Informe de Proyecto Segundo Parcial

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INVERNADERO ANTECEDENTES HISTORIA DEL INVERNADERO Se comenzaron haciendo los primeros invernaderos de horticultura para el cultivo de uvas, se construyeron cerca de 1850, para comenzar con la historia del invernadero. Se dieron cuenta que al cultivar las uvas dentro de un invernadero calefaccionado y hecho con alta calidad de cristales, las plantas crecían rápidamente y aumentaban su rendimiento, y que al darles más luz y el ambiente cálido era permanente, entonces su producción mejoraba eficazmente. Eso significaba que se podían cultivar tipos de plantas que eran de climas cálidos en países de climas fríos. La historia del invernadero se origina en España en el año 1957, en sus comienzos se enarenaban los terrenos donde habían cultivos para romper con la capilaridad del suelo tratando de que la evaporación del agua se redujera. De esa forma se vio que la temperatura se mantenía más tiempo, porque las sales se encontraban más diluidas y por lo tanto no se depositaban en la superficie. Al notar los resultados positivos logrados con ese sistema que se le hacían a los cultivos al aire libre, se fue extendiendo esa práctica ampliándose y extendiéndose por todo el resto de los sembrados de esa zona. Los factores que hicieron posible el uso de estos lugares de cultivos cálidos para comenzar a pensar en la historia del invernadero, fueron los climas diferentes en cada provincia. También que el hecho de tener pocos pozos y muchas plantaciones para regar, hacía que se tuvieran que buscar otros pozos de agua, y la extracción de ella se hacía con bombas hidráulicas; otro de los inconvenientes era que tenían que encontrar suelos buenos, y la solución era cultivar en suelo enarenado y eso ayudaba porque el agua era salina. Pero igualmente todavía en los años de la década del 70, los agricultores no querían tener invernaderos, porque decían que creaban un clima diferente y con él nuevas plagas. Aunque en la historia del invernadero, se sabe que los primeros cultivos que se hicieron en este tipo de instalaciones, fueron los parrales, que son las plantaciones de uva; se los hacía h acía con estructura de metales y de paso se las aprovechaba para sujetar el plástico. Para los cultivos hidropónicos (que son los que se cultivan apoyados en algo especial y las raíces quedan al aire, sin utilizar el suelo), el invernadero es ideal, nada más que hay que modificarle algunas cosas para su cultivo. Desde la historia del invernadero hasta el día de hoy, su altura se ha ido aumentando, en el principio éstos median unos 2 mts., y en la actualidad suelen medir de 3 a 4 mts., lo que permite que la ventilación sea mucho mayor. También, en sus principios de la historia del invernadero, se usaban como protección de los cultivos al aire libre, los cortavientos (hechos de cañas de madera), también se usaba el suelo enarenado; P á g i n a 1 | 29

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o los suelos con estiércol, aprovechando que los primeros agricultores también eran ganaderos. La clasificación se puede hacer desde la historia del invernadero. Podemos ver su perfil externo. El invernadero plano; es usado en las zonas poco lluviosas, pero tienen algunas desventajas. Una de ellas es que, tienen mala ventilación; otra es que poseen poco volumen de aire; otra es que puede llegar a gotear el agua de lluvia sobre las plantas; y si el techo fuera de nylon o plástico flexible; se puede hundir por las bolsas que se forman con el agua de lluvia, arriba del plástico. El invernadero capilla; es el que tiene el techo formado a un agua o dos agua, (o sea que el plano del techo está inclinado a un lado o a los dos lados). Pero siempre existen algunas ventajas: Uno) que en la cubierta se le puede poner cualquier tipo de plástico. Dos) que es de fácil construcción y también fácil conservación. Tres) Es más fácil de sacar el agua de lluvia que se acumula. Y cuatro) que se instalan fácilmente en amplias superficies, la ventilación en paredes de forma vertical. El de doble capilla; es que qu e se adosan o unen dos naves fácilmente. En la cumbrera de los dos escalones donde se unen las naves, tienen una ventilación cenital, lo que permite que se ventilen mejor las naves o invernaderos. Este tipo de construcción de invernadero, es más costosa y su fabricación es más difícil que los otros. Continuando con la historia del invernadero, seguimos con otra clasificación de los mismos. Está el diente de sierra: construido uniendo varias naves a un agua. Este tipo de invernadero, tiene una ventilación espectacular por que posee una ventilación cenital, que tiene por los lados de los dientes de sierra. Y el inconveniente de éste, es que se debe prever la evacuación del agua de lluvia, por el peligro de que entre toda el agua dentro del invernadero. De modo que para ir concluyendo, podemos ver que desde la historia del invernadero hasta hoy, se fueron mejorando las prácticas tradicionales a otras más modernas y de mayor tecnología, se pudo lograr esto a raíz de que la asistencia técnica pudo ser cada vez mejor y aprendiendo mucho en el manejo de los cultivos de invernaderos, para lograr una mejor producción y calidad de la agricultura en general. La realización de este proyecto se ha realizado dentro del plan de desarrollo local impulsado desde la Comunidad Agropecuaria Agropecua ria Industrial EAS A.C, también conocida como el Kibbutz EAS. De forma resumida, el proyecto ha consistido en la construcción de un invernadero-escuela de 2400 m² para la capacitación de la población campesina de la región de Apaseo el Grande. Mediante la puesta en marcha de este nuevo invernadero en las instalaciones del Kibbutz EAS, se ha pretendido mejorar la formación de jóvenes campesinos locales en las técnicas de manejo de esta tecnología, de gran auge en la zona central de México. Antes del comienzo del proyecto, ya existía un invernadero de menores dimensiones en la P á g i n a 2 | 29

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que se formaban a alumnos-becados de poblaciones colindantes (Ameche, Cuachití, La Calera y Nacimiento). Esas estancias becadas estaban homologadas por las autoridades del Estado de Guanajuato y posibilitaron la integración de los estudiantes en el sector privado agroindustrial. La propia comunidad del Kibbutz, los campesinos de la zona y miembros de la Secretaria de Desarrollo Social y Humano de Guanajuato identificaron como prioritario ampliar el alcance de esta metodología de formación. El Estado de Guanajuato ha construido a lo largo de los años multitud de invernaderos con el fin de mejorar la eficacia del sector agrícola e impulsar a través de ello las relaciones comerciales con Estados Unidos, gran importador de los productos agrícolas de México. Sin embargo, uno de los mayores problemas identificados para el aprovechamiento de estos invernaderos es la falta de personal capacitado para trabajar en ellos, por lo que muchas de dichas instalaciones se encuentran abandonadas. Es por ello que el Estado de Guanajuato colabora con el Kibbutz en la formación de técnicos que se puedan ocupar de dichos invernaderos, dentro de cuyo alcance se realizó la construcción del invernadero-escuela financiado por la UPM.

OBJETIVO 

Construir un invernadero solar sustentable



que nuestro invernadero produzca frutos que le plantaremos



Aprender técnicas de manejo de la tecnología de invernadero.



Crear sistemas autónomos

MARCO TEORICO Un invernadero solar   funciona dejando pasar la  la   radiación solar y atrapando la energía de esa radiación para aumentar a umentar y mantener la temperatura interna sobre la del exterior (véase el efecto el efecto invernadero para más detalles). Características Los aspectos más básicos del diseño del invernadero son: 1. Primero, aislar termodinámicamente el sistema para detener la convección la convección y la conducción la conducción térmica y de esta forma llegar a equilibrar la temperatura del interior con la temperatura ambiente; 2. En segundo lugar, proporcionar proporciona r una transparencia controlada a dos tipos de radiaciones, por una parte la banda de emisión de radiación solar (280 nm (280 nm hasta 2500 nm longitud nm longitud de onda) y onda) y la banda de emisión de radiación terrestre (que va desde los 5000 nm hasta los 35000 nm), con el propósito de controlar la temperatura dentro del invernadero. La cubierta de un P á g i n a 3 | 29

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invernadero debe ser más transparente transparen te a la radiación solar entrante y menos a la radiación termal: de esta forma se eleva la temperatura del ambiente. El invernadero aprovecha el efecto producido por la radiación la radiación solar que, al atravesar un vidrio un vidrio o un plástico traslúcido, plástico traslúcido, calienta  calienta el ambiente y los objetos que hay dentro; estos, a su vez, emiten radiación emiten  radiación infrarroja, con infrarroja, con una longitud una longitud de onda mayor que la solar, por lo cual no pueden atravesar los vidrios a su regreso, y quedan atrapados y producen el calentamiento del ambiente. Las emisiones del Sol ha cia la Tierra son de onda corta, mientras que de la Tierra al exterior son de onda larga. La radiación visible puede traspasar el vidrio, mientras que una parte de la infrarroja no lo puede hacer. El cristal o plástico trabajan como medio selectivo de la transmisión para diversas frecuencias espectrales, y su efecto consiste en atrapar energía en el invernadero, que calienta el ambiente interior. También sirve para evitar la pérdida de calor por  convección. Esto  convección. Esto puede demostrarse abriendo una ventana pequeña cerca de la azotea de un invernadero: la temperatura cae considerablemente. Este principio es la base del sistema de enfriamiento automático (auto ventilación). En ausencia de un recubrimiento, el calor el  calor absorbido se eliminaría por corrientes convectivas y por la emisión de radiación de  radiación infrarroja (longitud de onda mayor que la luz visible). La presencia de los cristales o plásticos impide el transporte del calor acumulado hacia el exterior por  convección  convección y obstruye la salida de una parte de la radiación infrarroja. El efecto neto es la acumulación de calor y el aumento de la temperatura la temperatura del recinto. Ver, en invernadero en  invernadero solar (técnica), una (técnica), una discusión más detallada sobre un invernadero un invernadero solar. Los vidrios tienen muy poca resistencia al paso del calor por transmisión (de hecho, para el acristalamiento sencillo, el coeficiente el  coeficiente de transmisión térmica se considera nulo y solo se tiene en cuenta la suma de las resistencias superficiales), de modo que, contra lo que algunos creen, al tener dos temperaturas distintas a cada lado, hay notables pérdidas por transmisión (el vidrio tiene una  transmitancia de U = 6,4 W/m²· W/m²·K,aun K,aun mayor si está en posición inclinada respecto a la vertical). El resultado es que, a mayor temperatura, menor será el efecto de  retención del calor, es decir, al aumentar la temperatura aumentarán las pérdidas y disminuirá el rendimiento del sistema. Un ejemplo de este efecto es el aumento de temperatura de  temperatura que toma el interior de los coches cuando están al sol. Basta una chapa metálica (los somb rajos habituales de los estacionamientos, sin ningún tipo de aislamiento térmico)  térmico)  que dé sombra, impidiendo el paso del sol por el vidrio, para que no se caliente tanto. Desde la antigüedad se ha aprovechado este efecto en la construcción, no sólo en  jardinería. Las ventanas de las casas en países fríos son más grandes que las de los cálidos, y están situadas en los haces exteriores, para que el espesor del muro no produzca sombra. Los miradores acristalados son otro medio de ayudar al calentamiento de los locales.  Actualmente se desarrolla esta práctica para el cultivo de hortalizas, de  hortalizas, tanto  tanto de hojas verdes(acelga verdes(acelga,apio ,apio,espinaca ,espinaca,lechuga ,lechuga,perejil) ,perejil)como como brasicáceas  brasicáceas (brócoli, coliflor, (brócoli, coliflor, na  na P á g i n a 4 | 29

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bo y rábano).  rábano). De esta manera, al protegerlos de ciertas variaciones del clima, se logra una mejor  cosecha.   cosecha.  En estos casos, se incluyen sistemas de control automático de humedad y temperatura, para proporcionar sistemas automáticos de riegos de riegos y ventilación. IMPORTANCIA DE LA ENERGIA SOLAR EN EL INVERNADERO La radiación solar se puede considerar el factor ambiental más importante en los cultivos bajo invernadero, pues influye en procesos relacionados con la fotosíntesis, los balances de agua y energía, y el crecimiento y desarrollo del cultivo. Por tal motivo, el manejo de la radiación solar en la producción bajo invernadero es sin duda una de las actividades más importantes en la Horticultura Protegida, dicha importancia se sustenta en la relación directa que existe entre la producción de materia seca y rendimiento con la cantidad de radiación interceptada por el cultivo. La radiación solar es la fuente de energía utilizada por las plantas en el proceso de Fotosíntesis, y la eficiencia de su aprovechamiento por las plantas va a depender de la longitud de onda que esta presenta.

La Radiación Fotosintéticamente Activa (RFA) es el tipo de radiación que favorece el proceso de fotosíntesis en las plantas; radiaciones mayores a 700 nm no favorecen la fotosíntesis, pero si generan la acumulación de calor en el invernadero. La RFA representa entre el 45  – 50 % de la radiación solar total recibida, y es la de mayor calidad para el crecimiento y desarrollo de los cultivos. En los sistemas de producción bajo invernadero, para un adecuado manejo de la radiación solar es necesario analizar los factores que pueden modificar la calidad y cantidad de la radiación que llega a las plantas, así como los requerimientos de luz de cada cultivo o variedad. Consideraciones para el diseño de invernaderos respecto a la radiación solar En la actualidad existen varios tipos de cubiertas de plástico, mallas sombra y pantallas, mediante las cuales es posible modificar la calidad y cantidad de energía luminosa en los invernaderos, sin embargo, existen consideraciones para lograr el mejor aprovechamiento de la radiación solar. Los materiales usados como cubierta en los invernaderos, salvo excepciones, deben ser transparentes a las radiaciones luminosas para permitir el paso de la luz visible. Todos los materiales empleados para cubiertas de invernaderos reflejan una fracción de la luz que reciben del sol, que va del 20  – 30 %, generalmente. Al diseñar un invernadero, debe evitarse la formación de zonas sombreadas de las mismas estructuras, al proyectar e incidir en el interior, siendo estas lo más delgadas posibles para evitar interrumpir el paso de la luz. En la actualidad existen materiales para cubiertas que difunden la luz que pasa a través de ellos convirtiéndola en luz difusa, la cual tiene la particularidad de no emitir sombras y llegar a todas partes y en todas direcciones. La cantidad de luz que penetra a los invernaderos depende de la orientación de P á g i n a 5 | 29

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los mismos y de la forma o diseño de la estructura, pero sobre todo del ángulo de la cubierta con respecto al sol. Es recomendable que los materiales de cubierta de los invernaderos transmitan del 85  – 90 % de la luz solar incidente.

CONTROL DE HUMEDAD DE UN INVERNADERO Las plantas saludables pueden transpirar grandes cantidades de agua , dando como resultado un incremento en la humedad relativa del aire en un invernadero. Por esta razón, si no se maneja el incremento de humedad adecuadamente, las plantas y sus cultivos pueden llegar a sufrir daños y enfermedades. A continuación les ofrecemos algunas recomendaciones de control y manejo para evitar problemas de humedad en sus invernaderos. El aumento de la humedad relativa en el invernadero alcanzando los niveles entre el 80 y 85% deben ser evitados debido a que este nivel de humedad puede causar enfermedades en las plantas y reduce su transpiración , así también pueden generar precipitaciones que no son deseadas en el invernadero causando que este se puede inundar. Cómo manejar adecuadamente la humedad del invernadero Con una ventilación suficiente o sucesivos calentamientos y ventilación pueden prevenir la condensación en la superficie de los cultivos y en la estructura del invernadero. El uso de sistemas de enfriamiento en temporadas de verano incrementa la humedad del aire en el invernadero. Durante el periodo de calor y condiciones exteriores de humedad alta, el control de la humedad en el interior del invernadero es todo un reto. Invernaderos localizados en lugares secos como desiertos, benefician en gran medida a los sistemas de enfriamiento por evaporación debido a que grandes cantidades de agua pueden ser evaporadas en el aire que entra al invernadero, dando como resultado caídas de temperatura importantes. Medición adecuada Un sensor de humedad relativa no nos indica nada de la cantidad absoluta de agua que el aire puede retener; es por esto que se debe conocer la temperatura para determinar la cantidad de agua que el aire puede retener; una medición diferentes utilizada para describir el estado de la humedad absoluta del aire es el déficit de presión de vapor (VPD por sus siglas en inglés). P á g i n a 6 | 29

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Este indicador mide la diferencia de humedad que existe entre la humedad que hay en un periodo de tiempo y la cantidad de humedad que puede retener el aire a una temperatura cuando el aire se satura (cuando inicia la condensación) y muestra la facilidad que tiene el cultivo para transpirar.

CONTROL DE TEMPERATURA DE UN INVERNADERO Los puntos de consigna, y los periodos, para la temperatura y la ventilación, son establecidos con relación al amanecer y al atardecer. Esta, normalmente evoluciona desde la temperatura nocturna hasta la diurna, y viceversa, con objeto de evitar condensaciones dentro del invernadero. Normalmente, 2-3 horas antes de la salida del sol, se incrementa la temperatura de 1 a 2 ºC por hora, de forma que la transpiración que provoca la insolación a primera hora de la mañana en el cultivo, es recibida en un aire a mayor temperatura.  Al atardecer se procede de igual forma, pero en este caso con una velocidad de cambio negativa. La temperatura del aire es también modificada según la disponibilidad de luz, así a mayores niveles de luz, mayores son las temperaturas de trabajo con objeto de obtener del cultivo un mejor rendimiento. 1.1.- CONTROL DE LA CALEFACCIÓN. Para el control de las temperaturas del aire a través de la calefacción, se emplea un proceso que en las instalaciones con agua caliente integra la temperatura del aire con la temperatura del agua en el circuito de calefacción. Para ello se definen las temperaturas máximas y mínimas en el circuito de calefacción, y el controlador, actúa sobre la válvula mezcladora de 3 vías. Otro sistema de control, consiste en tener en cuenta la temperatura del aire exterior, la velocidad del viento y la radiación solar. Conocida la constante global térmica del invernadero (el salto térmico entre el interior y el exterior) y la velocidad del viento, la temperatura del circuito de calefacción puede d efinirse, así como la carga térmica demandada de la instalación. En los sistemas de generadores de aire caliente, el control es simple, estos son conectados y desconectados según una banda de histéresis de unos 2-3ºC, para su conexión y desconexión. Si la instalación cuenta con varios equipos distribuidos a lo largo de la superficie del invernadero, se puede establecer un arranque secuencial siguiendo una distribución espacial de mayor a menor número. CONTROL DE LA TEMPERATURA MEDIANTE VENTILACIÓN. El control se lleva a cabo con la instalación de ventilación, principalmente las ventanas instaladas cenitales La tasa de ventilación de un invernadero depende:  del grado de apertura de la instalación de ventilación  de la velocidad del viento  y de la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior. P á g i n a 7 | 29

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TEMPERATURA EN INVERNADEROS La temperatura idónea en invernadero varía en función del cultivo y sus estadios, o etapas de desarrollo en las que se encuentre. Generalmente, la temperatura mínima requerida para las plantas de invernadero invernader o es de 10-15°C, mientras que 30°C podría podr ía ser la temperatura máxima. Una variación o diferencia de temperatura de 5  –  7°C entre las termperaturas diurnas y nocturnas suele resultar beneficiosa para las plantas. La temperatura del suelo es incluso más importante que la temperatura del aire en un invernadero (Temperatura del suelo por debajo de 7°C, las raíces crecen más despacio y no absorben fácilmente el agua ni los nutrientes). Se debe conseguir un suelo templado, para que las semillas germinen y para se desarrollen los esquejes de raíces. La temperatura ideal para la germinación de la mayoría de las semillas es 18-25°C. Resulta complicado regular las altas temperaturas en invernadero, sobre todo en verano. Por tanto, es conveniente disponer de un sistema de ventilación en la cubierta o contar con una malla de sombreo por fuera. Esta tasa puede ser un dato para el controlador y ser computado en un balance de energía y masa para proceder a un ajuste en la posición de las ventanas. La medición de la dirección del viento es utilizada para la apertura en orden, la instalación de ventilación orientada a sotavento es operada en pr imer lugar, seguida si así es necesario, de la orientada orien tada a barlovento, para lo que se establece un r etardo a la apertura de esta última.

ARDUINO Es una comunidad de software de software y software de código abierto , proyecto y comunidad de usuarios que diseña y fabrica micro fabrica  micro controladores de placa única y kits de micro de micro controladores para crear dispositivos digitales y objetos interactivos que pueden detectar y controlar objetos en el mundo mund o físico y digital. Sus productos están e stán licenciados bajo la Licencia Pública General Menor GNU (LGPL) o la Licencia la Licencia [1] que Pública General GNU (GPL), permiten la fabricación de tableros Arduino y la distribución de software por parte de cualquier persona. pe rsona. Placas Arduino están disponibles comercialmente en forma pre-ensamblada o como do-it-yourself como  do-it-yourself kits (DIY). Los diseños de la placa Arduino utilizan una variedad de microprocesadores y controladores. Las tarjetas están equipadas con conjuntos de pines de entrada de  entrada / salida (E / S) digitales y analógicas que pueden interconectarse con varias tarjetas de expansión o placas de pruebas de pruebas (blindajes) y otros circuitos. Las tarjetas cuentan con interfaces de comunicaciones en serie, incluido  Universal Serial Bus (USB) en algunos modelos, que también se utilizan para cargar programas desde computadoras personales. Los micro controladores generalmente se programan utilizando un dialecto de funciones de los lenguajes de programación  C y C ++ . Además de utilizar las cadenas las  cadenas de herramientas tradicionales del compilador del compilador , P á g i n a 8 | 29

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el proyecto Arduino proporciona un entorno (IDE) basado en el proyecto de lenguaje de procesamiento de procesamiento . El proyecto Arduino comenzó en 2003 como un programa para estudiantes en el Interaction el Interaction Design Institute Ivrea en Ivrea en Ivrea , Italia con el objetivo de proporcionar a los novatos y profesionales una forma fácil y económica de crear dispositivos que interactúen con su entorno mediante sensores mediante  sensores y actuadores . Los ejemplos comunes de tales dispositivos destinados a aficionados principiantes incluyen robots incluyen robots simples, termostatos simples, termostatos y detectores de movimiento . El nombre Arduino proviene de un bar en Ivrea en  Ivrea , Italia, donde se reunían algunos de los fundadores del proyecto. El bar lleva el nombre de  Arduin de Ivrea , que fue el margrave el margrave de la Marcha la Marcha de Ivrea y el Rey el Rey de Italia desde 1002 a 1014 ¿Cómo funciona Arduino? El Arduino es una placa basada en un micro controlador, específicamente un  ATMEL. Un micro controlador es un circuito integrado (podríamos hablar de un microchip) en el cual se pueden grabar instrucciones. Estas instrucciones se escriben utilizando un lenguaje de programación que permite al usuario crear programas que interactúan con circuitos electrónicos. Normalmente un micro controlador posee entradas y salidas digitales, entradas y salidas analógicas y entradas y salidas para para protocolos de comunicación. comunicación. Un  Arduino es una placa que cuenta con todos los elementos necesarios para conectar periféricos a las entradas y salidas del micro controlador. Se trata de una placa impresa con todos los componentes necesarios para el funcionamiento del micro y su comunicación con una computadora a través de comunicación serial. La comunicación serial es un protocolo de comunicación que alguna vez fue muy utilizado a través de los puertos serie que traían las computadoras de antaño.

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 Arduino utiliza un convertidor de Serial a USB, por lo cual a la hora de conectarlo a una computadora simplemente utilizamos una conexión USB común y corriente. La computadora, sin embargo, verá nuestro Arduino como un dispositivo conectado al Puerto Serie. Existen diferentes modelos de Arduino, con múltiples características en cuanto a tamaño, formas, funciones y precios.

Diferentes modelos de Arduino

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Todas estas placas comparten una característica: poseen un micro controlador.

En esa pequeña pieza de silicio se encuentran millones de transistores y otros componentes electrónicos que realizan operaciones lógicas en conjunto y permiten que el microcontrolador funcione. Se utiliza un lenguaje de programación llamado  Arduino para darle instrucciones a este dispositivo. Digamos que el microcontrolador es el “cerebro” del Arduino. Este posee además un cristal oscilador que vendría siendo el “corazón”; el voltaje con el que se alimenta

el Arduino es la presión sanguínea y la corriente que lo hace funcionar es la sangre que fluye a través de sus venas venas circuitos.  circuitos. Esta analogía no es perfecta pero es más que suficiente para comprender un poco sobre este tema.

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 Arduino IDE, donde colocamos la programación del microcontrolador En el cerebro podemos grabar instrucciones utilizando una conexión entre una computadora y el Arduino a través de USB. El lenguaje Arduino, derivado de C, es mucho más amigable que el utilizado por otros microcontroladores, el Assembler.  Al colocar un u n algoritmo en la memoria del micro controlador es como si dejáramos una parte de nuestra esencia en él (suena a romanticismo). Es enseñarle a un dispositivo electrónico a comportarse de tal forma ante una s ituación dada. A mi me encanta programar estos dispositivos porque soy yo quien decide su P á g i n a 12 | 29

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comportamiento y los obligo a hacer lo que yo necesito que hagan; yo soy quien tiene el control sobre su forma de actuar. El Arduino de por sí no posee mucha capacidad para manejar cargas con voltajes mayores a su voltaje operativo, es decir, 5 voltios en corriente directa. Sin embargo, con la electrónica apropiada es posible manejar cargas a voltajes mucho mayores, tanto en corriente alterna como en corriente directa. El control del encendido y el apagado de un motor trifásico es una posibilidad con Arduino. El envío de información desde la computadora c omputadora resulta muy fácil con la comunicación serial. Arduino puede recibir datos enviados por el usuario utilizando herramientas que el Arduino IDE trae en su diseño. Se le puede indicar al Arduino que al recibir determinada instrucción ejecute algún tipo de acción. Podemos obtener información útil y sumamente interesante si hacemos uso de sensores. Existen cientos de modelos de sensores y módulos electrónicos que se pueden conectar al Arduino y lograr resultados profesionales. Una correcta combinación de sensores motores y engranajes, junto con el Arduino le permitirían a los entusiastas de la robótica diseñar sus propios modelos de robots, según gustos y necesidades. Recientemente algunos modelos de Arduino están incorporando, además del micro controlador un microprocesador ( Arduino  Arduino Yún Yún)), lo cual le permite utilizar sistemas operativos como Linux y amplificar el poder de procesamiento y las capacidades capacidade s en varios órdenes de magnitud si los comparamos con los modelos iniciales.

PANEL SOLAR la luz solar como fuente de energía Los paneles solares fotovoltaicos absorben la luz para generar  electricidad  electricidad . Un módulo fotovoltaico módulo fotovoltaico (PV) es un conjunto empaquetado y conectado de celdas de  celdas solares fotovoltaicas típicamente 6x10 . Los módulos fotovoltaicos constituyen el conjunto fotovoltaico de un  sistema fotovoltaico que genera y suministra electricidad suministra electricidad solar en aplicaciones comerciales y residenciales. Cada módulo se clasifica según su potencia de salida de CC de  CC en condiciones de prueba estándar (STC), y generalmente oscila entre 100 y 365  vatios (W) . La eficiencia La eficiencia de un módulo determina el área de un módulo con la misma salida nominal: un módulo de 230 W con un 8% de eficiencia tendrá el doble del P á g i n a 13 | 29

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área de un módulo de 230 W. con un 16% de eficiencia. Hay algunos módulos solares disponibles comercialmente que exceden la eficiencia del 24% Un solo módulo solar puede producir solo una cantidad limitada de energía; La mayoría de las instalaciones contienen múltiples módulos. Un sistema fotovoltaico incluye típicamente una serie de módulos fotovoltaicos, un inversor un  inversor , un paquete un paquete de baterías para almacenamiento, cableado de interconexión y, opcionalmente, un mecanismo de seguimiento de seguimiento solar . La aplicación más común de la recolección de energía solar fuera de la agricultura son los son los sistemas de calentamiento de calentamiento solar de agua . El precio de la energía eléctrica solar ha seguido bajando, por lo que en muchos países se ha vuelto más barato que la electricidad de combustibles de  combustibles fósiles de la de la red eléctrica desde 2012, un fenómeno conocido como paridad como  paridad de red

MARCO PRÁCTICO 

Construcción de un invernadero

 Altura recomendable del Invernadero Se tienen varias experiencias en la construcción de invernaderos, la que ha dado mejores resultados es aquella que permite alcanzar 3 metros cúbicos por cada metro cuadrado de superficie. En estas condiciones se logra un mejor desarrollo de los cultivos altos como tomates y otros. Si bien se va a necesitar una mayor calefacción interior (en caso de necesitarse), el calor se conservará por más tiempo. Dentro de las características para la orientación de un invernadero deben permitir recibir mayor iluminación (orientación de este a oeste), la disposición del terreno, los vientos dominantes dom inantes y la forma del invernadero van a condicionar su orientación y la disposición de las líneas de cultivo. Las líneas de cultivo deben situarse norte-sur para evitar la proyección de sombra de unas sobre otras y que sobre todas ellas incida la misma cantidad de radiación solar a medida que el sol se desplaza a lo largo del día. En cambio, en aquellos de menor longitud, la ventilación se puede efectuar a través d e ventanas ubicadas en la parte p arte alta del frente y del fondo, las que también deben contar con un mecanismo de abertura y cierre.

ÁREA DE LAS VENTANAS El área de las ventanas es importante, especialmente con la adopción de sistemas de exclusión de insectos, por lo que se recomienda una relación: ÁREA DE VENTANA / ÁREA DEL SUELO S UELO ≥ 25%

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 Al techo de los invernaderos invernaderos se les debe dar bastante pendiente (30%) para facilitar que las gotas de agua, producto de la condensación de la transpiración de las plantas y la evaporación del suelo caigan hacia los lados y no sobre los cultivos. Así se evita el desarrollo de enfermedades en los vegetales. Muchas veces la pendiente del terreno (topografía) decide la orientación de la nave o caseta. En los suelos planos es importante considerar la dirección de los vientos predominantes, debiendo orientarla hacia aquella que presente menos resistencia. En zonas con temperaturas altas y bajas velocidades de viento, para mejorar el flujo de ventilación, se recomienda orientar el invernadero de forma tal que la ventana lateral quede perpendicular a la dirección predominante del viento de la localidad y la apertura de la ventana cenital opuesta a esa dirección.

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Si desea lograr buenos manejos es fundamental contar con tar con una instalación de riego por goteo que incluya un mecanismo para incorporar los fertilizantes Seleccionar el sitio Los invernaderos no pueden ser copias improvisadas de otros invernaderos sino el resultado de un estudio puntual de las condiciones climáticas del lugar y el microclima que debe proveerse al cultivo. Para elegir el lugar donde construir un invernadero se debe tener en cuenta lo siguiente: La exposición al sol y el número de horas luz recibidas en el lugar, debido a la dependencia foto periódica de las plantas para la regulación de sus funciones biológicas. El área no debe ser propensa a inundaciones estacionales. Elegir suelos nivelados, con buen drenaje, libres de posibles anegamientos por aguas lluvias o desbordes de canales. Evitar también de los suelos bajos donde exista un nivel freático alto. La accesibilidad vehicular. Que existan caminos de acceso acces o todo el año para la salida de los productos. En lo posible, lejos de los caminos y zonas polvorientos, debido a que el polvo se deposita en los techos disminuyendo el paso de luz al interior, además de contaminar las hojas y frutos.

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La existencia de una fuente de agua y un punto de energía eléctrica cercana (para el bombeo del agua de riego y la iluminación). Se debe conocer el caudal del agua disponible. Es decir, La disponibilidad de agua de riego en cantidad y calidad Considerar la separación mínima recomendada entre un invernadero y otras construcciones u obstáculos de 6 m., para evitar el efecto de sombreo y facilitar la entrada de aire al invernadero. Evitar zonas de mucha neblina por su menor luminosidad. Que se cuente con mano de obra en la zona. La persona encargada debe estar cerca, para que de solución rápida a cualquier problema. No ubicarlo junto a la sombra de árboles muy altos, ni donde lleguen sus raíces. En lo posible, que estén protegidos de vientos fuertes que puedan dañar la cubierta de polietileno. Estimar la separación mínima entre invernaderos para evitar la proyección de la sobra.

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1-La temperatura Es uno de los factores más importantes en el desarrollo de las plantas. Por eso, una de las principales ventajas de los invernaderos es la posibilidad de crear las condiciones climáticas que más acomoda a los cultivos, previniendo los daños por bajas temperaturas. Cuando el costo de los cultivos y cosechas lo justifique es conveniente, además, contar con equipos calefactores que produzcan una buena distribución del calor y que no provoquen contaminación por acumulación de gases, y de equipos de climatización durante los períodos o zonas muy cálidas. No es fácil refrigerar el invernadero sin invertir altas cantidades en instalaciones y equipos. Factores que permiten reducir la temperatura en un invernadero: Reducción de la radiación solar que llega al cultivo. Evapotranspiración del cultivo. Ventilación del invernadero. Refrigeración por evaporación de agua. 1.4- Materiales para el suelo El piso de los pasillos del invernadero se cubre principalmente para el control de las malezas, ya que sin protección requiere la aplicación de herbicidas. Entre algunos materiales utilizados, se encuentran Plástico negro: absorbe la mayor cantidad de radiación incidente sobre la superficie. Capacidad para calentar el suelo. Plástico blanco: refleja la mayor cantidad de radiación incidente sobre la superficie. Capacidad para enfriar el suelo.  Ground cover: es una malla de tejido muy ceñido, c eñido, de color blanco o negro. n egro. Es más resistente que los plásticos y permite el paso de fertilizantes líquidos y de aire.  Piedra picada (grava): se usa sola, sobre plástico o antes del ground cover para evitar acumulación de agua. 1.4.1-Nivelación del terreno. La pendiente del terreno preparado, no debe ser mayor a 1%.

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DONDE: a: altura del mayor desnivel del terreno b: largo del terreno Para el replanteo se dibuja en el piso un rectángulo con las medidas de la superficie que va ocupar el invernadero. Los ángulos en las esquinas deben ser de 90º.

-Características del Material para la Estructura La estructura del invernadero puede ser metálica con perfiles angulares o de tubos redondos. Hay de madera sola, o de madera y alambre. También de tubos de PVC o de concreto. La decisión de cual será el tipo de invernadero a construir, dependerá del presupuesto disponible. Pero la más utilizada en la de hierro galvanizado. Las formas son variables. Dependen de las necesidades del usuario y de los materiales que se disponga. Los hay con techos de dos aguas, con estructuras semicirculares y Semienterrados. Se puede considerar una sola nave o juntar varias para ahorrar el polietileno en los costados y aprovechar mejor el espacio interior.

APLICACIÓN Los materiales que usamos son:   Maderas  Caja de madera de una pulgada P á g i n a 19 | 29

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        

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Tubos Tierra Abono Vitaminas Sistemas eléctricos

PROCEDIMIENTO Primeramente armamos nuestra base con maderas y tubos en nuestra caja de (80*60)cm

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Después de hacer este procedimiento lo forramos con agrofil

Finalmente le pusimos tierra con abono y plantamos arvejas y haba para que en el transcurso de una semana vaya a crecer las primeras hojas de nuestras plantas dentro del agrofil

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ARMADO DE LOS CIRCUITOS PARA BOMBA

PROGRAMACION EN ARDUINO int luzValue = 0; int lluvValue = 0; int humeValue = 0; int lluvia; int luz; int humedad; int regarPin = 2; P á g i n a 22 | 29

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int sensorHumedad = A5; int sensorLuz = A4; int sensorLluvia = A3; void setup() { pinMode(regarPin, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { luzValue = analogRead(sensorLuz); lluvValue = analogRead(sensorLluvia); humeValue = analogRead(sensorHumedad); delay(1500); // ---------------------------------------------------// Imprimir valores // ---------------------------------------------------lluvia = (100 * lluvValue * 100.0) / 1024; Serial.print("Lluvia:"); Serial.print(lluvia); Serial.println(" C"); luz = (100.0 * luzValue) / 1024; Serial.print("Luz:"); Serial.print(luz); Serial.println("%"); humedad = (100.0 * humeValue) / 1024; P á g i n a 23 | 29

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Serial.print("Humedad:"); Serial.println(humedad); Serial.println("============================================ Serial.println("============================ ======================== ======== ==================="); // ---------------------------------------------------// Chequeo si debo regar // ---------------------------------------------------if (lluvia == HIGH) { Serial.println("NO Detectada lluvia");

if( humedad <= 50 && luz < 70 ) { digitalWrite(regarPin, HIGH); Serial.println("Debe regar"); } } else{ digitalWrite(regarPin, LOW); Serial.println("NO debe regar"); } Serial.println("============================================ Serial.println("============================ ======================== ======== ==================="); }

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PARA SISTEMA DE TEMPERATURA Y HUMEDAD

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PROGRAMACION #include

//Incluimos la librería del sensor DHT11

#include #include comunicarse

//Incluimos la librería del modulo I2C

//Librería que usará SDA Y SCL para

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4); //Declaramos el tamaño tamaño de de la pantalla LCD int pin=3; DHT11 dht11(pin);

// pin variable entero y le damos valor de 3 // declaramos el pin 3 digital como entrada

 /////////////////////////////////////  ///////////////////////// /////////////////////////// ///////////////////////////// /////////////////////////// ////////////////////////// /////////////////////////// /////////////////////////////////// ////////////////////////// /////  /////////////////////////  //////////// ///////////////////////// //////////////  // int ref=31; // Ref es la variable entera que define el limite, si la temp sube mas que la referencia se activa el LED,BUZZER y ventilador //  //  /////////////////////////////////////  ///////////////////////// /////////////////////////// ///////////////////////////// /////////////////////////// ////////////////////////// /////////////////////////// /////////////////////////// ////////////////////////// /////////////  /////////////////////////  //////////// ///////////////////////// //////////////

void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(8,OUTPUT); lcd.init();

// Pin 8 digital como salida // Iniciamos el LCD

lcd.init(); P á g i n a 26 | 29

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lcd.backlight(); lcd.setCursor(1,0);

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// Activamos la luz de fondo del LCD // Posicion del cursor (1,0)

lcd.print("*ROBOTRONICA*"); lcd.print("*ROBOTRONICA *");

// Escribimos

lcd.setCursor(6,1);

// Posicion del cursor (6,1)

lcd.print("*CLUB*");; lcd.print("*CLUB*")

// Escribimos

delay(3000); se muestre el texto lcd.clear();

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// Declaramos un tiempo de 3 segundos para que // Limpiamos toda la pantalla

}

void loop() { int error;

// Declaramos la variable error como entero

float temperatura,humedad; // Declaramos temperatura y humedad como variables enteras con decimales

if((error=dht11.read(humedad,temperatura))==0) // Si y solo si el error en la if((error=dht11.read(humedad,temperatura))==0) lectura de humedad y temperatura es igual 0 { lcd.setCursor(0,0);

//Poscición del cursor (0,0)

lcd.print("TEMP:");

// Escribimos

lcd.setCursor(11,0);

// Posición del cursor (11,0)

lcd.print(temperatura,0); de temperatura con 0 decimales lcd.setCursor(13,0);

// Escribimos en la pantalla el valor // Posición del cursor (13,0)

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lcd.print((char)223); pantalla

// Escribimos el caracter de "º" en la

lcd.setCursor(14,0);

// Posición del cursor (14,0)

lcd.print("C");

// Escribimos la C de centigrados

lcd.setCursor(0,1);

// Posición del cursor (0,1)

lcd.print("HUMEDAD:");

// Escribimos

lcd.setCursor(11,1);

// Posición del cursor (11,1)

lcd.print(humedad,0); de humedad con 0 decimales lcd.setCursor(13,1); lcd.print("%");

if(temperatura>ref)

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// Escribimos en la pantalla el valor // Posición del cursor (13,1) // Escribimos

// Si y solo si temperatura es mayor que "ref"

{ digitalWrite(8,HIGH); digitalWrite(8,HIGH); // Pone en alto "uno" el pin digital 8 del arduino y activa LED,BUZZER y ventilador } else

// Si no excede el valor de "ref"

{ digitalWrite(8, LOW); // Pone en bajo "cero" el pin digital 8 del arduino y desactiva LED,BUZZER y ventilador } }

} P á g i n a 28 | 29

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CONCLUSIONES 

Logramos construir un invernadero solar sustentable

  Logramos que nuestro invernadero produzca frutos que le plantaremos 

Aprendimos técnicas de manejo de la tecnología de invernadero.



Creamos sistemas autónomos

BIBLIOGRAFIA     

https://www.intagri.com/articulos/horticultura-protegida/importanciade-la-radiacion-solar-en-la-produccion-bajo-invernadero http://www.novagric.com/es/blog/articulos/item/1377-climainvernadero-como-conseguir-temperatura-ideal http://www.novagric.com/es/blog/articulos/control-de-la-temperaturaen-un-invernadero www.hortalizas.com/horticultura-protegida/invernadero/control-dehumedad-en-invernaderos/ https://www.bejob.com/que-es-la-programacion-con-arduino-y-paraque-sirve/

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