AUTOMATIZACION EN CULTIVOS INTENSIVOS

Ing. Agr. Gabriel Arciniega

Incorporación de Tecnología

Nueva Etapa Agricultura Industrial

• Es necesario:• Producción de cultivos bajo invernaderos• Componente técnico altamente capacitado• Automatización de equipos de fertirriego y clima de invernaderos• Aplicación de láminas precisas de soluciones nutritivas complejas• Agricultura sin suelo?• Semillas especiales de altos rendimientos• Etc.

Resultado:

• Alta Inversión

• Riesgos Menores

Utilización del Riego por Goteo

Fertirriego(Aplicación de los fertilizantes con el agua de riego)

Nutrientes esenciales disueltos en el agua de riego

Kilos de Fertilizantes

Costos de Producción

Nutrientes aportados Medio óptimo

No siempre podemos aplicarla misma solución y/o la misma

cantidad de fertilizantes

Situaciones:

Diferentes cultivos.

Diferentes estados fenológicos de un mismo cultivo.

Distintos sistemas de producción. Cultivo hidropónico y en

suelo.

Esquema de OperaciónEsquema de Operación

AB

C

Agua de la fuenteInyectoras

de fertilizante

CE pH

Solucionesfertilizantes

Acido

AUTOMATIZACION

Definición

Realizar acciones ó llevar a cabo acciones de manera precisa y repetitiva con mínima mano de obra ó intervención del hombre; controlando la ejecución y llevando registros de estas.

Computadoras para Agricultura: Computadoras para Agricultura: Como Funcionan?Como Funcionan?

El Principio Basico:El Principio Basico:Proceso

deDatos

Outputs (Outputs (comandos):comandos):

ValvulasBombas Fert.Bomb de AguaVentanas VentiladoresPantallasMotoresNebulizadoresCalefactoresCO2PulverizadoresHumidificador.

Inputs (control):Inputs (control):TemperaturaHumedadViento: Velocid. Direccion.Radiacion SolarCO2

pHCELluviaCantid. de AguaCant de Fertiliz..

Ventajas• Aumento de la producción• Ahorro de mano de obra• Flexibilidad total del sistema: combinación de

distintos programas de fertilización con distintos programas de riego.

• Control de situaciones anormales: sistemas de alarma por roturas de caños, válvulas que no se abren, etc.

• Mayor eficacia del riego y fertilización: plantas equilibradas nutricionalmente

• Facilidad en el registro de datos

• Control de operaciones anexas al riego

Concepto de pH e importancia en Fertiirrigación

Definición: Es el logaritmo negativo de la concentración de

iones H+ en la solución (de riego, del suelo, etc).

pH = - log [H3O+]• Indica la acidez o alcalinidad de una solución.• Es un valor entre 0 y 14. Siendo:

= 7 pH Neutro> 7 pH alcalino< 7 pH ácido

Importancia del pH para los cultivos

El pH de la solución de nutrientes en contacto con las raíces puede afectar el crecimiento vegetal de dos formas principalmente:

a.- el pH puede afectar la disponibilidad de nutrientes.

b.- el pH puede afectar el proceso fisiológico de absorción por parte de las raíces.

Niveles de pH óptimos para especies hortícolas y florícolas

Especie pH

Albahaca 6,5-7,5

Apio 6,0-7,5

Berenjena 5,5-7,6

Clavel 6,5-7,2

Crisantemo 6,5-7,2

Chaucha 5,7-6,8

Frutilla 5,5-6,5

Lechuga 6,6-7,8

Melón 6,0-6,7

Pepino 5,5-6,8

Pimiento 6,0-7,8

Rosa 6,5-7,0

Tomate 6,5-7,8

Ventajas de la acidificación de la solución nutritiva

• pH óptimo para la disponibilidad de elementos nutritivos

• pH óptimo para la absorción y funcionamiento radicular de cada especie.

• Prevención y/o eliminación de obstrucciones y depósitos en redes de riego y emisores.

Conductividad Eléctrica (CE)

• Expresa la salinidad, con ella se determina la concentración de sales.

• Se representa como ds/m.

• Depende:– Concentración de las sales presentes– Composición química de la solución de

nutrientes.

CE generada por la disolución de 1 g/l de fertilizantes solubles

Fertilizante CE (ds/m)

(NO3)2Ca 1,24

NO3K 1,35

(NO3)2Mg 0,54

NO3NH4 0,94

SO4(NH4) 2 1,94

SO4 Mg 0,94

SO4K2 1,54

P O4H2 K 0,68

P O4H2NH4 0,86

Urea 0,097

Monitor de Monitor de CE y pHCE y pH

** Para uso inde pendiente como unidad.

*Como sensorComo sensor en un sist. de fertirrigacion.

Funciones y Alcances de un controlador

1- Control de fertiirrigación

Riego Caudal

Tiempo

Cantidad de fertilizante

pHEc

Fertilización

pH

Cantidad

Drenaje

Ec

2- Control del clima de invernaderoTemperaturaHumedadDióxido de CarbonoRadiación

MODELOS

FertiMix (Ex Ometz) FertiMix (Ex Ometz) Sist. de control de riego para cultivos sin suelo (sustratos)Sist. de control de riego para cultivos sin suelo (sustratos)

Ventajas Ventajas*Aplicacion exacta de fertilizante por mezcla con agua de riego*Ajuste automatico de CE y pH*Gran uniformidad en los valores de CE y pH*De facil usoModelos:Modelos:1”, 2”, 3”

Fertigal: Fertigal: Inyeccion a la linea.Inyeccion a la linea. Unidad de control deUnidad de control de FertirrigacionFertirrigacion

*Inyeccion a la linea por venturi.*Simple manejo.*Control exacto.*Facil mantenimiento.*Bajo costo.

Modelos: 1”(1-9 m3/hr). 2”(3-20 m3/hr). 3”(3-50 m3/hr). 4” (5-90 m3/hr).

Fertijet-Fertijet-Unidad paraUnidad paracontrol decontrol deFertirrigacionFertirrigacionen cabezales en cabezales de riego de riego existentesexistentes

Punto de muestreo de drenajePunto de muestreo de drenaje

pH/EC

DAGANDAGAN--Sistema para el Sistema para el muestreo y analisis del muestreo y analisis del drenajedrenaje

Unidades de coleccion de drenaje

Unid Bombeo central

Sist ctrol de fertirrigacion

Retroalim de datos

DaganDagan Unidad de muestreo y Unidad de muestreo y monitoreo de drenajemonitoreo de drenaje

*Analiza la cantidad desolucion dren.EC y pH *soluciona autom. casos de stress generados pordeficiencia de agua, sali nidad,acidez o alcalini dad. *Almacena informacion *Sistema de retroali- mentacion de comando y control.

Control de clima Control de clima en invernaderosen invernaderosOptimizacion de

condiciones

EC

ECpH ABC

Sistema de reciclado de drenajeSistema de reciclado de drenaje en invernaderosen invernaderos

Tanquecolector

FiltroBiologico Tanque de Mezcla y almacenaje

Agua Fresca

Un. de control de la fertirrigacion

Drainwater

SOFT DE PROGRAMACION

•RIEGO

•FERTILIZACION

•DRENAJE

•CLIMA

•DIARIO DE EVENTOS

CONTROL DE CLIMAELEMENTO FACTORVentanas laterales y cenitalesTemperatura interna y externa

Humedad relativaDirección y velocidad del vientoCondiciones de lluviaProgramas especiales: aplicación de CO2

Pantalla solar TemperaturaRadiación solarTiempo programado

Calefacción TemperaturaCooling system Temperatura

Tiempo programadoHumidificadores Humedad relativaVentilación Temperatura

Humedad relativaCirculación de aireAplicación de insecticidasAplicación de CO2 Temperatura

Radiación solarAplicación de AzufreActivación de alarmas Altas y bajas temperaturas

Alta y baja humedadFalla de cualquier sistema eléctrico dentro del invernadero

FOTOS

Sistemas de fertirrigacion para cultivos en sustratosSistemas de fertirrigacion para cultivos en sustratos

Benef. de un sistemaBenef. de un sistema computarizadocomputarizado*Ahorro de insumosAhorro de insumos - Agua, energia, fertilizantes, Insecticidas, Trabajo

La inversion mas efectiva en un proyecto agricolaLa inversion mas efectiva en un proyecto agricola

La inversion mas baja con el mayor impactoLa inversion mas baja con el mayor impacto

*Mejora la calidad*Mejora la calidad

*Maximiza rindes*Maximiza rindes

*Mejora la gestion de empresa*Mejora la gestion de empresa

*Detecta problemas precozmente*Detecta problemas precozmente

*Ayuda a proteger el medio ambiente*Ayuda a proteger el medio ambienteAhorra prod. quimicos combustible y agua

$

NUTRIJET: Equipo de inyección de ácido y fertilizante

• Inyectores: Bombas a diafragma

• Bomba de Ácido: Sulfúrico, nítrico y fosfórico

• Bomba de Fertilizante• Inyección: por pulsos, en

base a pH y Ec requeridos• Regulación: volumen y

frecuencia de pulsos.

OTROS INYECTORESBOMBASA DIAFRAGMA:Uso: inyección de Cloro ó acidoRegulaciones:• Volumen• Frecuencia de pulsosEs posible automatizar

OTROS INYECTORES

Bombas

Centrífugas:

Uso: inyección

de Fertilizantes

Regulación:• No posee

Otros inyectores• Venturi: clorinación, fertilización y/o

acidificación.

Regulación: se pueden adicionar boquillas limitadoras de caudal, rotámetros y electroválvulas.

Inyección: contínua ó intermitente

• Bomba hidráulica: idem anterior.

Regulación: por medio de boquillas limitadoras de caudal y electroválvulas

Inyección: contínua ó intermitente

Mantenimiento del sistema de riego

1.- Clorinación(Tratamiento con hipoclorito de

sodio)

2.- Disolución de sedimentos(Tratamiento con ácido)

Causas clorinación:

• Algas y bacterias forman una matriz gelatinosa y pegajosa en las tuberías y las aguas.

• Dicha matriz sirve de base al crecimiento bacterial del limo, y puede, junto con materiales en suspensión, formar aglomerados que pueden causar obstrucción.

Dosis de cloro y método de aplicación: Factores

determinatentes

• Calidad del agua

• Cantidad de algas

• Caudal del sistema de riego

• Lapso de tiempo entre filtración primaria y salida del agua por los emisores

Cálculo de caudal para clorinación

Caudal de solución de cloro (L/H) a inyectar =

Concentr. cloro deseada (ppm)xCaudal riego(m3/H)

Concentrac. en % de solución de cloro x 10

CLORINACIÓN

• Punto de inyección de cloro: si es posible antes del sistema de filtrado, para asegurar de que quede libre de materia orgánica

• Control de clorinación: medir el residuo de cloro libre, cantidad total de cloro que queda en el agua al final de los laterales de goteo (0,5 ppm). Testeado por colorimetría.

CLORINACION: Aplicación• Inyección intermitente de cloro en

concentración baja y uniforme (1 a 10 ppm) una o varias veces durante el ciclo de riego.

• Inyección intermitente en alta concentración ( 10 –20 ppm), una o varias veces sobre el ciclo de riego (duración 20 minutos por día)

• Super-clorinación en una concentración de 50 ppm, duración 5 minutos por día durante el ciclo de riego.

CLORINACION: ADVERTENCIA

• No es recomendable realizar clorinación cuando la concentranción de hierro disuelto en el agua excede 0,4 ppm. Debido a que el cloro actúa oxidando al hierro para formar precipitados obstrucción Bajar pH (inyección de ácido)

TRATAMIENTO CON ÁCIDO

• Ácidos a utilizar: fosfórico, nítrico ó sulfúrico.

Tratamientos: • Preventivos inyección intermitente a pH

moderado control de pH• Disolución de obstrucciones: inyección a

pH bajo.• Mejoramiento eficacia de la clorinación.