enc14-inf240 - Programa Delfín

PROGRAMA INTERINSTITUCIONAL PARA EL FORTALECIMIENTO
DE LA INVESTIGACIÓN Y EL POSGRADO DEL PACÍFICO
VII ENCUENTRO NACIONAL DE PROFESIONALES DE LA INVESTIGACIÓN
Y DESARROLLO TECNOLÓGICO 2014
Nombre Completo
Leonel Chávez Contreras
Institución de Adscripción
Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Zamora
Proyectos desarrollados en la Red
Escriba una breve descripción de los proyectos que desarrolló durante el periodo
comprendido de diciembre de 2013 a noviembre de 2014, dentro de la Red Delfín
a la que pertenece.
Mantenimiento de un huerto frutícola, utilizando las nuevas tecnologías en los
Sistemas de riego, pasando del riego por goteo a la automatización, con la
participación de alumnos para la construcción del conocimiento.
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Identificación del tipo de suelo en la región Ciénega.
Fundamento teórico respecto a las necesidades de humedad.
Determinación y aplicación de los elementos de mejora del suelo.
Interpretación de los resultados de las muestras
Análisis de la información
Propuesta de Modelo de Desarrollo Sustentable
Perspectivas de la Red
Escriba lo que espera de la Red Delfín para el próximo año.
Aterrizar proyectos de investigación relacionados con la red Delfín que incluyan la
región de la Ciénega, buscando el apoyo del Gobierno del Estado de Michoacán
para bajar recursos que permitan fortalecer el Huerto Frutícola.
Eficientar las actividades que se deriven de la red Delfín y aplicar las propuestas
de la Red, para buscar su aplicación en el huerto frutícola.
Participar con investigadores de otros Estados, respecto a la posibilidad de
establecer nuevos huertos frutícolas, que promuevan la participación miembros de
la comunidad estudiantil.
PROGRAMA INTERINSTITUCIONAL PARA EL FORTALECIMIENTO
DE LA INVESTIGACIÓN Y EL POSGRADO DEL PACÍFICO
Aportaciones a la Red
Contribuir con mi experiencia en las diversas áreas de la Red Delfín, fomentando
las actividades que mejoren el medio ambiente.
Aportar ideas innovadoras que permitan realizar proyectos en conjunto con la Red
Delfín, reforzando
Compromiso para ejecutar las actividades encomendadas en beneficio de la Red,
Delfín, del programa en general, de la región y de mi Estado.
En caso de tener una propuesta de nueva red completar la siguiente información.
La Red temática que se propone, dentro de la mesa de Medio Ambiente y
Sustentabilidad, es el “Establecimiento de un Huerto Frutícola con un Sistema de
Riego Automatizado en el ITESZ, en pro del Desarrollo Sustentable”. Al respecto
se informa de las actividades realizadas de diciembre 2013 a noviembre 2014.
En el establecimiento del huerto frutícola y mantenimiento del mismo, se ha
logrado involucrar a un importante número de jóvenes estudiantes del ITESZ, de
las distintas carreras que se vienen ofertando.
Ello ha permitido la inducción de estudiantes, a efectuar tareas, a las que en un
principio, hubo una fuerte resistencia, indiferencia y desinterés.
Al cambiar las actitudes de muchos alumnos, se ha venido alcanzando uno de los
principales objetivos de la creación de éste huerto y es el relativo a lograr la
sensibilización de los jóvenes estudiantes respecto a la apremiante necesidad de
realizar acciones para la preservación del medio ambiente.
Por otro lado, se ha venido alcanzando el objetivo de establecer las bases, para
que dentro del Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Zamora, se
alcance la comunión de estudiantes, académicos y personal administrativo y
directivo en pro de un objetivo común, que es el de efectuar acciones que puedan
ser reproducidas por otros planteles de educación, meta que se está alcanzando.
Para el establecimiento y mantenimiento del huerto, se ha contado principalmente
con el compromiso de los estudiantes, quienes a través de cooperaciones, han
coadyuvado en la preservación del huerto frutícola que se encuentra en una
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superficie de .5-00-00 (media hectárea) y cuenta con plantas de cítricos como el
limón, limo, mandarino, toronjo y naranjo, asimismo dispone de mango, guayabo,
chabacano, aguacate, higo, guamúchil, ciruelo, manzano, pera y níspero.
De esta manera se procuró desde el inicio, efectuar la desinfección del suelo, el
trazado del huerto, la nivelación del suelo, fertilización, riego, control de plagas y
enfermedades, podas y prevención de árboles en etapas críticos como lo es la
presencia de las bajas temperaturas en los periodos de otoño-invierno.
Se ha venido trabajando en el mantenimiento del huerto frutícola, coordinando la
ejecución de las labores de cultivo, destacando entre ellas las siguientes:
a) Protección de plantas frutales, mediante la instalación de malla, contra las
bajas temperaturas, (heladas), propias de la temporada.
b) Aplicación de plaguicidas para el control y prevención de enfermedades.
c) Fertilización a base de fósforo y potacio para fortalecer la floración y
fructificación de los árboles frutales.
d) En la actualidad se efectúa la irrigación, a través del Sistema de riego por
goteo.
e) Deshierbes del huerto frutícola en forma manual y con fumigaciones,
aplicando productos orgánicos y específicos en función de las infestaciones
de maleza que llegan a presentarse y evitando que tenga impacto en la
fauna benéfica.
f) Poda y refuerzo de ramas para evitar daños y pudrición de frutos, al
contacto con el suelo.
g) Protección de árboles frutales en periodos críticos, como son las bajas
temperaturas, que se presentan cada año en la región.
h) Protección ante las granizadas, sobre todo en las etapas de floración y
fructificación.
Actualmente se dispone de un Sistema de riego por goteo, sin embargo, dadas la
situación recurrente de inactividad en el Plantel a causa de los periodos
vacacionales, los periodos intersemestrales y otras eventualidades, donde el
huerto frutícola queda en cierto abandono de mano de obra, se viene trabajando
en el diseño y operación de un sistema de riego automatizado, que venga a
solucionar la problemática mencionada, efectuando para ello la respectiva
programación del sistema de riego, con el fin de evitar en el huerto, periodos
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largos de ausencia de humedad, que pueden incidir en forma negativa en el
desarrollo vegetativo y productividad de los árboles frutales.
Así, dentro del cuerpo interdisciplinario de académicos, se plantea automatizar el
riego del huerto, ello considerando que el riego manual es exhaustivo para los
jóvenes estudiantes que vienen colaborando, ya inicialmente, se regaba llevando a
cada árbol, cubetas de 20 litros y posteriormente se implementó una red de riego
por goteo, que vino a aliviar el gasto de tiempo y recurso humano para dicha tarea,
sin embargo este sistema requiere de mano de obra que abra y cierre las llaves
por secciones, lo que en los periodos de interrupción de actividades en el plantel,
representa una grave dificultad, afectándose el desarrollo vegetativo y las etapas
críticas de los frutales como son; la floración, la fructificación, la ocurrencia de
plagas y patógenos, donde el agua juega un importante papel.
Por lo tanto se propone automatizar el riego, de forma tal que pueda ser
monitoreado de forma remota, desde un centro de control ubicado en la oficina de
mantenimiento o desde cualquier otro departamento con el equipo de cómputo del
Tecnológico.
La automatización del riego se basa en Controladores Lógicos Programables
(PLC’s) que incluye la comunicación por red Ethernet entre el PLC y cualquier
computadora de la institución, así puede accesarse al monitoreo y control desde
diferentes puntos de la institución.
A fin de eficientar la operación, se contará con un historial de eventos como cierre
y apertura de llaves, encendido y apagado de la bomba, tiempos de riego,
temperatura ambiente aproximada, esto con la intención de disponer de datos que
en su momento puedan ser analizados y efectuar los ajustes correspondientes.
La tecnología propuesta es de la marca FESTO, por su costo moderado respecto
a otras marcas y su efectividad y disponibilidad en el mercado.
El equipo necesario para arrancar la implementación es el siguiente:
PLC FESTO FC34
Switch Ethernet
Cables para Red Ethernet
Sensores de Temperatura
Electroválvulas On Off
Arrancador a tensión plena para motor de inducción de 1 H.p.
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Elementos de protección contra corto circuito y sobrecarga calculados para la
bomba de 1 H.P.
El acceso al control y monitoreo será por medio de una página HTML diseñada
para esta aplicación.
De ser necesario se podrá integrar la iteración entre PLC y electroválvula en forma
in alámbrica, esto para tender una instalación eléctrica, del PLC
a las
electroválvulas, etc.
Los sistemas se clasifican de acuerdo con su tipo, ya sea por sus leyes
físicas o propiedades [1] [2]. Una primera clasificación es de acuerdo a las leyes
físicas:
1. Mecánicos
2. Eléctricos
3. Térmicos
4. Fluidos
5. Sociales
6. Mezcla de sistemas
7. Económicos
8. Hidráulicos
9. Biológicos
10. Otros.
Por otro lado, dentro del mismo cuerpo interdisciplinario, se plantea la
posibilidad de utilizar un modelado para predecir el crecimiento de las plantas o
detectar cualquier agente biológico nocivo para el huerto. Existen numerosos
modelos matemáticos de diversa índole que se utilizan hoy en día para el estudio
de problemas en Biología y otras ciencias experimentales; sus objetivos
principales son describir, explicar y predecir fenómenos y procesos en dichas
áreas. La gran parte de los modelos matemáticos se expresa mediante
ecuaciones diferenciales. Se pretende desarrollar un modelo matemático para la
talla de una especie en función de su edad, que se utiliza con frecuencia para
predecir el tamaño de la flora.
La ley de crecimiento de este modelo dice que la velocidad de crecimiento
es proporcional a la diferencia entre la longitud actual y la longitud máxima
permisible:
h ' t   k  A  h t 
(0.1)
siendo k  0 , la constante de proporcionalidad propia de cada especie de flora. Por lo que la solución de la
ecuación 1.1 es
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h t   A   h0  A ekt
(0.2)
Problemática existente:
Una limitante es el aspecto económico, en virtud de carecer de los apoyos
necesarios para la adquisición del equipo y materiales necesarios en la
consecución del proyecto del huerto frutícola.
Al respecto lo logrado hasta la fecha, se sustenta principalmente a base de
cooperaciones de los alumnos que vienen participando, lo cual no deja de
resultar incómodo, en virtud de las limitaciones económicas de los
estudiantes.
Se requiere de forma apremiante, dar protección al huerto, establecer un
cerco perimetral que resuelva el problema de acceso de agentes extraños,
(animales o personas ajenas al huerto). Para lo cual, no existe en la
actualidad el recurso necesario para efectuar dicha actividad.
No se tiene el abastecimiento necesario de fertilizantes, insecticidas,
acaricidas, fungicidas, herbicidas, materiales de protección en las podas, ni
las herramientas necesarias para las labores de cultivo en forma manual ni
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los equipos necesarios de fumigación, para separar estos en cuanto a la
aplicación de insecticidas o foliares y la aplicación d herbicidas que evite
daños irreversibles a los frutales al no disponer de los equipos en forma
específica.
Nombre y firma del Líder
Dr. Leonel Chávez Contreras
Cel. 3511217131
Colaboración:
Dr. Rubén Molina Martínez
Cel. 4434109817
Dr. Alberto Díaz Vázquez
Cel. 3511479800
Ing. José Jorge Rodríguez Hernández
Cel. 3511211435
Ing. Alejandro Méndez Navarro
Cel.3511098531
M.C. Gilberto Alejandro Herrejón Pintor
Cel.3511350393