODUCCIN

La progresiva acumulacin en la atmsfera de los gases que provocan el llamado

Efecto Invernadero (gases de invernadero) ha provocado un aumento en la

temperatura de la superficie terrestre (calentamiento global). Lo cual tiene

consecuencias en el clima y dems procesos que dependen de l.

El Efecto Invernadero en un fenmeno atmosfrico natural que permite mantener la

temperatura del planeta, al retener parte de la energa proveniente del sol. El

aumento de la concentracin de dixido de carbono proveniente del uso de

combustibles fsiles ha provocado la intensificacin del fenmeno y consecuente

aumento de la temperatura global, derritiendo los hielos polares y aumentando elnivel de los ocanos.1

El resultado es que nuestro planeta, segn explican los investigadores, est

sufriendo un "calentamiento global"y, en consecuencia, un "cambio climtico", el

mismo que produce aridezen la tierra y afecta a las actividades agropecuarias.

El cultivo en invernadero est permitiendo obtener producciones de calidad y

mayores rendimientos, en cualquier momento del ao, a la vez que permiten alargar

el ciclo de cultivo, permitiendo producir en las pocas del ao ms difciles y

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el buen funcionamiento de los invernaderos optimizando los recursos, lo cual se

traduce en ganancias a largo plazo.

2.6. GENERALIDADES DEL EFECTO INVERNADERO.

2.2.1 CONCEPTO DE INVERNADEROS

Los invernaderos son barreras fsicas entre el cultivo y el medio ambiente, que

permiten la creacin de un microclima especfico; la proteccin de las plantas contra

factores climticos adversos como la lluvia y el viento, plagas, enfermedades y

animales; y un manejo apropiado del cultivo, creando condiciones favorables

mediante la aplicacin de tecnologas.

A diferencia del cultivo a campo abierto, donde el campesino se preocupa

bsicamente por mejorar las condiciones de nutricin de la planta a nivel del suelo, elmanejo en ambientes protegidos permite aprovechar el potencial gentico de la

planta cuidando no solo de la raz, sino la parte area, con el fin de alcanzar una

mayor rentabilidad econmica. 2

Este tipo de estructura permite una optimizacin de la produccin, es tan solo unaherramienta, por lo cual el agricultor debe disear su proyecto antes de plantearse la

construccin de un invernadero. Para ello debe tomar en cuenta qu quiere hacer,

conocer el clima y aspectos geogrficos de su finca, definir los requerimientos

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2.2.2 IMPORTANCIA DE LOS INVERNADEROS

La importancia de un invernadero est en que asegura una produccin sin peligro de

ser daada por elementos meteorolgicos tales como lluvia, nieve, viento, granizo,

heladas, y otros factores como plagas y animales.

La tecnologa de invernaderos ha avanzado conforme se han requerido controlar las

variables ambientales para ciertos cultivos y a los resultados de la investigacin

biolgica en reas como la fisiologa vegetal, que proporcionan los parmetros

adecuados para estas variables.

Los invernaderos requieren de una serie de elementos complementarios que

proporcionen a las plantas un clima artificial que pueda ser controlado y modificado

por el productor o el investigador. Algunos de los factores o elementos que deben

ser controlados son: ventilacin, calefaccin, sombreado, riego, entre otros. 3

2.2.3 VENTAJAS DE LOS INVERNADEROS

Un invernadero presenta muchas bondades para el sector agrcola. Las ventajas

principales al utilizar invernaderos son:

Precocidad en los frutos.

Aumento de la calidad y del rendimiento.

Produccin fuera de poca.

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2.2.4 FACTORES QUE INCIDEN EN LA ELECCIN DE UN INVERNADERO

Para definir el diseo de un invernadero, el agricultor junto con los especialistas

deben tomar en cuenta una serie de parmetros externos e internos.

Entre los parmetros externos estn la radiacin solar, la temperatura, la altura, las

precipitaciones y el grado de humedad, el viento que puede ejercer cierto tipo de

presin sobre el sistema, el suelo que definir el tipo de bases que hay que colocar y

el tipo de estructura que debe soportar el peso del agua, los granizos y, en otras

latitudes, la nieve.

Es fundamental controlar los factores internos como la luz o energa, la temperatura,

la ventilacin, la humedad relativa y la disponibilidad de CO2. Igualmente, el peso del

cultivo, tanto de la planta como del fruto y los equipos como ventiladores, enfriadores,

estructuras de soporte, sistemas de calefaccin, etc.5

Tambin es importante tomar en cuenta otros factores como:

Disponibilidad de mano de obra (factor humano)

Imperativos econmicos locales (mercado y comercializacin).

2.7. CONTROL CLIMTICO EN INVERNADEROS.

En los ltimos aos son muchos los agricultores que han iniciado la instalacin de

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2.7.1. PARMETROS A CONSIDERAR EN EL CONTROL CLIMTICO.

El desarrollo de los cultivos, en sus diferentes fases de crecimiento, est

condicionado por cuatro factores ambientales o climticos: temperatura, humedadrelativa y luz. Para que las plantas puedan realizar sus funciones es necesaria la

conjuncin de estos factores dentro de unos lmites mnimos y mximos, fuera de los

cuales las plantas cesan su metabolismo, pudiendo llegar a la muerte.

a. Temperatura

Este es el parmetro ms importante a tener en cuenta en el manejo del ambiente

dentro de un invernadero, es el que ms influye en el crecimiento y desarrollo de las

plantas. Normalmente la temperatura ptima para las plantas se encuentra entre los

15 y 25 C.

Para el manejo de la temperatura es importante conocer las necesidades y

limitaciones de la especie cultivada. As mismo se deben aclarar los siguientes

conceptos de temperaturas, que indican los valores objetivos a tener en cuenta para

el buen funcionamiento del cultivo y sus limitaciones:

Temperatura mnima letal. Aquella por debajo de la cual se producen

daos en la planta.

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La temperatura en el interior del invernadero, va a estar en funcin de la radiacin

solar, comprendida en una banda entre 200 y 4000 mm, la misin principal del

invernadero ser la de acumular calor durante las pocas invernales.

El calentamiento del invernadero se produce cuando el infrarrojo largo, procedente

de la radiacin que pasa a travs del material de cubierta, se transforma en calor.Esta radiacin es absorbida por las plantas, los materiales de la estructura y el suelo.

Como consecuencia de esta absorcin, stos emiten radiacin de longitud ms larga

que tras pasar por el obstculo que representa la cubierta, se emite radiacin hacia el

exterior y hacia el interior, calentando el invernadero.

El calor se transmite en el interior del invernadero por irradiacin, conduccin,

infiltracin y por conveccin, tanto calentando como enfriando. La conduccin es

producida por el movimiento de calor a travs de los materiales de cubierta del

invernadero. La conveccin tiene lugar por el movimiento del calor por las plantas, el

suelo y la estructura del invernadero. La infiltracin se debe al intercambio de calor

del interior del invernadero y el aire fro del exterior a travs de las juntas de la

estructura. La radiacin, por el movimiento del calor a travs del espacio

transparente.

b. Humedad relativa (HR).

La humedad es la masa de agua en unidad de volumen, o en unidad de masa de

aire. La humedad relativa es la cantidad de agua contenida en el aire, en relacin con

la mxima que sera capaz de contener a la misma temperatura

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Cada especie tiene una humedad ambiental idnea para vegetar en perfectas

condiciones: al tomate, al pimiento y berenjena les gusta una HR sobre el 50-60%; al

meln, entre el 60-70%; al calabacn, entre el 65-80% y al pepino entre el 70-90%.

La HR del aire es un factor climtico que puede modificar el rendimiento final de loscultivos. Cuando la HR es excesiva las plantas reducen la transpiracin y disminuyen

su crecimiento, se producen abortos florales por apelmazamiento del polen y un

mayor desarrollo de enfermedades criptogmicas. Por el contrario, si es muy baja,

las plantas transpiran en exceso, pudiendo deshidratarse, adems de los comunes

problemas de mal cuaje.

Para que la HR se encuentre lo ms cerca posible del ptimo el agricultor debe

ayudarse del higrmetro. El exceso puede reducirse mediante ventilado, aumento de

la temperatura y evitando el exceso de humedad en el suelo. La falta puede

corregirse con riegos, llenando canalillas o balsetas de agua, pulverizando agua en el

ambiente, ventilado y sombreado. La ventilacin cenital en invernaderos con anchura

superior a 40 m es muy recomendable, tanto para el control de la temperatura como

de la HR.

c. Iluminacin

A mayor luminosidad en el interior del invernadero se debe aumentar la temperatura,

la HR y el CO2, para que la fotosntesis sea mxima; por el contrario, si hay poca luz

pueden descender las necesidades de otros factores. Para mejorar la luminosidad

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En verano para reducir la luminosidad se emplean:

Blanqueo de cubiertas.

Mallas de sombreo.

Acolchados de plstico negro.

Es interesante destacar el uso del blanqueo ya que esta labor est en funcin del

desarrollo del cultivo y de las temperaturas, y tiene efectos contradictorios que hay

que conocer para hacer un correcto uso. Hay que saber que la planta sombreada se

ahila y se producen abortos de flores en determinadas especies sensibles a la luz

(especialmente tomate, pimiento y berenjena), por lo que el manejo del riego y de la

solucin nutritiva tiene que ir unida al efecto que produce el blanqueo. Los plsticos

sucios o envejecidos provocan el mismo efecto que el blanqueo.

2.7.2. CONTROL AMBIENTAL.

El control ambiental est basado en manejar de forma adecuada todos aquellos

sistemas instalados en el invernadero: sistema de calefaccin, la ventilacin y el

suministro de fertilizacin carbnica, para mantener los niveles adecuados de la

radiacin, temperatura, humedad relativa y nivel de CO2, y as conseguir la mejor

respuesta del cultivo y por tanto, mejoras en el rendimiento, precocidad, calidad delproducto y calidad del cultivo.

2.7.3. CLIMATIZACIN DE INVERNADEROS DURANTE PERODOS FROS.

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Empleo de pantallas trmicas, cuyo uso permite mantener entre 2 y 4 C ms

en el interior del invernadero, con el consiguiente ahorro de energa. Dichas

pantallas estn justificadas en el caso de utilizacin de sistemas de

calefaccin.

Condensacin que evita la prdida de radiacin de longitud de onda larga,

aunque tiene el inconveniente del goteo sobre la planta.

Capas dobles de polietileno de 150 galgas o de polipropileno, que se pueden

emplear como pantalla trmica, para evitar condensaciones sobre cubierta,

con el inconveniente de prdida de luminosidad en el interior. Se emplea

mucho en invernaderos sin calefaccin.

Invernaderos ms voluminosos que permiten mayor captacin de la luz y al

mismo tiempo mayor prdida de calor por conduccin. La mayor inercia

trmica de volmenes grandes, permite un mejor control del clima.

Propio follaje de las plantas, ya que almacenan radiacin.

Sistemas de calefaccin por agua caliente o por aire caliente.

2.3.3.3 SISTEMAS DE CALEFACCIN

El calor cedido por la calefaccin puede ser aportado al invernadero bsicamente por

conveccin o por conduccin. Por conveccin al calentar el aire del invernadero y por

conduccin se localiza la distribucin del calor a nivel del cultivo.

Los diferentes sistemas de calefaccin area o de conveccin ms utilizados se

pueden clasificar en:

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Los sistemas de distribucin de calor por conduccin se basan en tuberas de agua

caliente, las diferencias entre ellos se encuentran en la temperatura del agua y su

localizacin:

Suelo a nivel de cultivo.

Tuberas enterradas.

Banquetas.

2.3.3.4 EMPLEO DE PANTALLAS TRMICAS

Se puede definir una pantalla como un elemento que extendido a modo de cubiertasobre los cultivos tiene como principal funcin ser capaz de variar el balance

radiactivo tanto desde el punto de vista fotosinttico como calorfico. El uso de

pantallas trmicas consigue incrementos productivos de hasta un 30%, gracias a la

capacidad de gestionar el calor recogido durante el da y esparcirlo y mantenerlo

durante la noche, periodo en el que las temperaturas bajan sobremanera en los

invernaderos. Las pantallas tambin son tiles como doble cubierta que impide el

goteo directo de la condensacin de agua sobre las plantas en pocas de excesiva

humedad.

As las pantallas trmicas se pueden emplear para distintos fines:

a) Proteccin exterior contra:

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b) Proteccin interior:

Proteccin trmica, ahorro energtico (IR).

Exceso contra el enfriamiento convectivo del aire a travs de la cubierta.

Secundariamente, humedad ambiental y condensacin.

Existen distintos tipos de pantallas, presentando la mayora una base tejida con hilos

sintticos y lminas de aluminio. La composicin, disposicin y grosor de los hilos es

variable, ofreciendo distintas caractersticas.

Tambin existen pantallas en las que se tejen directamente las lminas del material

reflectante entre s o con otro tipo de lmina plstica (polister, polipropileno, etc.).

Otro tipo es adaptando el sistema de las mallas de sombreo tradicionales,

sustituyendo la llamada rafia de polipropileno o polietileno por aluminio.

As mismo, las pantallas pueden ser abiertas o ventiladas y cerradas o no ventiladas

en lo referente al paso del aire. Las abiertas presentan la ventaja de ser muy tiles enverano al permitir la evacuacin del exceso de temperatura y ofrecer propiedades

trmicas, reflejando gran parte de la radiacin IR durante la noche. Las pantallas

cerradas limitan las prdidas por conveccin del calor en el aire y reducen el volumen

de aire a calentar con lo que el ahorro de cara a la calefaccin es mayor.

2.7.4. CLIMATIZACIN DE INVERNADEROS EN PERODOS CLIDOS

Durante la mayor parte del ciclo productivo, la temperatura del invernadero es

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La reduccin de la radiacin solar que llega al cultivo (blanqueado,

sombreado, etc.).

La evapotranspiracin del cultivo.

La ventilacin del invernadero.

La refrigeracin por evaporacin de agua (nebulizacin, "cooling system",

etc.).

A continuacin se detallan las tcnicas y equipos de refrigeracin ms empleados en

la climatizacin de invernaderos.

2.3.4.1 SISTEMAS DE SOMBREO

El sombreo es la tcnica de refrigeracin ms usada en la prctica. La reduccin de

temperatura se basa en cortar ms de lo conveniente el porcentaje de radiacin

fotoactiva, mientras que el inflarrojo corto llega en exceso a los cultivos.

Se pueden dividir los distintos sistemas de sombreo en dos grupos:

Sistemas estticos. Son aquellos que una vez instalados sombrean al

invernadero de una manera constante, sin posibilidad de regulacin o control:

encalado y mallas de sombreo.

Sistemas dinmicos. Son aquellos que permiten el control ms o menos

perfecto de la radiacin solar en funcin de las necesidades climticas del

invernadero: cortinas mviles y riego de la cubierta.

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A.- Ventilacin natural o pasiva.

Se basa en la disposicin, en las paredes y en el techo del invernadero, de un

sistema de ventanas que permiten la aparicin de una serie de corrientes de aire que

contribuyen a disminuir las temperaturas elevadas y a reducir el nivel higromtrico.

Las ventanas pueden ser cenitales si se disponen en la techumbre o laterales si

estn colocadas sobre las paredes laterales del invernadero. Se admite que una

ventana cenital de una determinada superficie resulta a efectos de aireacin hasta

ocho veces ms efectiva que otra situada lateralmente de igual superficie.

Normalmente las ventanas deben ocupar entre un 18 y 22% de la superficie de los

invernaderos, teniendo en cuenta que con anchuras superiores a los 20 m. ser

imprescindible disponer de ventilacin cenital que mejore la aireacin lateral.

La apertura y cierre de las ventanas suele hacerse mecnicamente a travs de un

sistema de cremalleras, accionado elctricamente por un termostato, aunque tambin

puede hacerse manualmente.

B.- Ventilacin mecnica o forzada.

Los sistemas de ventilacin forzada consisten en establecer una corriente de aire

mediante ventiladores extractores, en la que se extrae aire caliente del invernadero, y

el volumen extrado es ocupado inmediatamente por aire de la atmsfera exterior.

Con este sistema solamente se puede conseguir una temperatura idntica a la del

exterior, pero su control es ms preciso que el que se logra con la ventilacin pasiva.

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velocidad de cada es muy pequea, por lo que permanecen suspendidas en el aire

del invernadero el tiempo suficiente para evaporarse sin llegar a mojar a los cultivos.

Para ello es preciso emplear un sistema de nebulizacin formado por un conjunto

boquillas nebulizadoras conectadas a tuberas que cuelgan de la techumbre del

invernadero. La instalacin se completa con bombas, motores, inyectores, filtros yequipos de control (termostatos, humidostatos, etc.) que permiten la automatizacin

del sistema.

B.- Pantalla evaporadora (Hidrocooling o Cooling System).

Se trata de una pantalla de material poroso que se satura de agua por medio de un

equipo de riego. La pantalla se sita a lo largo de todo el lateral o un frontal del

invernadero. En el extremo opuesto se instalan ventiladores elctricos. El aire pasa a

travs de la pantalla porosa, absorbe humedad y baja su temperatura.

Posteriormente es expulsado por los ventiladores.El rendimiento de un buen equipo se acerca al 85%. La pantalla suele estar

confeccionada con fibras (virutas de madera) o con materiales celulsicos en lminas

corrugadas y pegadas con aditivos.

2.7.5. ILUMINACIN ARTIFICIAL EN INVERNADEROS

En ciertas ocasiones es preciso aplicar iluminacin artificial o simplemente regular la

iluminacin natural en el interior del invernadero. Esto puede hacerse con el fin de:

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Aumentar la duracin del da, en plantas de da largo que no floreceran de

otra manera, durante el otoo-invierno. Destaca su empleo en plantas

ornamentales como Anthirrinum, Dahlia, Calceolaria, Gegonia tuberosa, etc.

Romper la continuidad del periodo oscuro en plantas ornamentales de da

corto (crisantemo, Poinsetia, Kalanchoe, etc.) con la finalidad de favorecer el

crecimiento vegetativo en una poca en que se vera favorecida la floracin

sin que las plantas tuvieran el adecuado tamao, o bien para provocar la

floracin en plantas de da largo en pocas de poca iluminacin.

Disminuir la intensidad luminosa en siembras estivales de hortalizas como el

apio, la cebolla, cubriendo los semilleros con mallas, caizos, etc.

Disminuir la duracin del perodo iluminado, con el fin de que plantas de das

coro puedan florecer en pocas en que la duracin del da es demasiado

elevada.

2.7.6. SISTEMAS INTEGRALES DE CONTROL CLIMTICO

En la actualidad son numerosos los sistemas de automatizacin que existen el

mercado para controlar los parmetros climticos de los invernaderos. Estos

sistemas se basan en el empleo de un ordenador central al que se conectan un

conjunto de sensores, que recogen las variaciones de los distintos parmetros

respecto a unos valores programados inicialmente. Se trata de una pequea estacinmeteorolgica que registra valores de temperatura exterior e interior, humedad

relativa, velocidad del viento, la iluminacin, etc.

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2.8. DISPOSITIVOS DE IRRIGACIN.

2.4.1 Sistemas de riego.

El agua de las instalaciones de riego en invernadero suele provenir de balsas o

directamente de pozos, pasa primero a la cabeza del sistema de riego, compuesta,

generalmente, por un equipo de bombeo, un equipo de filtracin y un equipo de

fertirrigacin, y desde aqu es transportada por una red de tuberas de PVC y PE

hasta las mesas de cultivo.

2.4.1.1 Cabeza del sistema de riego.A la cabeza del sistema de riego se colocan un conjunto de elementos con la funcin

de medir el agua, de incorporar fertilizantes, de colar o filtrar el agua, de regular

presiones y de ejecutar los programas de riego previamente programados.

Normalmente, la presin de cabeza del sistema de riego en invernaderos oscila entre

1-2 kgf/cm2, que es proporcionada por el equipo de bombeo.

B.- Equipo de fertirrigacin.

El equipo de fertirrigacin consta de varios depsitos que contienen los elementos

nutritivos, de inyectores venturi o bombas de inyeccin, de automatismos de control,

de electrovlvulas y de sensores.

C.- Red de riego.

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son de PE de baja densidad con dimetros comprendidos entre 32 y 63 mm. Los

ramales portagoteros se disponen a lo largo de las lneas de cultivo y son de PE de

baja densidad, con dimetros de 12 16 mm y una longitud normalmente inferior a

30 m, con goteros insertados, aproximadamente, cada 0,5 m (se suele colocar un

gotero por planta). La separacin entre ramales portagoteros depende de la

disposicin del cultivo.

Los goteros tipo botn que va pinchado a la tubera son muy utilizados en el riego de

viveros, semilleros e invernaderos. Pueden tener uno o ms puntos de desage, lo

que permite el riego simultneo de macetas adyacentes.

Los microaspersores son tambin utilizados para la distribucin del agua de riego. La

humedad relativa ambiente es ms elevada que cuando se usan goteros, por lo que

resulta beneficioso para ciertos cultivos. Existe un sistema denominado tren de riego,

en el que los aspersores se colocan, a cierta altura, sobre un soporte metlico que es

desplazado sobre cada sector del invernadero en cada riego. El sistema dispone de

una tubera enrollada de determinada longitud que le permite desplegarse a lo largo

del sector. La ventaja que tiene es que el invernadero no queda cubierto con

tuberas. Cuando se acaba el riego, el sistema se coloca en un lateral del

invernadero facilitando, de esta manera, el acceso a las macetas para cualquier otro

tipo de labores.

Existen otras alternativas de aplicacin de agua del riego en invernaderos que no

utilizan emisores. Una de ellas es el sistema denominado subirrigacin, empleado en

el cultivo de macetas en mesas. La mesa se cubre con una altura de agua de unos

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CAPTULO III

DIAGNSTICO DEL SECTOR AGRCOLA

DE LA PROVINCIA DE MANAB

3.1. ANLISIS INTERNO Y EXTERNO DEL REA AGRCOLA DEMANAB.

Una de las principales fuentes de ingresos econmicos en el sector rural de la

provincia de Manab, esta representado en la agricultura, esto se debe a la riqueza y

fertilidad que posee el suelo de esta zona, lo cual hace que muchos de sushabitantes se dediquen a esta actividad.

Sin embargo, en la actualidad, los ingresos han decrecido notablemente en

comparacin con aos anteriores, esto se debe a los duros golpes y embates que ha

tenido que soportar el sector campesino tales como el fenmeno del nio,

acontecimiento climtico que se llev gran cantidad de hectreas de cultivos y con

ellos, el sueo y la esperanza de muchos agricultores quienes con miradas

frustrantes vieron como el agua arrasaba con sus sembros, dejndolos endeudados

y hasta en la calle. Esto tambin afect a la ciudadana en general, pues hubo

escasez de productos agrcolas y esto ocasion un sobreprecio en los mismos.

Luego de este acontecimiento, el pas soporto una sequa que tambin afecto al

sector agrcola y ganadero, se perdi gran cantidad de sembros y murieron muchos

animales.

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fuerte sequa que estaba acabando con la vegetacin y el ganado del pas y de

pronto, para comienzos de este ao vemos como las abundantes precipitaciones ya

estnafectando a muchos campesinos de la zona por las inundaciones que afectan

sus cultivos. Pero an as, la actividad agrcola continua generando buenos ingresos

para la zona.

Podramos concluir este anlisis diciendo que la agricultura para la zona se esta

convirtiendo en un juego de azar, en el cual los campesinos apuestan todas sus

cartas a expensas de que el ao traiga un clima favorable para sus cultivos.

3.2. LEVANTAMIENTO Y CARACTERIZACIN DE LA INFORMACIN.

3.2.5. TIPO DE ESTUDIO.

La investigacin es de tipo crtico Propositiva y de ABP (Aprendizaje Basado en

Problemas), que implicamos para el levantamiento de informacin y posteriormenteel anlisis que se sustenta en los problemas percibidos y las expectativas de los

involucrados de la zona rural de la provincia de Manab, involucrados que ayudaron

en la conversin de los insumos, en el levantamiento y el anlisis de informacin para

finalmente plantear la propuesta alternativa estratgicamente definida.

Es descriptivo,porque se han generado objetivos, caracterizando las modalidades

de cosecha y los tipos de productos en las estaciones climticas del sector en

referencia.

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3.2.6. POBLACIN MUESTRA.

La investigacin se la realiz en las zonas rurales de Jipijapa, Portoviejo, Montecristi,

Santa Ana, Calceta y 24 de Mayo, que comprende el tamao de la muestra, de

acuerdo a la poblacin estimada en estos cantones, segn el Censo de Poblacin y

Vivienda del 25 de Noviembre del 2.001 es de 473.365 habitantes6; por lo tanto eltamao de la muestra se determin mediante la siguiente frmula matemtica:

Z 2 (P) (1 q) * N

e 2(N 1) + Z 2(P) (1 q)

(1,9) 2* (0,5) * (1 0,5) * (473.365)

(0,05) 2* (473.365 1) + (1,95) 2 (0,5) * (1 0,5)

449.992,60

1.183,41 + 0,95

n = 379,95

En el presente cuadro, se muestran los resultados y valores del clculo parciales:

Cuadro No. 4.1Clculo de Muestra

VARIABLES DESCRIPCIN DATOS

N = Tamao de la muestra 379,95

N = Tamao de la poblacin 473.365

P % de veces que se supone que ocurre (xito) 0 5

n =

n =

n =

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Por lo tanto se obtuvo un tamao de la muestra de 379,95 que para efectos reales se

aplicaron 380 encuestas.

3.2.7. PROCEDIMIENTOS.

Esta investigacin ha tenido un proceso sistmico y coherente para la recopilacin dela informacin, como se muestra a continuacin:

Cuadro No. 4.2Sistematizacin de la recopilacin de informacin

QUIN? COMO? CUNDO? DNDE? TCNICA INSTRUMENTOSInvestigadores,Autores deestedocumento deinvestigacin yencuestadores.

Visita al sector,contacto directoa travs de untrabajo decampo.

Diciembre / 05Junio / 06

Jipijapa,Portoviejo,Montecristi,Santa Ana, 24de Mayo ySucre

Observacindirecta.

Anlisis deinvolucrados

Entrevistas Encuestas Datos

estadsticos

Fuente : Autores del proyectoElaboracin : Autores del proyecto

Adems se llev a cabo el siguiente proceso para la actividad de recopilacin deinformacin:

a) Acercamiento e indagacin preliminar para recorrer los cantones: conocer entorno

b) Investigacin para conocer a las autoridades del sector: conocer representantes

c) Programacin de entrevista preliminar con el MAG: indagacin previa yexplicacin de los motivos de visita.

d) Programacin de visita para determinar reunin con las comunidades.

e) Se prepar instrumentos: documentos prediseados

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3.2.8. PROCESAMIENTO Y ANLISIS DE LOS RESULTADOS.

Tomando como referencia los antecedentes de los datos estadsticos del INEC y de

la informacin recopilada a travs de la indagacin a los habitantes de la zona rural

de los cantones antes mencionados, se pudo recabar la informacin.

Se aplic instrumentos de encuestas semi estructuradas, adems se aplic el

asistente para grfico de Microsoft EXCEL, que facilita las opciones de la

determinacin de rangos y series generados por el origen de los datos, ayud este

utilitario computacional a escoger la opcin grfica ms adecuada de acuerdo a

nuestra percepcin consideramos sea la manera ms clara de presentar losresultados en modelo grfico; adems para la interpretacin de los resultados se

aplic el mtodo inductivo deductivo. Los resultados a mostrarse se extraen de la

informacin obtenida con los cuestionarios aplicados.

A continuacin se presentan los resultados tabulados de la encuesta realizada a unamuestra de los habitantes de los sectores e referencia:

Producto resultante de nuestro estudio podemos observar lo siguiente:

Cuadro No. 4.3Resultados de la encuesta aplicada

PREGUNTA ITEM CANTIDAD PORCENTAJE

1.- Cuanto tiempo tiene viviendo en estazona?

Mas de 10 aos 262 69%

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5.- Como considera Ud. el clima de estazona para la agricultura?

Bueno 258 68%

6.- En el verano Tiene ud. facilidadespara sembrar y mantener sus cultivos? No 304 80%

7.- Alguna vez ha sembrado algnproducto que le haya ocasionadoproblemas en cuanto a su crecimiento y

produccin?

No 262 69%

8.- Que tipos de productos ha sembradoy cosechado? Varios

9.- Y cual de los productos anteriores esel que en ms ocasiones ha sembrado? Maz 76 20%

10.- Cree Ud. que la calidad de la cosechaque obtuvo aquellas veces fue: Muy Bueno 257 68%

11.- Como considera los ingresoseconmicos que obtiene de la cosecha enrelacin a los gastos realizados?

Buenos 209 55%

12.- Cuenta con un sistema de riego en elverano para sus cultivos? No 266 70%

13.- Posee alguna herramientatecnolgica que le permita mejorar elmanejo de sus cultivos?

No 369 97%

14.- Ha sufrido perdidas en su cosechapor causa de plagas? Si 258 68%

15.- Qu medidas toma Ud. en laactualidad para evitar las plagas? Fumigan 303 80%

16.- Han recibido o reciben capacitacinagrcola? Si 217 57%

Fuente : Encuesta aplicadaElaboracin : Autores del proyecto

Con los resultados ms relevantes obtenidos se puede concluir con lo siguiente:

El 83% de los encuestados consideran que la agricultura representa una de las

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los agricultores siembran sus productos esperanzados en que el clima les

favorezca. Es por eso que el 68% de los encuestados consideran que el clima es

parcialmente bueno para ejercer esta labor, sin embargo no estn del todo

satisfechos, por ese motivo, el 80% de los encuestados respondieron que no

tienen facilidades para mantener sus cultivos en poca de verano.

El 70% de los encuestados no poseen un sistema de riego, esto impide que los

agricultores produzcan sus cultivos en toda poca, ms an cuando el 97% de

los encuestados no cuentan con una herramienta tecnolgica que les permite

mejorar el manejo y produccin de sus cultivos.

Finalmente el 68% de los encuestados respondieron que al menos una vez en su

vida han perdido sus cultivos por ataques de plagas.

3.3. ESTUDIO DE PRE- FACTIBILIDAD PARA EL DESARROLLO PRELIMINAR

DEL PROTOTIPO: INFORME

Partimos enunciando lo siguiente:

La dificultad para cosechar en los campos Manabitas ocasionada por diferentes

factores y variaciones climticas como la falta de sistemas de riego, destruccin del

cultivo por el ataque de las plagas, elevado costo de insumos, la inadecuada

utilizacin de terrenos para la cosecha, entre otros.

En base a los resultados obtenidos en nuestro estudio, podemos concluir indicando

l t f tibl h i t l i t d l

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CAPTULO IV

PLANTEAMIENTO Y ESTUDIO DE FACTIBILIDAD

DE LA PROPUESTA.

4.6. PLANTEAMIENTO DEL DISEO A DESARROLLAR.

Luego de realizar el diagnstico situacional del sector agrcola actual en la provincia

de Manab, hemos observado la imperante necesidad de crear una herramienta

tecnolgica que sirva de apoyo a los agricultores de nuestros campos manabitas, es

por eso la propuesta de CONSTRUCCIN DE UN PROTOTIPO PARA

INVERNADERO que los beneficiar en las actividades cotidianas de la agricultura.

De esta manera se busca mejorar la produccin agrcola en eficiencia, efectividad yeficacia, as como en calidad, generando mayor rentabilidad financiera.

Este prototipo ayudara a solucionar los problemas que se presentan en los cultivos a

cosechar en los siguientes parmetros:

Control de Plagas.

Riego eficiente

Control de la temperatura

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4.1.3. DIAGRAMA GENERAL DEL SISTEMA

Con estos antecedentes, se muestra en la figura 4.1 el diagrama general en bloques

del sistema a desarrollar.

Figura 4.1Diagrama de Bloques del Sistema

AUTOMATIZACIN

Configurar Valores delSet Point de acuerdo alcultivo

MODO AUTOM TICO(Modo PC)

Captar datos reales desdelos sensores

Comparar los valoresreales con los del Set

Point, para tomardecisiones

Activar/Desactivaractuadores

MODO MANUAL

Captar datos reales desdelos sensores

Activar/Desactivaractuadorest ti t

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4.1.4. DIAGRAMA DE ACCIN DEL PROYECTO

Figura 4.2

Diagrama de accin del proyecto

4Bodega de Actas

3Si no hay lluvias, o enel verano utilizan los

sistemas de riegomanual.

1Preparar el terreno

para el sembro.

2Sembrar el Producto(en invierno, o veranosi poseen s. de riego)

Sistema Manual

1Preparar

condiciones delinvernadero para el

sembro

4 Uso de Sensores y Actuadores

Si cuentan

con S. deRiego

4.2Activar/Desactivar el

Sistema deVentilacin/Extraccin

4.1Activar/Desactivar elSistema de Riego y

abono l uido

4.3Activar/Desactivar el

Sistema de Iluminacin

Si NO

cuentan conS. de Riego

SistemaAutomatizado

2Sembrar elProducto

3Sensar y Controlar

automticamente lascondiciones climticas

(Temp, Hum y Lum)

3Esperar que existanbuenas condiciones

climticas para el buendesarrollo del cultivo

4

Darle mantenimiento alos cultivos

(controlar plagas,malezas y abono)

5Cosechar

Fuente: AutoresElaboracin: Autores

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4.2. ESTUDIO DE VIABILIDAD Y FACTIBILIDAD

La CONSTRUCCION DE UN PROTOTIPO PARA INVERNADERO, es una

herramienta que permite la captura de informacin a travs de sensores y en base a

comparaciones lgicas se realiza el encendido de actuadores que permiten simular

condiciones climticas adecuadas para el cultivo. En el Anexo No. 2 se muestra laestimacin econmica de este proyecto, indicadores como el ANLISIS COSTO

BENEFICIO, VAN, TIR que result y fueron utilizados para este fin. Sin embargo,

podemos determinar que el proyecto financieramente si es viable, as como

tecnolgicamente. Lo fundamentamos de acuerdo al anlisis financiero-econmico y

por la existencia en el mercado de los diferentes dispositivos requeridos para laconstruccin del prototipo.

Adicionalmente, con la apertura de crditos tanto del Banco Nacional de Fomento

como de la Corporacin Financiera Nacional implementada como Poltica de Estado

en el gobierno del Ec. Rafael Correa, existe la posibilidad de solicitar crditos a

pequeos agricultores, presentndose como una oportunidad para el sector y poder

invertir en el prototipo propuesto en este trabajo de investigacion.

4.2.1. FACTIBILIDAD TCNICA

Para la realizacin de este proyecto contamos con los siguientes recursos:

En la tabla 4.1 tenemos las caractersticas de la estacin de trabajo, tanto en

hardware como en software.

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MPLAB IDE 7.43 y PIC C Compiler, son lenguajes que los utilizamos en la

programacin del Microcontrolador.

Tabla 4.1

Caractersticas de la estacin de trabajo

Caracteristicas Mnima RecomendadaProcesador Pentium III, 1.0 Ghz Pentium IV, 2.8 GhzMemoria 128 Mb 512 MbDisco duro 40 Gb 80 GbSistema Operativo Windows 2000 Windows XPAplicaciones y Basede Datos

Microsoft Office 2003 (Excel y Access)

L. de Programacin Visual Basic 6.0, MPLAB IDE 7.43, PIC C Compiler

Fuente : AutoresElaboracin : Autores

Una tarjeta de salida a rels con las siguientes caractersticas:

Tabla 4.2

Caractersticas de la tarjeta de salida a rels

Fabricante: OptoModelo de la Tarjeta ET-OPTO RELAY4Nmero de Rels CuatroVoltaje de Operacin 5 VoltiosVoltaje de Salida 5 a 12 Voltios


Una tarjeta de adquisicin de datos con las siguientes caractersticas:

Tabla 4.3

Caractersticas de la tarjeta de adquisicin de datos

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Un sensor de Humedad Relativa con las siguientes caractersticas:

Tabla 4.4

Caractersticas del sensor de humedad relativa

Fabricante: HumirelModelo del Sensor HM1500LF

Rango de Temperatura Operativa alaire libre soportado -40 a 60Grados CentgradosRango de Temperatura soportadapor el dispositivo (Almacenamiento)

-30 a 70 Grados Centgrados

Voltaje de Salida 1 to 3.6 Voltios

Voltaje de Entrada 5 Voltios


Un sensor de Temperatura con las siguientes caractersticas:

Tabla 4.5

Caractersticas del sensor de temperatura

Fabricante: MicrochipModelo del Sensor TC1047A

Rango de Temperatura Operativa alaire libre soportado - 40 a +125 Grados Centgrados

Rango de Temperatura soportadapor el dispositivo (Almacenamiento)

- 65 a +150 Grados Centgrados

Voltaje de Salida 100mV a 1.7VVoltaje de Entrada 2.5 a 5.5 Voltios


Un sensor de Luminosidad con las siguientes caractersticas:

Tabla 4.6

C t ti d l d l i id d

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Un Display con las siguientes caractersticas:

Tabla 4.7

Caractersticas del Display

Fabricante: FuturlecModelo del Display LCD16x4BLRango de Temperatura Operativa alaire libre soportado

0 a +50 Grados Centgrados

Nmero de Caracteres 16 caracteres

Nmero de lneas 4 lneasVoltaje de Operacin soportado 5 Voltios


Una electrovlvula con las siguientes caractersticas:

Tabla 4.8

Caractersticas de la electrovlvula

Fabricante: Pats PendModelo N-51Salidas de Agua DosVoltaje de Operacin 110 Voltios


Un Ventilador con las siguientes caractersticas:

Tabla 4.9

Caractersticas del Ventilador

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Un Extractor con las siguientes caractersticas:

Tabla 4.10

Caractersticas del Extractor

Fabricante: NefonMarca NefonVoltaje de Operacin 110 VFrecuencia en Hz 60 Hz


Contamos tambin con elementos menores adicionales como un teclado matriz de 16

teclas entre otras piezas mnimas.

Para la programacin del Chip EEPROM de la tarjeta de adquisicin de datos, es

necesaria la herramienta MPLAB IDE Versin 7.43, software que viene incluido en la

compra de la tarjeta PICDEM Mechatronics de Microchip. Programar en este

Lenguaje resulta complicado pues se trabaja con lenguaje ensamblador, por lo cualtambin necesitaremos de la herramienta PIC C Compiler.

PIC C Compiler versin 3.2, es el Software que sirve como ambiente para la

programacin del microcontrolador, esta programacin ser despus traducida para

que pueda ser entendida por MPLAB.

Para realizar la interfaz hacia el computador, se utiliz el Paquete Visual Studio 6.0,

especficamente con Visual Basic 6 0 haciendo un enlace hacia Microsoft Access y

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Como podemos observar las herramientas que utilizamos para realizar la propuesta

no son muy comunes, sin embargo, las Licencias no son de valor alto.

Por todo lo mencionado anteriormente consideramos que si es factible tcnicamente

la realizacin de este proyecto de Prototipo para Invernadero.

En conclusin, todos estos dispositivos estn en existencia en la comercializacin del

mercado nacional.

4.2.2. FACTIBILIDAD OPERATIVA

La solucin propuesta cuenta con dos modos de operar:

1. Mediante la interfaz de la HMI (Interfaz hombre-maquina) es muy sencillo

operar el sistema, nos presenta un men amigable que cualquier persona, sin

importar su nivel acadmico, estar en capacidad de operar en cuestin depocas horas de capacitacin, lo cual ser favorable para la ptima utilizacin

por parte de los agricultores de nuestros campos manabitas.

El men de operaciones de la HMI de nuestra propuesta, tiene la opcin de

configuracin y sus tres modos posibles de operacin, los cuales pueden ser

seleccionados a travs de un teclado numrico (parecido al de un celular),

esto facilita desde todo punto de vista el buen manejo del automatismo.

Adicionalmente, cuando el sistema opera en modo manual, basta con solo

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herramienta de comparacin que ser til en la etapa de pruebas e

implantacin.

Para el manejo de la herramienta, ponemos en consideracin un manual de usuario

en donde se indica paso a paso lo que tiene que realizar para darle un uso

adecuado.

Por esta razn nos atrevemos a decir que el sistema podr ser operado mediante la

HMI sin necesidad de tener elevados conocimientos en las ciencias de la

computacin.

Adicional a esto, el sistema elimina por completo procesos manuales como el que los

agricultores tengan que regar los cultivos, por lo que existir mayor productividad en

la realizacin de estas tareas y en la realizacin de otras labores al disponer de ms

tiempo.

Por lo anteriormente descrito consideramos que es factible desde el punto de vista

del usuario la realizacin del Prototipo para invernadero.

Es un sistema monousuario, con la facilidad de poder operar desde diferentes sitios

(sistema conmutado).

4.2.3. ANLISIS FINANCIERO: COSTO BENEFICIO PRELIMINAR.

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proyecto, el mismo que estar sustentando objetivamente con los indicadores

financieros tales como el TIR (Tasa de rentabilidad), VAN (Valor actual neto) y C/B

(Costo beneficio).

Considerando todos los parmetros antes citados el valor total del desarrollo del

proyecto es de $ 3.228.22; adicionalmente, en el esquema de la Hoja de estimacin

donde se han considerado otros parmetros necesarios para determinar el valor para

la venta da como resultado que el costo total del producto sera de $ 4.700,28

incluido IVA. Cabe resaltar que se est estimando un margen de utilidad del 30%.

Pero debemos destacar que este valor esta sujeto a disminuir en el momento en que

se incremente el volumen de prototipos adquiridos por mltiples personas, pues elvalor estimado en la investigacin se dividira para el nmero de interesados, adems

debemos ser concientes de la cruda realidad de nuestros agricultores.

El beneficio econmico se muestra en el Plan Financiero del Proyecto que se

encuentra en el ANEXO No.2. Segn los resultados obtenidos en este planconsideramos que si es factible realizar la inversin en el proyecto porque al octavo

mes se recupera la inversin.

En la siguiente tabla se muestra los indicadores con los respectivos valores que se

obtienen al octavo mes.

Tabla 4.11

Indicadores Econmicos

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4.2.4. FACTIBILIDAD DE CALENDARIZACIN.

Tambin es importante considerar los tiempos de la ejecucion del proyecto, en la

tabla 4.12 se muestra un cronograma general de actividades, el mismo que

posteriormente ser detallado a profundidad en el plan de accin. Por medio de este,

demostramos que si es factible desarrollar nuestro proyecto en el tiempo restante.

Tabla 4.12

Cronograma general de actividades

No ACTIVIDAD TIEMPO(Semanas) TIEMPO ENDIAS TIEMPO ENHORAS

1Estudio de los antecedentes generales de

la zona agrcola de Manab 2 10 80

2

Recopilacin y anlisis de informacin de

las condiciones de los invernaderos y

estudios realizados en otras partes del

mundo.

4 20 160

3

Diagnostico de la zona Agrcola de Manab,

realizacin de Encuestas a los agricultores

del sector, interpretacin de los resultados6 30 240

4

Diseo Fsico (Modelo del Invernadero) y

del Sistema del prototipo para invernadero

(Diseo de: sistema electrnico, sistema

computacional)

3 15 120

5Construccin de la HMI y del Software

Invernadero 18 90 720

6Construccin de la estructura fsica del

Invernadero 1 5 40

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Es decir que el Proyecto ha tenido una duracin real del Proyecto es de

aproximadamente 41 semanas, lo que implica que incluido el tiempo aproximado 12

semanas del documento o informe, entonces, el Proyecto se lo ha realizado en 53

semanas netas de trabajo e investigacin.

Este plazo esta dentro del tiempo estipulado por el reglamento de la FACCI.

4.3. POLTICAS Y ESTRATEGIAS PARA DESARROLLAR, IMPLEMENTAR Y

OPERAR EL PROTOTIPO

Las polticas a aplicarse para desarrollar y operar el prototipo sern las siguientes:

Para construir el invernadero:

Utilizar el plstico tipo PVC adecuado para evitar el exceso de rayos solares y

ultravioletas: cubierta del invernadero. Disear un sistema de goteo adecuado para evitar el desperdicio del agua:

canalizacin de riego.

Colocar de manera correcta el ventilador y extractor, de manera que no afecte el

cultivo.

Para construir la HMI aplicar normas tcnicas del IEEE:

Utilizar cables y elementos adecuados en la parte electrnica: Construir un tablero

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MICROSOFT VISUAL BASIC 6.0, enlazada con MICROSOFT EXCEL.

Para almacenar la informacin se usar la base de datos MICROSOFT ACCESS.

Para la programacin del microcontrolador utilizar el lenguaje de Programacin

PIC C COMPILER en conjunto con la herramienta MPLAB.

Para implementar el prototipo:

Asegurarse de que los sensores y actuadores estn colocados en puntos

estratgicos del invernadero

Observar que el goteo caiga en la zona exacta del cultivo.

Proteger la HMI de la lluvia y altas temperaturas (no ms de 60C)

Las estrategias a aplicarse seran:

Utilizacin de mano de obra local: para la implantacin en un invernadero real

(siempre y cuando contemos con el apoyo de la empresa privada o el estado). Financiamiento Bancario: Minimizar los costos en la construccin de la HMI para

que la solucin este al alcance de los agricultores.

Productos nacionales: Obtener sensores de buen nivel de rendimiento a la hora

de realizar la captura de informacin, de esta manera dicha informacin ser

confiable.

4.4. DETERMINACIN DEL PLAN DE ACCIN DE LA ETAPA DEL

DESARROLLO DE LA PROPUESTA

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Tabla 4.13

Plan de accin de la etapa de desarrollo del proyecto

No ACTIVIDAD TIEMPO(Das) FECHARESULTADOSESPERADOS RESPONSABLES

1Diseo del DiagramaElectrnico de la HMI

419-Jun-0622-Jun-06

Diseo electrnico yubicacin decomponentes

Desarrolladores

2Diseo del Programa para elMicrocontrolador 5

23-Jun-0629-Jun-06

Diseo lgico y fsico dedatos, diccionario dedatos

DesarrolladoresIng. Electrnico

(Apoyo)

3 Diseo del sistemacomputacional 630-Jun-0607-Jul-06

Interfaz del sistema,diseo lgico y fsicode datos, diccionariode datos

Desarrolladores

4 Construccin de la HMI 20 10-Jul-0604-Ago-06

Conexin delmicrocontrolador conlos sensores yactuadores

DesarrolladoresIng. Electrnico

(Apoyo)

5Programacin(del microcontrolador y delsistema invernadero)

70 07-Ago-0617-Nov-06

Cdigo fuente yejecutables

Desarrolladores

6Construccin de laestructura fsica delInvernadero

520-Nov-0624-Nov-06

Estructura fsica delinvernadero y tierrapreparada para sembrar

DesarrolladoresIng. Agrnomo

(Apoyo)

7

Integracin del Sistema y delos componentestecnolgicos al Invernadero 5

27-Nov-0601-Dic-06

Sensores y actuadoresadaptados al

invernadero

DesarrolladoresIng. ElectrnicoIng. Agrnomo

(Apoyo)

8 Pruebas del prototipo 30 05-Dic-0616-Ene-06

Resultados, Anlisis eInterpretacin de losresultados

Desarrolladores

Feriados:10 de Agosto, 26 de Septiembre, 1, 2 y 3 de Noviembre 25 de Diciembre, 01 de EneroNota: El tiempo de labores corresponden a das calendarios laborables en por el lapso de 8 horas/da.

Fuente :AutoresElaboracin :Autores

4.5. RECURSOS A UTILIZARSE

L tili l d ll d l P t ti I d l

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Tabla 4.14

Recursos humanos empleados en el proyecto

Cargo Nombres Descripcin

Desarrolladores delproyecto

Investigadores delProyecto

Estudiantes desarrolladores delproyecto.

Director de tesis Jos Bazurto Roldn, MBAPersona que guiara el desarrollo

del proyecto.Ing. Elctrico y electrnico(Asesor Externo - ESPOL) Ing. Luis Paucar

Persona que contribuye en lacapacitacin para la construccindel sistema electrnico de la HMI.

Ing. Agrnomo(Asesor Externo) Ing. ngel Intriago

Persona responsable de lasideas en la construccin delinvernadero y la plantacin


HARDWARE Y SOFTWARE

En la siguiente tabla se detalla en que sistema operativo funciona los lenguajes de

programacin seleccionados, la cantidad de memoria RAM, procesador y disco duro

que necesita para su correcto funcionamiento.

Tabla 4.15

Sistemas operativos en los que se puede desarrollar la propuesta

Lenguaje deProgramacin

Sistema Operativo RAM CPU

Visual Basic 6.0

Microsoft Windows 2003Windows XP ProfesionalWindows 2000 ProfesionalWindows 2000 Server

160 MB160 MB96 MB

192 MB

Pentium II a 450 MHZSe recomienda Pentium

III a 600 MHZ

Windows 98

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Tabla 4.16

Hardware necesario para la construccin del proyecto

Descripcin Cantidad

Kit mecatronica de microchip (Tarjeta) 1Sensor de humedad relativa 1Sensor de temperatura 1

Sensor de luminosidad 1Tarjeta de salidas a rel 1Tablero 60x30x20 de plancha de 1/16" con plafon, tapa desmontable,llave de seguridad, pintado al horno y con 4 calados

1

Teclado 4x4 1Pantalla Lcd 16x4 1Electrovlvula 1Fuente de poder 500w 1

Selector de 2 pos 1Pulsadores 4Diodos leds 4Adaptadores 3Conectores seriales macho y hembra 3Bomba de agua mini 1


MATERIALES

Los materiales necesarios para la realizacin de este proyecto se detallan en la

siguiente tabla, cabe destacar que se toman en cuenta elementos utilizados en la

parte investigativa as como en la construccin de este proyecto.

Tabla 4.17

Recursos materiales necesarios para realizar el proyecto

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CAPTULO V

DESARROLLO DE LA PROPUESTA ALTERNATIVA.

Despus de haber realizado el anlisis de la situacin actual y bosquejado el diseodel proyecto, continuaremos con el desarrollo de la siguientes fases para completar

el proceso del presente Plan Operativo de la construccin de un Prototipo para

Invernadero.

5.1. CIMENTACIN DE LA INFRAESTRUCTURA DEL INVERNADERO.

A continuacin se detallar como se ha realizado la construccin global del

invernadero.

5.1.1 CONSTRUCCIN DE LA INFRAESTRUCTURA FSICA.

Partiendo de los estudios investigativos, hemos seleccionado el modelo de

invernadero tipo capilla, como lo muestra la figura 5.1.

Figura 5.1

C i d P i I d

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Para realizar la construccin de la estructura del invernadero hemos empleado

cuerdas de madera debidamente empernada en todos los extremos, para hacerle

ms resistente al viento o fuertes precipitaciones. Para cubrir el mismo, empleamos

plstico PVC de 1.5 mm, especial para invernaderos. Para el interior del invernadero

contamos con tres gavetas plsticas las cuales estn ubicadas sobre una estructura

de madera que se ha asegurado a una de las paredes del invernadero y en la parteinferior contamos con un cajn de madera que tambin ser utilizada para el cultivo.

Para la ubicacin del invernadero, hemos considerado como factor fundamental el

recorrido del viento, de tal manera que pueda ingresar sin problemas por el

ventilador. Otro aspecto importante a considerar es el recorrido del sol, de hecho las

normas dicen que se debe ubicar de norte a sur, pero para nuestro estudio este no

es un factor significativo.

En la figura 5.2 a observamos las gavetas en conjunto con la estructura y en la figura

5.2 b vemos como estn ubicadas las tres gavetas plsticas.

Figura 5.2

C t i d P t ti I d

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5.1.2 CONSTRUCCIN DEL SISTEMA DE IRRIGACIN.

Al realizar la construccin del sistema de irrigacin, hemos empleado un tanque

elevado, de tal manera que el riego de las plantas se realizar por gravedad, lo cual

es una ventaja que nos permitir disminuir el consumo de energa elctrica. La

tubera que baja del tanque elevado esta conectada a una electrovlvula que permiteo impide el paso del agua la cual es distribuida por una unin en cruz para regar los

cultivos que estn en las diferentes gavetas.

El tipo de riego que se realiza es por goteo, dicho sistema se construy

artesanalmente usando mangueras de pulgada, a las cuales se les hicieron

agujeros que han sido tapados con piola de algodn, de tal manera que al pasar el

agua por la manguera moja la piola y cae en forma de gotas. Todo esto lo podemos

ver representado en la figura 5.3.

Figura 5.3


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interior, mientras que el extractor evacua el aire caliente desde el interior hacia el

exterior; de esta manera, el aire que ingresa choca en las paredes del invernadero

creando una ventilacin circular manteniendo as un ambiente fresco y agradable

para las plantas. La posicin del ventilador (Ve) y extractor (Ex) se observan en la

figura 5.4.

Figura 5.4


5.1.4 CONSTRUCCIN DEL SISTEMA DE ILUMINACIN.

Como funcin adicional, utilizamos un sistema de iluminacin, el mismo que consta

de dos focosque se activan en el momento en que el sensor de luminosidad detecta

un rango inferior al establecido por el operador. Esto tiene una doble funcionalidad:

Iluminar el invernadero y subir la temperatura en el momento en que sea necesario.

Indicamos que esta funcin es adicional, porque esta provincia se caracteriza por

tener un clima calido


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Figura 5.5Diagrama electrnico de la HMI


Aqu observamos entre los elementos ms importantes una pantalla LCD de 4x16 en

la que mostraremos el men de operacin y los datos configurados y captados; unteclado de 16 teclas que servir para escoger las opciones que se programarn; la

interfaz de puerto serial para hacer la conexin de la HMI con el computador y una


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la humedad. En el anexo 3 podr observar fotos relacionadas a la construccin de la

HMI.

5.2. MONTAJE DE LOS DISPOSITIVOS DE CONTROL Y AUTOMATIZACIN.

Para realizar el montaje de los dispositivos de control utilizados (Sensores y

actuadores) hemos considerado que dichos elementos se encuentren ubicados en

zonas estratgicas, de tal manera que puedan captar valores precisos con los cuales

se realiza el control y la toma de dediciones.

Es aconsejable que el sensor de humedad relativa este lo ms cerca posible de las

plantas, pero evitando que pueda estar en el suelo, mojado o cerca del agua, de esa

forma se lograr capturar el valor preciso.

Al colocar el sensor de luminosidad debemos evitar que su fotocelda pueda estar

colocada en la sombra o tapada por algn objeto, pues de ser as, no capturar el

valor real, ya que no ser impactada por los rayos solares.

El sensor de temperatura debe estar ubicado en un punto estratgico del invernadero

en el cual no reciba aire directo por parte del ventilador.

As mismo, para evitar un gasto excesivo en cable, se debe ubicar la HMI cerca del

invernadero (en la parte externa), deber estar cubierto por hojas de zinc para evitarque pueda mojarse o ser afectado por los fuertes rayos solares.

Al colocar el ventilador debemos tomar muy en cuenta el sentido en el que circula el


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p p

con esto lograremos que el aire fresco que ingresa, choque en las paredes del

invernadero y se propague hacia todos los sectores, entonces el extractor viene y

cumple su funcin.

Los dispositivos de iluminacin deben colocarse en la parte superior del invernadero

para evitar que exista un cortocircuito (en caso de que pudieran mojarse) o que no

pueda cumplir correctamente su funcin (por ejemplo si se los coloca muy cerca de

las plantas, las podra quemar).

Al colocar los dispositivos de irrigacin debemos tomar en cuenta que el goteo debe

caer directamente sobre la raz de las plantas, logrando as, economizar los recursos

(agua, abonos y nutrientes).

5.3. DESCRIPCIN DE LOS PROCESOS OPERATIVOS TECNICOS.

El desarrollo del diseo es una de las fases ms importantes, aqu es donde se

definen y delinean los detalles fsicos y lgicos del prototipo para obtener el

componente o producto final, para lo cual se plantea el flujo operacional de la

propuesta a travs de la siguiente figura.

Figura 5.6

Sistema de interfaz


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p p

Podemos observar que existen cinco procesos principales dentro del prototipo:

Captacin de datos anlogos a travs de los sensores (Temperatura,

Humedad Relativa y Luminosidad)

Conversin de datoscaptados (A/D) en la HMI.

Procesamientode datosen la HMI (Comparacin de los valores reales conlos del set point.

Importacin/exportacin de datosdesde o hacia el PC.

Control Climtico mediante la activacin de los diferentes Actuadores

(Ventiladores/Extractores, electro vlvulas, luces)

A continuacin detallaremos los diferentes procesos.

5.3.1. CAPTACIN DE DATOS

La captacin de los datos en este prototipo se realiza a travs de tres sensores

utilizados: Temperatura, Humedad Relativa y Luminosidad, los cuales detallamos a

continuacin.

5.3.1.1. SENSOR DE TEMPERATURA

El sensor de temperatura se encarga de captar los valores correspondientes a la

temperatura ambiente dentro del invernadero. Dicho valor es captado en forma

l i f d id A l i /Di i l l di i l


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Figura 5.7Interfaces electrnicos

Fuente : MicrochipElaboracin : Autores

Figura 5.8Caractersticas tcnicas

Fuente : MicrochipElaboracin : Autores

En la siguiente figura se muestra la ecuacin que utiliza el sensor como punto de

referencia en sus mediciones, la cual nos da como resultado un grafico de Voltaje (Y)

vs. Temperatura (X), en el cual vemos que un voltaje de salida Y nos da una

temperatura X en grados centgradosFIGURA 5.9

Curva de temperatura del sensor


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5.3.1.2. SENSOR DE LUMINOSIDAD

El sensor de luminosidad se encarga de captar los valores correspondientes a la

irradiacin que se produce dentro del invernadero por los rayos solares. Dicho valor

es capturado a travs de una foto celda en forma analgica y transformado por un

convertidor Analgico/Digital a un valor digital que pueda ser entendido por la tarjeta

microcontroladora en la HMI y por el PC.

En la figura 5.10 vemos el sensor con 3 pines, de los cuales solo se utilizan 3, Vdd

que representa el voltaje de alimentacin que puede ser entre 2.7 y 5.5 Voltios, Vss

es el pin que se conecta a tierra y Vout es el voltaje que arroja el sensor producto dela medicin, el mismo que se comunica con el convertidor A/D en la tarjeta

controladora Microchip, podemos apreciar tambin en la figura 5.11, el numero de

pines y su funcin.

FIGURA 5.10

Disposicin de fotocelda y pines del sensor


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FIGURA 5.11

Caractersticas tcnicas

Fuente : TaosElaboracin : Autores

5.3.1.3. SENSOR DE HUMEDAD RELATIVA

El sensor de humedad relativa se encarga de captar los valores correspondientes a

la humedad dentro del invernadero. Dicho valor es capturado analgicamente y el

convertidor Analgico/Digital se encarga de transformarlo a un valor digital que la

tarjeta microcontroladora en la HMI la puede entender y transferir al PC.

En la figura 5.12 vemos el sensor con 3 cables, los cuales poseen diferentes colores,

asi, Vdd que representa el voltaje de alimentacin que debe ser 5 Voltios est

representado por el color azul, Vss esta representado por el cable blanco y se

conecta a tierra y Vout es el voltaje de salida que representa la medicin, el mismo

que se comunica con el convertidor A/D en la tarjeta controladora Microchip y estarepresentado por el color amarillo.


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FIGURA 5.12

Curvas relativas de humedad y equivalencias

Fuente : HumirelElaboracin : Autores

5.3.2. CONVERSIN DE DATOS

El proceso de conversin de datos se hace mediante el pin A0 del Chip PIC16F877A,

que es el que se encarga de convertir la informacin de Analgica a Digital para que

pueda ser entendida por la tarjeta microcontroladora.

Este proceso consiste en lo siguiente:

Los diferentes sensores capturan un total de 10 valores de los cuales se obtiene un

valor promedio. Esto se hace debido a la rapidez con la que ellos capturan un valor


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5.3.3. PROCESAMIENTO DE DATOS

Una vez que los datos han sido capturados y convertidos, debern procesarse. La

tarjeta microcontroladora es la encargada de realizar esta operacin tomando en

cuenta los parmetros de los diferentes sensores (entindase por parmetros a la

ecuacin que rige al sensor y su voltaje de operacin/captacin), de esta manera

tenemos:

La ecuacin para el sensor de humedad relativa es RH = 0.03892 Vout - 42.017 , el

valor captado (Vout) viene dado en voltios (Max 3,6 y min 1), pero el convertidor A/D

trabaja con un voltaje mximo de 5v y una resolucin mxima de conversin de 1024

(10 bits) por eso es necesario transformar los 3,6v a los que trabaja el sensor de HR

para saber su resolucin mxima, la cual es 737 este valor pasar a multiplicarse por

4,9 para saber su valor correspondiente en el convertidor. Si se detecta que el valor

es menor a 1082 (mv) indicar que tiene una HR de 0%; caso contrario, someter el

valor encontrado a la ecuacin de HR del sensor para obtener el valor real

porcentual, mismo que se comparar con el valor del set point para determinar si es

necesario encender o apagar el actuador respectivo (Sistema de riego).

La ecuacin para el sensor de temperatura es T= (Vout - 500) * 0.1 , el valor captado

(Vout) viene dado en voltios, el Vout mximo en la salida es de 1 a lo que lecorresponde una resolucin de 204 que representa una temperatura mxima de 50

C y el Vout mnimo del sensor es de 0,5 y le corre sponde una resolucin de 102 que

representa una temperatura mnima de 0 C Si se de tecta que el valor es menor a


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El sensor de luminosidad esta diseado para trabajar con un nivel de luminosidad nomayor de 125 uW/cm2, voltaje mximo de 2,5 V que indica el 100% de luminosidad y

una resolucin de 512; su nivel de luminosidad mnimo aceptable es de 70 uW/cm2,

voltaje no menor a 1 v lo que representa el 40% de luminosidad que constituye una

resolucin de 205. Su ecuacin es la siguiente: L= 0,04016 * Vout + 0,4. El valor

resultante de esta ecuacin se compara con el valor del set point para determinar sies necesario encender o apagar el actuador respectivo (Luces).

Como hemos observado estos son los datos que sern procesados para obtener los

diferentes resultados.

5.3.4. IMPORTACIN/EXPORTACIN DE DATOS

Los datos captados por los sensores podrn ser manejados desde un computador a

travs de un programa que se realizar en Microsoft Visual Basic, as mismo esta

informacin se almacenar en una base de datos de Microsoft Access. Se ha

pensado utilizar estas herramientas debido a su bajo costo.

Este software esta

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