HIPÓTESIS

HIPÓTESIS
A lo largo del desarrollo de este proyecto, probaremos que la cultivación de hongos o setas comestibles da los mejores resultados utilizando sistemas que controlen el proceso y el cuidado que llevan éstos.
Con ayuda de este sistema, se gastaría menos en mano de obra y los procedimientos serían más exactos y los resultados tendrán mejor calidad, además de que se cuenta con un sistema de regado que se activa mediante un sensor de humedad y esto hace que el regado sea hecho cuando realmente es requerido.
Nuestro proyecto favorece la problemática sobre la falta de producción de hongos comestibles; en México, es muy escasa.
Este invernadero ayudará a conservar mayor higiene en el producto, ya que en los campos no se podría supervisar tan minuciosamente; el cultivo de hongos requiere un estricto cuidado de higiene.
Asimismo, el usuario o encargado de la cultivación se verá menos atareado con este sistema, ya que el cuidado de los hongos comestibles requiere de mucha precisión, paciencia, esmero y ciertos cuidados que, si no se siguen al pie de la letra, pueden echar a perder el cultivo.
Nuestra hipótesis se sustentará en el marco teórico mostrado a continuación, en el cual explicaremos un poco sobre setas comestibles, su cuidado, el mercado, la competencia, etc. y todo lo relacionado al trabajo que se realizó para automatizar su cultivo, como circuitos, la explicación del funcionamiento de éstos, además de que se anexan las hojas de datos (data sheets) de cada componente usado en este proyecto, con la finalidad de tener un mejor entendimiento de cada uno de ellos.


MARCO TEÓRICO
¿Qué son los hongos?
Los hongos son un grupo diferente de organismos más emparentados con los animales que con las plantas. Basándonos en un conocimiento preciso de su estructura bioquímica y genética, constituido especialmente en los últimos 30 años, los hongos se dividen actualmente en 3 reinos separados y distintos.
A pesar de las diferencias fundamentales, los hongos son clasificados generalmente como plantas. La comprensión del estatus taxonómico de los hongos tiene aparentemente poca importancia para la gente que los recolecta y los vende, pero es de importancia crucial para el establecimiento de un sistema de clasificación seguro y eficaz.
En los últimos años, ha habido un gran auge por el cultivo de hongos comestibles, esta actividad constituye un emprendimiento productivo alternativo interesante.
México es un país rico en hongos comestibles, con más de 200 especies, hay especies muy apreciadas en el país, entre las cuales mencionó las patitas de pájaro, las pancitas o cemitas, los tecomates y los hongos amarillos, y otras de gran demanda en una sola región.
Muchos de los grupos indígenas o de las comunidades rurales utilizan los hongos en su alimentación o para explotarlos de manera comercial, vendiéndolos en el mercado para sostener a sus familias, por lo que son un producto muy apreciado en las zonas rurales. Compañías de Europa o Asia que demandan estos productos han venido a México para llevarlos a su gente.
Algunas veces, como ocurre con otros productos, los menos beneficiados son los recolectores directos del campo, pero ya existen esfuerzos en algunas partes del país para que haya una buena explotación de este recursos.
La ventaja que tiene este tipo de cultivo es que utiliza desechos de las actividades productivas agropecuarias, generalmente de fácil obtención y bajo precio, para la producción de un alimento sabroso, nutritivo y que beneficie la salud; el valor nutricional de un hongo comestible es equivalente al consumo de un vaso de leche y un huevo.
La producción de hongos comestibles es una alternativa importante para satisfacer las necesidades alimenticias de la población; además de utilizar residuos agrícolas es una fuente para generar empleo.
Los hongos que se consumen en este país pertenecen al género Agaricus, que se cultiva comercialmente o se importa y se vende en el mercado, fresco, enlatado o deshidratado. Algunos de los hongos comestibles más conocidos son:
Champiñones
Portobellos
Gírgolas
Shiitakes
Morillas
Porcinis
Enokis
Trufas
En el invernadero realizado para este proyecto, se cultivarán setas.
Las setas tienen un alto contenido de fibra, y vitaminas como la B1 y B2, importantes para el tejido muscular y para la creación de glóbulos rojos y anticuerpos. Además contienen hierro, zinc, potasio, calcio y magnesio, nutrientes que aportan grandes beneficios para la regulación del metabolismo, equilibrio celular y la formación de huesos y dientes.
Al mismo tiempo, los hongos poseen un compuesto llamado ergosterol el cual en contacto con los rayos solares se transforma en provitamina D2 siendo muy funcional para la mineralización de nuestros dientes y huesos, y además como un efectivo anticancerígeno.
La gran ventaja de las setas es que contienen los ocho aminoácidos esenciales, que son aquellos que el cuerpo humano no puede generar por sí solo.
Algunos especialistas que señalan que las setas tienen ciertos componentes que son afrodisíacos debido a la estimulación de hormonas sexuales por la vitamina B3.
Estos tipos de hongos poseen un gran contenido de Niacina. La niacina es una vitamina muy importante para la salud. Está involucrada en infinidad de procesos biológicos celulares y corporales como la producción de hormonas estrogénicas y testosterona, además esta vitamina ayuda a mantener la salud general de la piel.
Por ultimo estos hongos poseen un importante contenido de glúcidos o carbohidratos los cuales son fundamentales en el aporte energético a los organismos como también son responsables en mantener la actividad de los músculos, la temperatura corporal, la tensión arterial, el correcto funcionamiento del intestino y la actividad neuronal.
Cultivación y recolección de hongos
Cultivar hongos comestibles consta de 6 pasos fundamentales:
1.-Preparación del sustrato: Los hongos crecen sobre una mezcla de materiales que se denomina sustrato.
2.-Desinfección o pasteurización: El sustrato una vez preparado debe "limpiarse" desde el punto de vista biológico, para que cuando sea sembrado con el hongo a cultivar no compita con otros microorganismos. Generalmente se realizan tratamientos térmicos.
3.-Siembra: En esta etapa se mezcla el sustrato con el inóculo o semilla.
4.-Semilla o inóculo: Se adquiere en diferentes laboratorios (ver Servicios).
5.- Incubación: El sustrato sembrado es colocado en bolsas o en cajones a la oscuridad y a 25 °C durante 30 días aproximadamente.
6.- Inducción: Con un descenso de la temperatura (15-18 °C) y en algunos casos mediante luz natural se logra que el hongo pase de la etapa de crecimiento vegetativo a la de fructificación o producción.
7.-Producción: Durante esta etapa se debe regar y cosechar. Los hongos generalmente se producen en oleadas.
De tal modo que al cabo de una semana se cosecha todo lo producido por bolsa o cajón y comienzan a desarrollarse nuevamente tardando nuevamente una semana en llegar al estado adulto. En general se obtienen 2-3 oleadas.
8.- Descarte: Luego de finalizadas las cosechas el sustrato se descarta y se debe comenzar el ciclo nuevamente.
Es importante señalar que no hay un paso más importante que otro, ya que basta con que uno se haga mal para perder la cosecha o tener bajos rendimientos.
Tenemos que ser muy estrictos al no exponer la bala al sol porque ésta no necesita luz.
La temperatura máxima no deberá de pasar de los 20°C, y la humedad debe ser relativamente alta; se debe mantener una ligera ventilación para evitar el enrarecimiento del aire.
El método para la recolección de los hongos es estirar de ellos para arrancarlos con cuidado y así no dañar el cultivo, nunca deben ser cortados, así se evitarán posibles focos de pudrición.
Cuando las setas se rieguen, debemos mojar siempre la tierra y nunca los champiñones. Del mismo modo, la calidad del agua es fundamental, si es agua de lluvia mejor, y sino, mineral, evitando por completo el agua potable.

¿Cómo se alimentan los hongos?
Los hongos dependen de materiales vivos y muertos para su crecimiento. Obtienen su nutrimento en 3 formas básicas:
Saprófito – crecimiento en materia orgánica muerta
Simbiótico – crecimiento en asociación con otros organismos
Patógeno o parasítico - crecimiento con daño a otros organismos
La mayor parte de la especies son simbióticas y forman micorrizas con los árboles. Los hongos saprófitos comestibles también son recolectados en forma silvestre pero son más conocidos y más ampliamente valorizados en sus formas cultivadas. Los hongos parásitos producen enfermedades en las plantas y un pequeño número de estos micromicetos es comido en forma de materiales huéspedes infectados.
Negocio
Cultivar hongos comestibles es fácil y, además de hacerte ganar dinero, es un pasatiempo divertido. Lo primero que tienes que hacer es conseguir peróxido de hidrógeno para simplificar el proceso completo; además así ahorrarás dinero y esfuerzo, para mantener alejados a los agentes contaminantes.
Los hongos no son vegetales, por lo que debes tener en cuenta que se alimentan de materia orgánica a semejanza de los animales.
A partir de esto puedes utilizar distintos materiales como plantas secas o desechos procedentes de la vegetación natural o de actividades humanas de producción como la agricultura y la silvicultura. También te pueden servir los aserrines de la industria maderera.
El cultivo de hongos seta ha tenido tanto éxito entre algunos agricultores, quienes han sabido darle los cuidados necesarios y encontrar un mercado accesible y seguro para su producto, que incluso invitan a practicar este tipo de siembra, ya que la demanda es creciente y la oferta escasa.
Esta actividad es una opción para agricultores o personas interesadas en iniciar un negocio, ya que se produce todo en poco tiempo, a bajo costo, en forma rústica y sin dañar el medio ambiente.
Una de las ventajas de este cultivo es que se produce todo el año, por lo que los clientes tienen la seguridad de que siempre habrá producto.
"El lugar tiene que estar estrictamente limpio y se toman medidas de sanidad porque nosotros tenemos que entrar a las naves bañadas, porque una leve contaminación acaba con los hongos… es un buen negocio, siempre y cuando seamos precavidos, hay que ser muy cuidadosos…", comenta Esperanza Negrete Gómez, integrante de un grupo de mujeres asociadas en la Sociedad de Solidaridad Social (SSS), quienes decidieron utilizar su tiempo libre para implementar un negocio con el cultivo de hongos comestibles.
En el caso de Kunamis, hay clientes que han requerido más de una tonelada por semana, listo para supermercado, pero su producción ha sido insuficiente.
En cuanto a ganancias, si partimos de bolsas invadidas, se habla de un 60% de utilidades. La bolsa invadida por mayoreo (100 en adelante) vale 16 pesos.
No hay una cultura de consumo de hongos, mucha gente piensa que hacen daño, por esta razón, las empresas lo ofrecen procesado, para que la gente sepa que lo puede comer y que este producto puede ser el sustituto de las 4 carnes más comestibles, ya que tiene un alto contenido en fibra, calcio y cero colesterol.
Ya se mencionó la parte del cuidado de hongos, su cultivo, la importancia de su equivalente nutricional, parte del negocio implicado, etc. ahora, nos dedicaremos a explicar el funcionamiento de los circuitos que se utilizarán para el automatizado del invernadero, así como explicar el funcionamiento de los componentes básicos de cada uno de los circuitos, añadiendo las hojas de datos respectivas.
Sensor de Humedad
Sistema de Riego
Sensor de Temperatura
Sistema de Ventilación
Instalación Eléctrica
Antes de explicar los tipos de sensores utilizados en este proyecto, es de suma importancia conocer el concepto de la palabra SENSOR:
Un sensor es cualquier dispositivo que detecta una determinada acción externa.
El hombre experimenta sensaciones como calor o frío, duro o blando, fuerte o flojo, agradable o desagradable, pesado o no, y poco a poco, le ha ido añadiendo adjetivos a estas sensaciones para cuantificarlas como frígido, fresco, tibio, templado, caliente; es decir, que día a día ha ido necesitando el empleo de magnitudes medibles más exactas.
Existe una gran cantidad de sensores de mercado, para poder medir magnitudes físicas, en este caso, se utilizarán 2 tipos de sensores: sensor de humedad y sensor de temperatura. De manera general, un sensor es un dispositivo que recibe una señal o estímulo y responde con una señal eléctrica.
SENSOR ACTIVO: Requiere de una fuente externa de excitación.
SENSOR PASIVO: No requiere de una fuente externa de excitación.
Los sensores que utilizaremos para nuestro proyecto son de tipo activos.
Sensor de Humedad
Materiales:
-2 transistores 2N2222A
-3 resistencias de 1KOhm
-1 resistencia de 330 Ohms
-1 diodo led
-Fuente de alimentación de 5VCD
Se basan en que el agua no es un material aislante como el aire sino que tiene una conductividad eléctrica; por esa razón el Reglamento de Baja Tensión prohíbe la presencia de tomas de corriente, próximas a la bañera, como veíamos en el tema anterior.
Por lo tanto un par de cables eléctricos desnudos (sin cinta aislante recubriéndolos) van a conducir una pequeña cantidad de corriente si el ambiente es húmedo; si colocamos un transistor en zona activa que amplifique esta corriente tenemos un detector de humedad. 
Al no detectar humedad, se encenderá el sistema de regado; en cambio, si detecta humedad en la tierra de las setas, el sistema de regado permanecerá en reposo.
Sensor de Temperatura
Materiales
-1 LM35
-2 capacitores de 22nF
-1 PIC16F887
-2 resistencias de 330 Ohms
-2 leds
-1 cristal de 8MHz
-1 Lcd
-1 potenciómetro de 10KOhms
-1 resistencia de 10 Ohms
Se trata de resistencias cuyo valor asciende con la temperatura (termistor PTC) o bien disminuye con la temperatura (termistor NTC).
Por lo tanto, depende de la temperatura que el termistor permita o no el paso de la corriente por el circuito de control del sistema.
La principal aplicación de los sensores térmicos es, como es lógico, la regulación de sistemas de calefacción y aire acondicionado, además de las alarmas de protección contra incendios.
Con la ayuda del PIC16F887, pudimos visualizar el rango en el que se encontraba nuestra temperatura; si la temperatura es menor a los 20°C se activa un led verde, y si es mayor a los 20°C se activa un led rojo.




PROGRAMA


Sistema de Riego
Materiales:
-Manguera
-Bomba pequeña
-1 compuerta 74LS04
-1 compuerta 74LS08
-1 compuerta 74LS32
-1 led
-1 resistencia de 330 Ohms
El circuito para el sistema de regado se basó en los conocimientos previamente adquiridos en la asignatura de Circuitos Lógicos.
A
B
C
D
SALIDA (X)
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
X
0
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
X
0
1
1
1
1
1
0
0
0
X
1
0
0
1
X
1
0
1
0
X
1
0
1
1
X
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
X
1
1
1
1
0

Al obtener la tabla bajo las condiciones indicadas, se obtiene una ecuación que es reducida con ayuda del álgebra Booleana.
Se realizó el circuito correspondiente a esta ecuación utilizando las compuertas indicadas en los materiales; el led nos ayudó a probar que las salidas fueran correctas.
Circuito con ecuación original







Circuito con ecuación reducida







Sistema de Ventilación
Materiales:
-1 motoservo
-1 timer 555
-1 potenciómetro de 10KOhms
-1 resistencia de 220 Ohms
-2 resistencias de 10KOhms
-2 capacitores de 100nF
-1 transistor de baja señal
SERVOMOTORES.
Es un dispositivo pequeño que tiene un eje de rendimiento controlado. Este puede ser llevado a posiciones angulares específicas al enviar una señal codificada. Cuando la señal codificada cambia, la posición angular de los piñones cambia.
Los motores son pequeños, tienen internamente una circuitería de control interna y es sumamente poderoso para su tamaño.
Un servomotor no consume mucha energía.
Características generales: Tienen un amplificador, piñonería de reducción y un potenciómetro de realimentación, todo incorporado en el mismo conjunto. Cuenta con 3 cables de conexión:
-Cable Rojo (+5V)
-Cable Negro (GND)
-Cable Blanco (Pulsos)
Un servo normal se usa para controlar un movimiento angular entre 0 y 180°; no es mecánicamente capaz de retornar a su lugar, si hay un mayor peso que el sugerido por las especificaciones del fabricante.
El voltaje aplicado al motor es proporcional a la distancia que éste necesita viajar. Así, si el eje necesita regresar a una distancia grande, el motor regresará a toda velocidad. Si este necesita regresar sólo una pequeña cantidad, el motor girará a menor velocidad.
PIC16F887
El PIC16F887 es un producto conocido de la compañía Microchip. Dispone de cualquier componente en la mayoría de los microcontroladores modernos. Por su bajo precio, un rango amplio de aplicaciones, alta calidad y disponibilidad, es una solución perfecta aplicarlo para controlar diferentes procesos en la industria, en dispositivos de control de máquinas, para medir variables de procesos, etc.
Este PIC cuenta con sólo 35 instrucciones diferentes; todas las instrucciones son uni-ciclo excepto por las de ramificación.
Frecuencia de operación de 0-20 MHz
Tiene un oscilador interno de alta precisión
Voltaje de la fuente de alimentación de 2V a 5.5V
35 pines de entrada/salida
Módulo PWM incorporado
368 bytes de RAM
256 bytes de memoria EEPROM
Ahorro de energía en el modo de suspensión
Brown-out Reset (BOR) con opción para controlar por software
Alta corriente de fuente y de drenador para manejo de LED


TRANSISTOR
El transistor es un componente electrónico formado por materiales semiconductores de uso muy habitual; son elementos que han facilitado en gran medida el diseño de circuitos electrónicos de reducido tamaño, gran versatilidad y facilidad de control. Tiene básicamente 2 funciones:
INTERRUPTOR: Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una pequeña señal de mando.
Funciona también como AMPLIFICADOR de señales.
Pero el transistor también puede cumplir funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.
Puede tener tres estados posibles en su trabajo dentro de un circuito:
ACTIVA: Dejar pasar mas o menos corriente.
EN CORTE: No dejar pasar la corriente.
EN SATURACIÓN: Dejar pasar toda la corriente.
Los transistores están formador por la unión de tres cristales semiconductores, dos del tipo P uno del tipo N (PNP), o bien, 2 de tipo N y uno de tipo P (NPN).
En los transistores NPN se debe conectar al polo positivo el colector y la base, y en los PNP el colector y la base al polo negativo.
La unión base-emisor siempre está polarizada directamente, y la unión colector-base siempre está polarizada inversamente.
En el transistor PNP, la corriente de salida (entre emisor y colector) entra por el emisor y sale por el colector.
En el transistor NPN, la corriente entra por el colector y sale por el emisor.
Por donde entran las corrientes estará el positivo de las tensiones.



METODOLOGÍA
Nuestra metodología se basó en un itinerario hecho en clase de Integración de Sistemas Automatizados, en el cual, por medio de un calendario, nos pusimos a ordenar todas las tareas que debíamos realizar para este proyecto, ubicando metas a corto plazo.
Nos hicimos preguntas como: ¿Cuándo se realizará el proyecto? ¿Cómo?, etc., además de describir las etapas del mismo.
¿Cuándo se realizará el proyecto?
Se realizará entre semana, en clase de Integración de sistemas automatizados; los lunes se trabajará en los circuitos y los miércoles en la elaboración de la tesina.
¿Con qué se hará el proyecto?
Madera o metal, semillas (micelios en este caso), lámina de policarbonato, sistema de riego, sensor de humedad, sensor de temperatura, motores, etc.
¿Cómo se hará el proyecto?
1.- Forma de operación de los sistemas a utilizar
2.- Investigar las propiedades y cuidados en las plantaciones de setas.
3.- Investigar sobre programación
4.- Diseñar invernadero
5.- Hacer y diseñar los circuitos en protoboard para después pasarlos a una placa fenólica
6.- Construir el invernadero
7.- Construir las placas
8.- Acoplamiento de los circuitos al invernadero


PRIMERA ETAPA
Se diseñará la maqueta pertinente, haciendo el presupuesto tanto de ello como del material utilizado para los circuitos, además de investigar los temas pertinentes para la tesina y el control de nuestro invernadero.
SEGUNDA ETAPA
Se armará el invernadero dependiendo de la aplicación y lo que se requiera (de acuerdo a las necesidades del usuario). Se diseñarán, y posteriormente, se armarán los circuitos correspondientes para satisfacer las necesidades y/o cuidados de la plantación.
Se realizará el diseño de los circuitos impresos.


TERCERA ETAPA
Haremos los circuitos en placas para una mejor presentación.
Posteriormente, se acoplarán a nuestra maqueta y así realizar los últimos detalles. Presentar y exponer el proyecto.

En cada etapa va implícito nuestro proyecto escrito, cada miércoles, como ya lo mencionamos, nos dedicaremos a recopilar la información necesaria para elaborar una tesina y así tener una evidencia de nuestro trabajo físico.

La elaboración de la maqueta del invernadero se realizará entre los dos integrantes del equipo.

La información e investigación para la tesina de recopilará entre los dos integrantes, resumiendo y acoplando la información adecuadamente.

Los circuitos, tanto en protoboard como en placas, serán repartidos equitativamente para posteriormente ser probados en la maqueta del invernadero.

CALENDARIO

15 DE ABRIL – 1RO DE MAYO: Se realizará la primera etapa del proyecto, realizando el presupuesto para los materiales de la maqueta y componentes electrónicos y eléctricos. Se hará una investigación sobre el tipo de hongos que se plantarán, el sistema de riego, etc.
4 DE MAYO – 20 DE JUNIO: Se armará la maqueta en días lunes y fines de semana, acoplando los circuitos respectivos y posteriormente pasarlos a placa; en conjunto se dará seguimiento a nuestra tesina.
22 DE JUNIO – 24 DE JUNIO: Todos los detalles del prototipo deben estar listos junto con la tesina, para inmediatamente ser evaluado y presentado.






CONCLUSIONES
A lo largo de la elaboración de este proyecto, se retomaron gran parte de los conocimientos adquiridos a lo largo de la carrera en Técnico en Sistemas de Control Eléctrico; conocimientos sobre Microcontroladores, Circuitos Lógicos, Herramientas Virtuales, Componentes Electrónicos, Fundamentos de Corriente Alterna y Continua, etc. para poder desarrollar de la mejor manera posible este proyecto.
Gracias a este proyecto, puede mejorarse la producción de setas u hongos comestibles, ya que, como se mencionó anteriormente, la demanda de este producto es creciente y la oferta es demasiado escasa.
De igual manera, beneficia a los grandes productores de hongos comestibles, haciendo que la cultivación de éstos no tenga "margen de error" y no se haga tan laboriosa o tediosa.
FUENTES DE INFORMACIÓN
http://www.fao.org/3/a-y5489s.pdf
www.inbio.ac.cr/papers/hongos/comestibles.htm
www.conexionbrando.com/1624647
www.informador.com.mx/.../6/mexico-rico-en-hongos-comestibles.htm
http://www.iib.unsam.edu.ar/web/micologia.php?mico=4
http://www.soyentrepreneur.com/100ideas/2011/09/cultivo-y-venta-de-hongos-comestibles/
www.info-ab.uclm.es/labelec/solar/electronica/.../servomotor.htm
ab.rockwellautomation.com/es/Motion-Control/Servo-Motors