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. 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 PROGRAMA INTERINSTITUCIONAL PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN Y EL POSGRADO DEL PACÍFICO 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 PROGRAMA INTERINSTITUCIONAL PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN Y EL POSGRADO DEL PACÍFICO 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. PROGRAMA INTERINSTITUCIONAL PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN Y EL POSGRADO DEL PACÍFICO 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 PROGRAMA INTERINSTITUCIONAL PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN Y EL POSGRADO DEL PACÍFICO h t A h0 A ekt (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 PROGRAMA INTERINSTITUCIONAL PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN Y EL POSGRADO DEL PACÍFICO 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