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1 INSTITUTO TECNOLOGICO DE SONORA SISTEMA DE MONITOREO CONTINUO DEL ESTADO HÍDRICO DEL SUELO, PLANTA Y ATMÓSFERA BAJO INVERNADERO HÍBRIDO EN EL CETT910 DEL VALLE DEL YAQUI TITULACIÓN POR TESIS QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO EN ELECTRÓNICA PRESENTA GERARDO ANTONIO GAXIOLA ROJAS CD. OBREGÓN, SONORA DICIEMBRE DE 2009

2 DEDICATORIAS A mi familia y amigos que siempre ha estado conmigo en las buenas y en las malas A mis padres que siempre han sido mi ejemplo a seguir, me han brindado su apoyo incondicionalmente, los quiero mucho, gracias por todo. A mis hermanos, Edgar y Sindel mis hermanitos, gracias por aguantarme tanto, sus consejos y por los buenos momentos que pasamos, gracias por su apoyo, sus risas y enojos en todo este tiempo que hemos vivido juntos. A pesar que no convivimos mucho por el hecho de la distancia también te lo dedico a ti Erandi mi hermana mayor te quiero mucho aunque estemos un poco lejos, siempre te abrazo en mi mente, Los quiero hermanos. A mis amigos, por todos los momentos que pasamos juntos, por su apoyo gracias =) N,A,J,M y R a ustedes que me ayudaron a abrir los ojos y poner los pies sobre la tierra.

3 AGRADECIMIENTOS A mis asesores: Dr. Luis Carlos Valdez y Dr. Adolfo Soto Cota por brindarme su apoyo, sus consejos y confianza en la elaboración de este proyecto. Gracias por darme la oportunidad de trabajar con ustedes. A todos mis maestros que compartieron sus conocimientos, experiencia y consejos para mi desarrollo profesional. A toda mi familia Gaxiola y Rojas y a las personas que a pesar de no llevar esos apellidos forman parte de mi familia. A mis compañeros de la carrera, por todos los momentos buenos y malos que tuvimos. Extrañaré los momentos de estrés y desvelo que había en los periodos finales. Gracias Armando, Abraham, Peñuelas, Yesi, Chely, Omar, Paquito y todo el grupo d amigos. A mis compañeros de Capoeira, gracias por su apoyo, por su amistad y confianza, por los momentos de alegría y por patearlos en la roda =) muito axé para você!

4 RESUMEN En este proyecto se lleva a cabo el estudio, la implementación y el manejo de un sistema de monitoreo continuo del estado hídrico del suelo, planta y atmosfera haciendo uso del Datalogger CR10X obteniendo diferentes parámetros tales como: humedad y temperatura del ambiente, humedad y temperatura del suelo, radiación solar y la variación del diámetro del tallo de las plantas para obtener datos como el déficit de presión de vapor (DPV) en los cultivos de tomate bajo invernadero híbrido del Centro Experimental Transferencia de Tecnología CETT910. Además se llevó a cabo la elaboración de un manual para orientar e instruir al usuario sobre la instalación, manejo y mantenimiento del sistema completo de monitoreo continuo con el Datalogger CR10X como base, basado en el equipo que se utilizó y las experiencias obtenidas durante su instalación y uso. El manual es redactado en forma muy sencilla y en un lenguaje accesible, con la intención de cualesquier persona que lo utilice (aún aquellas que no se encuentren capacitadas en este campo) pueda interpretarlo fácilmente y seguir las instrucciones de manera precisa.

5 ÍNDICE Lista de tablas...vi Lista de figuras...vi Resumen... iii CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN 1.1 Antecedentes Planteamiento del problema Objetivo Justificación Delimitaciones Limitaciones... 6 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO 2.1 Definición de invernadero invernadero plano o tipo parral invernadero en raspa y amagado invernadero asimétrico o inacral invernadero de capilla invernadero de doble capilla invernadero túnel o semicilindro invernadero de cristal o tipo venlo Parámetros a considerar del sensado Temperatura Humedad relativa Déficit de presión de vapor Radiación solar Sensores para un sistema de monitoreo en invernadero... 19

6 2.3.1 Sensores de temperatura y humedad relativa Elementos que conforman al sistema de control en un invernadero Definición de sistema de control Controles básicos en un invernadero CAPÍTULO III MÉTODO 3.1 Sistema de monitoreo continuo Desarrollo del sistema de sensado Centro de monitoreo mediante Datalogger CR10X CAPÍTULO IV RESULTADOS 4.1 Resultados obtenidos mediante el uso del Datalogger CR10X Ventajas obtenidas al usar el Datalogger CR10X Elaboración de un manual sobre la instalación, uso y mantenimiento del sistema de monitoreo continuo Ejemplos del formato de los resultados que arroja el sistema CONCLUSIONES APÉNDICE Manual de usuario del Sistema de monitoreo continuo del estado hídrico del suelo, planta y atmosfera bajo invernadero híbrido del CETT910 en el Valle del Yaqui

7 INDICE DE TABLAS Pág. Tabla 2.1 Ventajas y desventajas del manejo de invernaderos... 8 Tabla 4.1 datos obtenidos por los sensores Watermark Tabla 4.2 datos obtenidos por el sensor HMP45C Tabla 4.3 datos obtenidos por el Pyranometro SP-LITE Tabla 4.4 datos obtenidos mediante los Dendrómetros INDICE DE FIGURAS Pág. Figura Invernadero plano o tipo parral... 9 Figura Invernadero en raspa y amagado Figura Invernadero asimétrico o inacral Figura Invernadero de capilla Figura Invernadero de doble capilla Figura Invernadero túnel o semicilíndrico Figura Invernaderos de cristal o tipo venlo Figura Psicómetro Figura Sensor capacitivo Figura Dendrometro Figura Diagrama sistema de control Figura Sistema de control de lazo abierto Figura Sistema de control del lazo cerrado Figura Sistema de control mediante PLC Figura Datalogger EM Figura Datalogger CR10X Figura Diagrama de esquemático del Sistema de Monitoreo Continuo... 32

8 Figura Diagrama esquemático para el diseño del sistema de sensado Figura Sensor Watermark ya instalado Figura Sensores Watermark dentro de recipiente con agua Figura Sensor HMP45C Figura Dendrómetro instalado sobre la planta Figura Instalación del Pyranometro SP-LITE Figura Datalogger CR10X Figura Alimentación fuente - batería Figura Alimentación batería Datalogger CR10X Figura Multiplexor AM Figura Diagrama esquemático del centro de monitoreo junto al sistema de sensado Figura Conexión PC Datalogger usando cable de puerto serial Figura Gráfica estrés hídrico... 49

9 I. INTRODUCCIÓN 1.1 Antecedentes En los últimos años se han realizado diversas investigaciones para mejorar la producción hortícola del Valle del Yaqui, tanto en cantidad como en calidad del producto. Actualmente, se cuenta con el conocimiento necesario para mejorar los sistemas de cultivo, existiendo diversas maneras y métodos para lograrlo; entre los cuales se encuentra el uso de invernaderos. El uso de invernaderos para la producción hortícola, es uno de los métodos más utilizados para mejorar la producción; dado que con estos, se mantiene al cultivo protegido ante lluvias, plagas, hierbas y animales. Aún así, con el uso de invernaderos, sigue habiendo deficiencias en la mejora de la producción hortícola. En los últimos años, la tecnología electrónica dentro de invernaderos ha demostrado ser uno de los métodos más eficaces para cubrir esas deficiencias, de tal manera que se logra obtener una mayor cantidad de información sobre el cultivo y los parámetros que le afectan y benefician.

10 El secreto de una buena producción dentro de un invernadero, es la manipulación del clima, así como una buena programación del riego de cultivo, de tal manera que se logre un ambiente adecuado para que los cultivos generen una mayor producción, representando un aumento en el rendimiento, sin dejar de lado la calidad del producto. Existen 3 diferentes formas para mejorar el control del riego: Midiendo parámetros climáticos (temperatura, humedad relativa y radiación para obtener el Déficit de presión de vapor) Midiendo los parámetros del suelo (temperatura y humedad) Midiendo el contenido de agua en la planta Dado que el control del clima dentro de invernadero es uno de los factores primordiales para el desarrollo en el crecimiento de los cultivos, es necesario contar con un sistema de monitoreo continuo del estado hídrico del suelo, planta y atmosfera en el área de cultivo, para garantizar el crecimiento ideal del mismo; evitando de esta manera que la planta tenga un desarrollo retardado en la proliferación del fruto o bien hasta la misma muerte; de tal manera que se obtienen así mayores beneficios en términos de producción. En todo cultivo, es necesario conocer los parámetros que lo afectan o benefician, ya sea por medio del suelo, ambiente o de la misma planta. Se han realizado diversos estudios y se considera que los parámetros de Humedad Relativa, Temperatura ambiental, Radiación, y Humedad del suelo son de los más relevantes para el desarrollo eficaz de los cultivos dentro de un invernadero. Para conocer los parámetros mencionados anteriormente, es necesario que el sistema de monitoreo continuo cuente con sensores enfocados al uso dentro de invernaderos.

11 Para tener un sistema completo para el desarrollo de la producción hortícola, es necesario monitorear de manera eficaz los datos que los sensores obtienen, por eso es necesario instalar un centro de monitoreo continuo que lleve a cabo ese trabajo. En la actualidad existen diversos tipos de sistemas de monitoreo, algunos más eficientes que otros y con más opciones de uso y características. Para un invernadero, el uso de un sistema de monitoreo continuo el cual maneje base de datos de los parámetros es lo ideal, para poder llevar un registro de cómo está respondiendo el cultivo, y como ha estado respondiendo en las temporadas anteriores, de esta manera se podrá evaluar a futuro el comportamiento de algún tipo de cultivo dentro de un invernadero con las condiciones climáticas existentes en la región. En el valle del yaqui se cuenta con muchos invernaderos, pero desgraciadamente son escasos los que cuentan con tecnología suficiente y necesaria para una producción de mayor calidad. La escasez de tecnología en los invernaderos puede darse por diferentes motivos, pero las principales causas son: Bajos recursos para la adquisición de tecnología ideal. Falta de conocimiento sobre la instalación y manejo de la tecnología. Mal uso de la tecnología con que se cuenta. 1.2 Planteamiento del problema Actualmente en el área de invernadero del CETT910 enfocada a la investigación en la producción hortícola protegida del Valle del Yaqui, no se cuenta con las medidas

12 necesarias para mantener un eficaz monitoreo continuo del ambiente, del suelo y de la planta que es el principal producto. El riego que se realiza en esta área es inadecuado, pues en la mayoría de los casos se hace de acuerdo a medidas de tiempo y no se hace dependiendo de las necesidades específicas de la planta a tratar, provocando un escaso rendimiento y producción de la planta. Hay personas en el área de biotecnología y alimentos que trabajan dentro del invernadero del CETT910 que dependen de la tecnología para la obtención de los parámetros con los cuales llevan a cabo sus investigaciones, es necesario que cuenten con el conocimiento necesario sobre el tipo de tecnología que usan, para evitar darle un mal uso o dañar el equipo. 1.3 Objetivo Implementar el sistema de monitoreo continuo del estado hídrico del suelo, planta y atmosfera para obtener mejor información sobre el comportamiento de los cultivos de tomate bajo invernadero híbrido del CETT910 en el Valle del Yaqui. Objetivos específicos: Estudio del equipo Instalación del sistema de monitoreo Manejo del sistema de monitoreo Elaboración del manual de usuario

13 1.4 Justificación La programación de riego en los cultivos de tomate y chile Bell Peper bajo invernadero del CETT910 en el Valle del Yaqui es temporizado o basado en la experiencia, lo cual ocasiona casi siempre aplicaciones en exceso o deficientes a la planta provocando una disminución del rendimiento. Bajo este contexto es necesario buscar una alternativa para saber cuanto y cuando regar, y una de ellas es el balance de agua mediante el uso de un sistema de monitoreo del estado hídrico del suelo, planta y atmosfera. El método del balance de agua se basa en la aplicación de la evapotranspiración máxima del cultivo (ETc) por lo cual es necesario tener una medición de las variables climáticas (temperatura ambiental, temperatura del suelo, humedad relativa, humedad del suelo, radiación solar y déficit de presión de vapor (DPV). Es necesario que se cuente con la documentación necesaria para la instalación, uso y mantenimiento del sistema de monitoreo continuo a instalar. 1.5 Delimitaciones Uso de PC para realizar la base de datos de los parámetros. Se utilizará un Datalogger CR10X para capturar los datos obtenidos por los sensores. Se utilizarán los sensores que ya se tienen en el CETT910 para la investigación. Se elaborará un manual práctico para la instalación, uso y mantenimiento del sistema de monitoreo continuo mediante Datalogger CR10X que se instalará dentro del invernadero del CETT910

14 1.6 Limitaciones Tiempo en el que las plantas se desarrollan. Falta de conocimiento en el área de invernaderos de la región. Falta de tomas de alimentación eléctrica dentro del invernadero.

15 II. MARCO TEÓRICO En este capítulo se exponen los conocimientos básicos referidos a invernaderos, los tipos de invernaderos, sus ventajas e inconvenientes. Se exponen los factores climáticos que afectan al cultivo, además se definen los diferentes parámetros a monitorear dentro del invernadero, así como también se definirán los diferentes tipos de sensores, los diferentes sistemas de monitoreo y control 2.1 Definición de invernadero. Invernadero es un espacio con el microclima apropiado para el óptimo desarrollo de una plantación específica, por lo tanto, partiendo del estudio técnico de ambientación climática, deben obtenerse en él la temperatura, humedad relativa, iluminación y ventilación apropiadas que permitan alcanzar alta productividad, a bajo costo, en menos tiempo, sin daño ambiental, protegiéndose de las lluvias, el sol, el granizo, las heladas, plagas o los excesos de viento que pudieran perjudicar un cultivo. Entonces se considera a un invernadero como toda aquella estructura cerrada cubierta por

16 materiales transparentes o semitransparentes, dentro de la cual es posible obtener unas condiciones artificiales de microclima, y con ello cultivar plantas fuera de su estación de producción, en condiciones óptimas. La tabla que se presenta a continuación resume las ventajas y desventajas del manejo de invernaderos. Tabla 2.1 Ventajas y desventajas del manejo de invernaderos VENTAJAS DESVENTAJAS Producción temprana de frutos Alta inversión inicial Aumento de la calidad y rendimiento Alto costo de operación Producción fuera de época Requiere personal especializado, de experiencia práctica y conocimientos teóricos Ahorro de agua y fertilizantes Mayor control de insectos y enfermedades Posibilidad de obtener más de un ciclo de cultivo al año Existen diferentes tipos de invernaderos, a continuación se mencionan algunos: Plano o tipo parral En raspa y amagado Asimétrico ó inacral Capilla Doble capilla Tipo túnel o semicilíndrico De cristal Invernadero plano o tipo parral. Este tipo de invernadero se utiliza en zonas poco lluviosas, la estructura de estos invernaderos se encuentra constituida por dos partes claramente diferenciadas, una

17 estructura vertical y otra horizontal. Los invernaderos planos tienen una altura de cubierta que varía entre 2.15 y 3.5 metros, con un ancho encontrado entre los 2 y 2.7 metros. Véase la figura 2.1 Las principales ventajas de los invernaderos planos son: Su economía de construcción. Su gran adaptabilidad a la geometría del terreno. Mayor resistencia al viento. Presenta una gran uniformidad luminosa. Las desventajas que presenta son: Mala ventilación. Rápido envejecimiento de la instalación. Poco o nada aconsejable en los lugares lluviosos. Peligro de hundimiento por las bolsas de agua de lluvia que se forman en la lámina de plástico. Figura Invernadero plano o tipo parral.

18 2.1.2 Invernadero en raspa y amagado. Su estructura es muy similar al tipo parral pero varía la forma de la cubierta. Se aumenta la altura máxima del invernadero que se encuentra entre 3 y 4.2 metros formando lo que se conoce como raspa. En la parte más baja, conocida como amagado, se unen las mallas de la cubierta al suelo mediante horquillas de hierro que permite colocar las tuberías para el desagüe de las aguas pluviales. En la figura 2.2 se puede observar la forma del invernadero raspa y amagado. Ventajas de los invernaderos tipo raspa y amagado: Su economía. Presenta buena protección a la lluvia y al aire, lo que disminuye la humedad interior en periodos de lluvia. Inconvenientes: Se dificulta el cambio del plástico de la cubierta. Al tener mayor superficie desarrollada se aumentan las pérdidas de calor a través de la cubierta. Figura Invernadero en raspa y amagado.

19 2.1.3 Invernadero asimétrico ó inacral. Difiere de los tipo raspa y amagado en el aumento de la superficie en la cara expuesta al sur, con objeto de aumentar su capacidad de captación de la radiación solar. Para ello el invernadero se orienta en sentido este-oeste, paralelo al recorrido del sol. La altura máxima de la cumbre varía entre 3 y 5 metros, y su altura mínima de 2.3 a 3 metros. La altura de las bandas se encuentra entre 2.15 y 3 metros. La separación de los apoyos interiores suele ser de 2 por 4 metros. Véase la figura 2.3 Ventajas de los invernaderos asimétricos: Buen aprovechamiento de la luz en la época invernal. Su economía. Elevada inercia térmica debido a su gran volumen unitario. Es hermético a la lluvia y al aire. Buena ventilación debido a su elevada altura. Desventajas: Se dificulta el cambio del plástico de la cubierta. No se recomienda en climas con temperaturas elevadas. Figura Invernadero asimétrico o inacral.

20 2.1.4 Invernadero de capilla. Los invernaderos de capilla simple tienen el techo formando uno o dos planos inclinados, la anchura puede darse en estos invernaderos entre los 12 a 16 metros, con una altura comprendida entre 3 y 4 metros, tal como se muestra en la figura 2.4 Este tipo de invernadero se utiliza bastante, destacando las siguientes ventajas y desventajas. Ventajas: Es de fácil construcción. Es muy aceptable para la colocación de todo tipo de plástico en la cubierta. La ventilación vertical en paredes es muy fácil y se puede hacer de grandes superficies. Fácil la instalación de ventanas para realizar observaciones a través de éstas. Desventajas: o Problemas de ventilación con invernaderos en baterías. o Elementos de soportes internos que dificultan los desplazamientos y el emplazamiento de cultivo. Figura Invernadero de capilla

21 2.1.5 Invernadero de doble capilla. Su ventilación es mejor que en otros tipos de invernadero, debido a la ventilación central. Estas aberturas de ventilación suelen permanecer abiertas constantemente y suele ponerse en ellas malla mosquitera o malla sombra. Además también poseen ventilación vertical en las paredes frontales y laterales. Este tipo de invernadero no está muy extendido debido a que su construcción es más dificultosa y cara que el tipo de invernadero capilla simple. Véase la figura 2.5 Figura Invernadero de doble capilla Invernadero túnel o semicilíndrico. Se caracteriza por la forma de su cubierta y por su estructura totalmente metálica. El empleo de este tipo de invernadero se está extendiendo por su mayor capacidad para el control de los factores climáticos, su gran resistencia a fuertes vientos y su rapidez de instalación al ser estructuras prefabricadas. Los soportes son de tubos de hierro galvanizado y tienen una separación interior de 5 por 8 metros ó 3 por 5 metros. La altura máxima de este tipo de invernaderos se encuentra entre 3.5 y 5 metros. El ancho está comprendido entre 6 y 9 metros, en la figura 2.6 se muestra el invernadero tipo tunel. Las ventajas de los invernaderos tipo túnel son:

22 Buena ventilación. Buena luminosidad en el interior del invernadero. Fácil instalación. Inconvenientes: Elevado costo. Figura Invernadero túnel o semicilíndrico Invernaderos de cristal o tipo venlo. Este tipo de invernadero, también llamado venlo, es de estructura metálica prefabricada con cubierta de vidrio (Véase figura 2.7). El techo de este invernadero industrial está formado por paneles de vidrio sobre un conjunto de barras transversales. La anchura de cada módulo es de 3.2 metros. Ventajas: Mejor climatización de los invernaderos. Inconvenientes:

23 La abundancia de elementos estructurales implica una menor transmisión de luz. Su elevado costo. Figura Invernaderos de cristal o tipo venlo. 2.2 Parámetros a considerar en el sistema de sensado. El crecimiento de las plantas como la producción de frutos se ven afectados principalmente por diferentes factores ambientales tales como: Temperatura del suelo Temperatura ambiental Humedad del suelo Humedad relativa Radiación solar Estrés hídrico de las plantas A continuación se definen los diferentes factores ambientales que son principalmente los más necesarios para el desarrollo eficaz del cultivo.

24 2.2.1 Temperatura. La temperatura es uno de los parámetros más importantes a tener en cuenta en el manejo del ambiente dentro de un invernadero, ya que es el que más influye en el crecimiento y desarrollo de las plantas. Para el manejo de la temperatura es importante conocer las necesidades y limitaciones de la especie a cultivar. Así mismo se deben aclarar los siguientes conceptos de temperaturas, que indican los valores objetivos a tener en cuenta para el buen funcionamiento del cultivo y sus limitaciones: Temperatura mínima letal: Es aquella por debajo de la cual se producen daños en la planta. Temperaturas máximas y mínimas biológicas: Indican valores, por encima o por debajo respectivamente del cual, no es posible que la planta alcance una determinada fase vegetativa, como floración, fructificación, etc. Temperaturas nocturnas y diurnas: Indican los valores aconsejados para un correcto desarrollo de la planta. La mayor parte de la temperatura en el interior del invernadero, está en función de la radiación solar, la misión principal del invernadero es la de acumular calor durante las épocas invernales. El calentamiento del invernadero se produce cuando la radiación procedente del sol o lámparas, que pasa a través del material de cubierta, se transforma en calor. Esta radiación es absorbida por las plantas, los materiales de la estructura y el suelo. El calor se transmite en el interior del invernadero por irradiación, conducción, infiltración y por convección, tanto para el aumento y disminución en la temperatura. La conducción es producida por el movimiento de calor a través de los materiales de cubierta del invernadero. La convección tiene lugar por el movimiento del calor por las plantas, el suelo y la estructura del invernadero. La infiltración se debe al intercambio de calor del aire caliente del exterior al interior del invernadero a través

25 de la estructura. La radiación, por el movimiento del calor a través del espacio transparente en el recubrimiento del invernadero Humedad relativa. La humedad es la masa de agua en unidad de volumen, o en unidad de masa de aire. La humedad relativa (HR), es la cantidad de agua contenida en el aire, se mide porcentaje y está normalizada de forma que la HR máxima posible es el 100%, lo cual significa que en el aire no cabe más agua. A elevadas temperaturas aumenta la capacidad del aire de contener vapor de agua y por tanto disminuye la HR y con temperaturas bajas, la HR aumenta. La HR del aire es un factor climático que puede modificar el rendimiento final de los cultivos, cuando es excesiva las plantas reducen la transpiración, disminuyen su crecimiento y se producen un mayor desarrollo de enfermedades. Por el contrario, si es muy baja, las plantas transpiran en exceso, llevándolas a una deshidratación. Cada cultivo tiene una humedad ambiental óptima para un desarrollo perfecto. Para que la HR se encuentre lo más cerca posible de lo ideal, se puede reducir mediante la ventilación, aumento de la temperatura y evitando el exceso de humedad en el suelo y para aumentarla se puede haciendo brisa el agua en el ambiente, riegos y ventilado Déficit de Presión de Vapor La temperatura y la HR se consideran los parámetros físicos de mayor importancia en el desarrollo de los cultivos, la relación de ambos parámetros, genera otra condición conocida como déficit de presión de vapor (DPV), que se puede calcular al usar como referencia la saturación de la presión de vapor (es la presión ejercida por

26 el vapor cuando el aire se encuentra saturado de humedad en temperatura) al 100%. función de la A continuación se define lo siguiente: Presión de vapor a saturación (es) = * e Presión de vapor actual o real (ea) = HR * (es) / 100 Donde: e = Exponente (e x ) HR = Humedad relativa (%) T = Temperatura (ºC) ( * T) / ( T) Por lo tanto podemos calcular el Déficit de presión de vapor como: DPV = (es) (ea) Radiación solar De todo el espectro electromagnético de la luz solar, llegan a la superficie terrestre las radiaciones comprendidas entre 200 y 3000nm. Las radiaciones de onda corta, situadas en la zona del las frecuencias visibles y en parte de las infrarrojas son las que proporcionan la mayor cantidad de calor al ser absorbidas en la tierra. La cobertura del invernadero permite el paso de buena parte de la radiación solar, y retiene la radiación térmica emitida por el suelo y los cultivos, produciendo un calentamiento interno, lo que se denomina efecto invernadero. Los principales fenómenos fisiológicos de los vegetales encuentran su óptimo desarrollo con las radiaciones visibles de espectro, comprendidas entre 400 y 700nm. La fotosíntesis; que es el proceso mediante el cual las plantas sintetizan sustancias ricas en energía aprovechando la energía de la luz solar, se realiza entre los 400 y 700 nm.

27 El fototropismo; que es la capacidad de una planta de cambiar su direccion de crecimiento normal cuando ocurren cambios de luz, ocurre entre 400 y 490 nm. La germinación; que es el proceso en donde la planta brota de la semilla, se incrementa entre los 400 y 490 nm. 2.3 Sensores para un sistema de monitoreo en invernadero. Existen diferentes tipos de sensores para el uso dentro de invernaderos, para eso es necesario tomar en cuenta el tipo de sensor que más se adecue a sus necesidades, forma de uso y tipo de instalación del sensor sensores de temperatura y humedad relativa No existe una tecnología de medición que sea apropiada para todas las aplicaciones. Algunas de las tecnologías típicamente usadas son técnicas para la medición de humedad relativa. Las mediciones de humedad relativa pueden ser hechas por sensores basados en: psicometría, desplazamiento, resistivos, capacitivos y por absorción de líquido Psicometría por bulbo húmedo/seco La psicometría desde hace tiempo es uno de los métodos más populares para el monitoreo de la humedad debido a su simplicidad e inherente bajo costo. Un psicómetro típico consiste de un par de termómetros acoplados, uno de los cuales opera en estado húmedo. Cuando el dispositivo funciona la evaporación del agua enfría el termómetro humedecido, resultando una diferencia medible con la

28 temperatura ambiente o la temperatura del bulbo seco. Cuando el bulbo húmedo alcanza su máxima caída de temperatura la humedad puede determinarse comparando la temperatura de los dos termómetros en una tabla psicométrica. EL psicómetro provee una alta precisión en las proximidades del punto de saturación (100% RH) y es fácil de operar y reparar, por otra parte a baja humedad relativa (menos del 20%) el desempeño es pobre y el mantenimiento debe intensificarse. No puede utilizarse a temperaturas menores de 0 y, siendo el propio psicómetro una fuente de humedad, no puede utilizarse tampoco en ambientes pequeños o cerrados. Los psicómetros son utilizados típicamente para el monitoreo en recintos. A continuación en la figura 2.8 se muestra el psicómetro. Figura psicómetro Sensores por desplazamiento Es quizás el tipo de sensor más antiguo y de uso común, utiliza un mecanismo para medir la expansión o contracción de un cierto material que es proporcional a los cambios en el nivel de humedad relativa. Los materiales más comunes son el nylon y la celulosa. Las ventajas de este tipo de sensores son el bajo costo de fabricación y es altamente inmune a la contaminación. Su desventaja es la tendencia a la descalibración con el paso del tiempo.

29 Sensores de bloque de polímero seco Están compuestos de un sustrato cerámico aislante sobre el cual se deposita una grilla de electrodos. Estos electrodos se cubren con una sal sensible a la humedad embebida en una resina (polímero). La resina se recubre entonces con una capa protectiva permeable al vapor de agua. A medida que la humedad permea la capa de protección, el polímero resulta ionizado y estos iones se movilizan dentro de la resina. Cuando los electrodos son excitados por una corriente alterna, la impedancia del sensor se mide y es usada para calcular el porcentaje de humedad relativa. Por su misma estructura, este tipo de sensores son relativamente inmunes a la contaminación superficial ya que no afecta su precisión aunque sí el tiempo de respuesta. Debido a los valores extremadamente altos de resistencia del sensor a niveles de humedad menores que 20% es apropiado para los rangos altos de humedad Sensores capacitivos Los sensores capacitivos (polímero orgánico capacitivo) son diseñados normalmente con platos paralelos con electrodos porosos o con filamentos entrelazados en el sustrato. El material dieléctrico absorbe o elimina vapor de agua del ambiente con los cambios del nivel de humedad. Los cambios resultantes en la constante dieléctrica causa una variación en el valor de la capacidad del dispositivo por lo que resulta una impedancia que varía con la humedad. Un cambio en la constante dieléctrica de aproximadamente el 30% corresponde a una variación de 0-100% en la humedad relativa. El material sensor es muy delgado para alcanzar grandes cambios en la señal con la humedad. Esto permite a el vapor de agua entrar y salir fácilmente y el secado rápido para la sencilla calibración del sensor. Este tipo de sensor es especialmente apropiado para ambiente de alta temperatura porque el coeficiente de temperatura es bajo y el polímero dieléctrico puede soportar altas temperaturas. Los sensores capacitivos son también apropiados para aplicaciones que requieran un alto grado de sensibilidad a niveles bajos de

30 humedad, donde proveen una respuesta relativamente rápida. A valores de humedad superiores al 85% el sensor tiene tendencia a saturar y se transforma en no lineal. En la figura 2.9 se muestra el sensor capacitivo. Figura Sensor capacitivo Sensores que miden la variación del tallo de la planta Los dendrómetros son modernos sensores que miden las microvariaciones del diámetro del tronco y tallos de las plantas. Puesto que el diámetro de estos órganos depende de dos componentes, el propio crecimiento de estos y de la pérdida de agua, existen unas variaciones continuas a lo largo del día, encontrándonos cada 24 horas con un máximo y un mínimo de grosor, a esta variación se le llama contracción, y las contracciones anormales nos indican un estrés de la planta. A continuación en la figura 2.10 se muestra el dendrómetro. Figura Dendrómetro

31 2.4 Elementos que conforman al sistema de control en un invernadero. Los requerimientos de los sistemas de control climático de un invernadero dependerán del tipo de cultivo a cosechar, ya que para cada cultivo se tienen diferentes parámetros climáticos para un crecimiento óptimo del mismo, además dependerá con que grado de precisión se actuará sobre estos parámetros climáticos. Es por ello que existen tres elementos básicos que conforman un sistema de control del clima dentro de un invernadero los cuales son los sensores, controladores (PC, microcontroladores, PLC, Datalogger) y actuadores (válvulas, switches). Los sensores se utilizan para recoger la información, que comúnmente incluye temperatura, humedad relativa, iluminación, que son los factores ambientales más importantes que afectan el crecimiento de los cultivos dentro de un invernadero. Los controladores se encargan de procesar la información recibida por los sensores, con dicha información se puede evaluar el comportamiento del cultivo y tomar decisiones de corrección. Los actuadores son los encargados de llevar a cabo las acciones tomadas por el controlador tales como encendido o apagado de las válvulas de riego, ventilación, iluminación y temperatura dentro del invernadero Definición de sistema de control Se define sistema como un conjunto de elementos que interaccionan entre sí para alcanzar un determinado objetivo. Sistema es un todo unitario, organizado, compuesto por dos o más partes y delineado por los límites de un entorno. Cabe destacar que todo proceso, en general, está constituido por varios sistemas individuales mutuamente interactuantes. La adecuada concatenación e interrelación de los diversos sistemas hará que cada proceso particular cumpla eficazmente con la misión para la cual se concibió.

32 En base a esto un sistema de control es igualmente un conjunto de componentes que interactúan entre sí para alcanzar un fin, donde la misma consiste en conseguir que las variables que describen aquello que se desea controlar tomen un conjunto de valores deseados. Dentro de un sistema de control, el elemento indispensable es aquello que se desea controlar en este caso pueden ser las variables climáticas. Un sistema de control podemos ver como una planta la cual se puede describir como una caja negra con una serie de entradas, éstas se manipulan mediante un proceso y a su vez devuelve un conjunto de salidas (Figura 2.11). A las señales de entrada se les conoce como señales de control, y a las de salida como variables a controlar. Figura Diagrama sistema de control Sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado Existen dos tipos de sistemas de control: sistemas de control de lazo abierto (Figura 2.12) y sistemas de control en lazo cerrado (Figura 2.13). En ambos casos para la construcción del sistema de control es necesario añadir componentes que se encargan de determinar que señales son necesarias enviar a los actuadores para alcanzar el fin deseado. La diferencia entre los sistemas de control de lazo abierto y uno de lazo cerrado se centra en que en el primer sistema calcula las señales de control oportunas para alcanzar el objetivo u objetivos, pero no comprueba si realmente dichos objetivos están siendo conseguidos. En cambio en el segundo se utiliza lo que se conoce como realimentación, que consiste en medir la salida del sistema y compararlo con el valor deseado. De esta forma se comprueba que el

33 controlador tomará las acciones oportunas para indicar a los actuadores que realicen unas determinadas acciones y así poder corregirlo. Figura Sistema de control de lazo abierto. Figura Sistema de control del lazo cerrado Controles básicos en un invernadero. En la actualidad los controles climáticos existentes para un invernadero dependerán de los requerimientos del cultivo, como se mencionó anteriormente cada cultivo tiene factores climáticos diferentes para un crecimiento óptimo del mismo, por lo que los controles sencillos pueden llegar a ser desde temporizadores para los sistemas de riego, hasta sistemas de control para las bajas temperaturas mediante calefactores eléctricos o de gas controlados mediante un PLC, PC ó microcontroladores, pero los costos en estos sistemas muchas de las veces son excesivos, ya que puede existir una combinación de controladores (PC, PLC, microcontroladores) para un sistema de control, además los sistemas son realizados para un determinado tipo de clima

34 que difiere al de nuestra región. Es por ello para la implementación de un sistema de control dentro de un invernadero dependerá de los requerimientos climáticos existentes en la región donde se implementará, además del tipo de cultivo, por ello que se van a mencionar algunos de los sistemas eléctricos y electrónicos que se utilizan actualmente en los sistemas de control y automatización. Control mediante un PLC. Los PLC (Programmable Logic Controller en sus siglas en inglés) son dispositivos electrónicos muy usados en Automatización Industrial. Su historia se remonta a finales de la década de 1960, cuando la industria buscó en las nuevas tecnologías electrónicas una solución más eficiente para reemplazar los sistemas de control basados en circuitos eléctricos con relés, interruptores y otros componentes comúnmente utilizados para el control de los sistemas de lógica combinacional. El PLC actúa como unidad de control a partir de la información de todos los sensores y de la lógica de control, determinando las actuaciones a realizar dentro del sistema. El inconveniente de estos dispositivos es que muchos de éstos sólo sirven para encender o accionar algún otro dispositivo eléctrico (actuador), además de los costos de un PLC va desde los 100 dólares hasta los miles de dólares. La utilización de estos dispositivos requiere casi siempre de una PC ya que ésta es la que toma la decisión sobre algún dispositivo que conforme el sistema, son utilizados para controlar la lógica de funcionamiento de maquinas, plantas y procesos industriales además de realizar operaciones aritméticas. Los PLC s son típicamente usados en procesos industriales para la automatización de manufactura y que sea posible realizar cambios en el sistema de automatización. En la figura 2.14 se muestra la utilización del PLC junto con la PC para un sistema de control de parámetros climáticos.

35 Figura 2.14; Sistema de control mediante PLC. Control mediante Datalogger El Datalogger es un equipo electrónico autónomo para adquisición de datos y control, utilizado para ciencia, industria e investigación, alimentado por batería. En el control mediante Datalogger también es necesario el uso de una PC, pero a diferencia del control mediante PLC, no es necesario mantenerla conectada al Datalogger mediante el proceso en que se efectúa el control. Existen diferentes tipos de Datalogger en el mercado, es necesario conocerlos para determinar cual es el más adecuado para nuestro uso. A continuación se presentan algunos tipos de Datalogger. Datalogger (EM5) Este instrumento posee 5 canales de entradas para colectar datos provenientes de diferentes (no más de 5) instrumentos, en la figura 2.15 se muestra el dispositivo de almacenamiento de datos (Datalogger EM5).

36 Figura Datalogger EM5 Datalogger CR10X de Campbell Habitualmente dentro de una caja con fuente de alimentación, el CR10X muestrea las señales de sensores, las convierte a digital, las trata y almacena los resultados. Los datos pueden recogerse directamente en el lugar con un PC o mediante comunicaciones remotas. La capacidad de conectarle otros periféricos, permite aumentar la capacidad de canales de entrada, de control o la capacidad de almacenamiento de datos, según requiera cada aplicación. El CR10X posee salidas de excitación para alimentar sensores pasivos tales como, galgas extensiométricas, células de carga, transductores de presión y termistores. La linealización para los termopares está incluida. También dispone la posibilidad de lectura de sensores con salida RS232. El Datalogger CR10X presenta diferentes características, a continuación se enlistan las más sobresalientes. Características principales: 12 canales de entrada simples o 6 diferenciales con 13 bits de resolución. Alimentación de 9.6 a 16V dc. Puertos I/O digitales de control, alarmas y detección de eventos.

37 Hasta 2 MB de memoria. Almacena hasta 62,000 valores Una memoria flash opcional, aumenta la capacidad de almacenamiento de datos hasta 2Mbytes (1 millón de valores) Funcionamiento de 25ºC a +50ºC (opcional de 55ºC a +85ºC). Sistema de backup con pila interna. Consumo: 1mA en reposo, 13mA durante el proceso y 46mA durante medidas analógicas. Dimensiones Medidas: 198 x 89 x 38mm (240 x 93 x 75mm con el panel de conexiones) Peso: 910 grs. Figura 2.16; Datalogger CR10X

38 III. MÉTODO En este capítulo se escribe sobre el desarrollo del sistema completo para el monitoreo continuo del estado hídrico del suelo, planta y atmosfera bajo invernadero del CETT910 en el Valle del Yaqui. Dando a conocer las partes que conforman el sistema de monitoreo continuo así como su instalación, uso y mantenimiento.

39 3.1 Sistema de monitoreo continuo El sistema de monitoreo continuo del estado hídrico del suelo, planta y atmosfera se conforma por diferentes elementos con los cuales ya se contaban en el centro experimental transferencia de tecnología 910 (CETT910). Este sistema se encuentra dividido en 2 partes, el centro de monitoreo y el sistema de sensado, tal como se muestra a continuación. Centro de monitoreo está formado por: Datalogger CR10X Multiplexor AM416 Batería de 12V Fuente de alimentación regulada a 12V El sistema de sensado está formado por los siguientes sensores: Watermark (Sensor de humedad del suelo) Sensor HMP45C (Sensor de humedad relativa y temperatura ambiental) Dendrómetro (Sensor de variación del diámetro del tallo) Pyranometro SP-LITE (Sensor de radiación solar) El Datalogger CR10X es el alma del sistema de monitoreo ya que es el que recoge los datos obtenidos por los sensores, los trata según las especificaciones del usuario y los almacena. Cada vez que el usuario desee observar esos datos, deberá conectarse directamente al datalogger con una PC portátil. De a cuerdo con las especificaciones de los componentes del sistema de monitoreo se elaboró el diagrama esquemático que se muestra en la figura 3.1.

40 Sistema de monitoreo continuo Centro de Monitoreo Fuente Batería Datalogger Multiplexor Sistema de Sensado HMP45C Pyranómetro Dendrometro Watermark Figura Diagrama esquemático del sistema de monitoreo continuo 3.2 Desarrollo del sistema de sensado. Se llevará acabo la instalación de los diferentes tipos de sensores en sus respectivas áreas así como su cableado hasta el centro de monitoreo. Los diferentes sensores tomarán lecturas de humedad relativa y temperatura ambiental (Sensor HMP45C), humedad del suelo (watermark), radiación solar (SP-LITE) y variación del diámetro del tallo (Dendrómetros) para la estimación del cálculo del déficit de presión de vapor. Los datos serán almacenados por medio del Datalogger CR10X cada 30min, para luego desplegarlos en una PC portátil.

41 La figura 3.2 muestra en forma de diagrama esquemático a los sensores conectados al centro de monitoreo para que los datos puedan ser almacenados y controlados por el Datalogger CR10X para luego desplegar los datos en una PC portátil. watermark HMP45C Dendrómetro Pyranómetro SP-LITE Centro de Monitoreo PC Portátil Figura Diagrama esquemático para el diseño del sistema de sensado. Cada sensor se instala de manera diferente ya que son diferentes los parámetros que mide cada uno de ellos. A continuación se muestra la instalación de los diferentes sensores: Los sensores watermark van instalados en el suelo a una profundidad requerida captando así la humedad que recibe la raíz de la planta, tal como se muestra en la figura 3.3.

42 Figura Sensor Watermark ya instalado Debido que los sensores watermark van instalados en la tierra, previamente a la instalación deben limpiarse dejarse en un recipiente con agua durante 24 horas para que estos sensores mantengan el mismo nivel de humedad antes de ser introducidos en el suelo. A continuación podemos observar a los sensores Watermark dentro del recipiente con agua. Figura Sensores Watermark dentro de recipiente con agua

43 El sensor de humedad relativa y temperatura ambiental (HMP45C) va montado sobre un poste en el área de cultivo tal como se muestra en la figura 3.5. Figura Sensor HMP45C Los Dendrómetros van instalados directamente en la planta, midiendo las variaciones en el diámetro del tallo, para poder determinar el estrés hídrico que posee la planta. En la figura 3.6 se puede observar como esta montado el dendrómetro. Figura Dendrómetro instalado sobre la planta. El sensor de radiación solar (Pyranómetro SP-LITE) al igual que el sensor HMP45C va montado también sobre un poste, quedando el sensor en el área de cultivo tal como se muestra en la figura 3.7:

44 Área de cultivo Figura Instalación del Pyranometro SP-LITE Con estos sensores que conforman el sistema de sensado se obtendrán los parámetros primordiales de los cuales depende la planta para su mejor proliferación. 3.3 Centro de monitoreo mediante Datalogger CR10X El alma del Centro de monitoreo es el Datalogger CR10X debido a que es un equipo autónomo para adquisición de datos y control, utilizado para ciencia, industria e investigación. El CR10X muestrea las señales de los sensores, las convierte a digital, las trata y almacena los resultados. Estos datos pueden recogerse directamente en el lugar con una PC o mediante comunicaciones remotas. A continuación en la figura 3.8 se muestra el Datalogger CR10X Figura Datalogger CR10X

45 ALIMENTACIÓN Cualquier variación en el voltaje de alimentación del Datalogger CR10X afecta la lectura de los sensores, por eso es necesario usar una fuente de alimentación regulada a 12V junto con una batería de 12V. En las siguientes imagenes se muestra como realizar las conexiones entre la fuente, la batería y el Datalogger. En la figura 3.9 se muestra como los cables provenientes de la fuente alimentan a la batería y en la figura 3.10 se muestra como alimentar al Datalogger desde la batería. Cable color rojo: Terminal positiva (+) Cable color negro: Terminal negativa (-) Cables provenientes De la fuente de alimentación Regulada a 12volts Batería Figura Alimentación fuente - batería

46 12V (Terminal +) Tierra (Terminal -) Terminales de alimentación del Datalogger Terminales para tomar los 12V provenientes de la batería Figura Alimentación batería Datalogger CR10X Para evitar problemas con las lecturas de los sensores, el Datalogger CR10X cuenta con detección de nivel bajo de los 12V. Si la tensión de la batería desciende por debajo de 9.6V, el CR10X suspende la ejecución del programa para evitar medidas imprecisas y para conservar la batería que queda. Las comunicaciones con el Datalogger son aún posibles para realizar otro tipo de funciones. CONEXIÓN DE SENSORES En el invernadero se hace uso de un gran número de sensores, y el Datalogger CR10X no tiene las suficientes entradas para conectarlos todos, por eso es necesario el uso de un multiplexor para que todos puedan ser escaneados.

47 El centro de monitoreo contiene al multiplexor AM416 usándose cuando el número de sensores excede el número de entradas del Datalogger. Puede ser escaneado un máximo de 16 sets de 4 líneas por eso el nombre de A(análogo) M(multiplexor) 4(líneas X) 16(sets) resultando un total de 64 canales de entradas simples o 32 diferenciales que pueden ser multiplexadas. Figura Multiplexor AM416 Después de haber hecho las conexiones necesarias para que el centro de monitoreo se encuentre listo para su funcionamiento, se conectan los sensores a las entradas del multiplexor y del Datalogger CR10X según las especificaciones. A continuación en la figura 3.12 se muestra un diagrama esquemático del centro de monitoreo junto con el sistema de sensado.

48 Fuente de alimentación Regulada a 12V Batería 12V Datalogger Multiplexor Sistema de sensado Figura Diagrama esquemático del centro de monitoreo junto al sistema de sensado. Una vez conectados los sensores al centro de monitoreo es necesario darlos de alta en el Datalogger para que los reconozca y recolecte los resultados de sus mediciónes. El Datalogger CR10X viene junto con un software de soporte, llamado LoggerNet 3.2 para realizar el reconocimiento de sensores además de otras funciones, a continuación se mencionan algunas de ellas. Comunicación PC Datalogger Dar de alta los sensores Lectura de datos obtenidos por los sensores Cargar programas al Datalogger Ajustar el rango de tiempo de captura de datos El Datalogger tomará lecturas de los sensores cada lapso de tiempo según las especificaciones del usuario, en este caso se realizará cada 30 min. y las almacenará en la base de datos. El usuario podrá observar esas mediciones y podrá

49 trabajar con ellas, simplemente conectando una PC portátil al puerto serial del Datalogger y haciendo uso del programa LoggerNet 3.2. Figura 3.13; Conexión PC Datalogger usando cable de puerto serial Todo esto, será documentado en forma de manual práctico para proporcionarlo a las personas encargadas del invernadero del CETT910, para que conozcan más sobre la instalación, manejo y mantenimiento del sistema de monitoreo continuo del estado hídrico del suelo, planta y atmosfera instalado dentro de su invernadero.

50 IV. RESULTADOS En este capítulo se presentan los resultados que se obtuvieron con el uso del sistema de monitoreo continuo del estado hídrico. Mencionando en este documento las ventajas que se obtienen a diferencia del monitoreo en forma manual, además se muestran ejemplos del formato de los resultados que arroja este sistema.

51 4.1 Resultados obtenidos mediante el uso del Datalogger CR10X Ventajas obtenidas al usar el Datalogger CR10X Con el uso del Datalogger CR10X se obtuvieron muchas ventajas para el monitoreo continuo del cultivo. Facilitó el trabajo de la recolección de datos. Redujo el tiempo en el que se toma muestra de los sensores. Debido a la rapidez con que el Datalogger CR10X obtiene y procesa los datos, se conocen mas rápido las necesidades de las plantas, logrando así aplicar a tiempo las medidas necesarias para impedir que tengan un rendimiento escaso. Facilitó la obtención de datos a los tesistas encargados en el área de biotecnología. Las plantas de pepino y tomate tuvieron un mejor rendimiento. Abrió la puerta a practicantes y tesistas electrónicos para continuar con proyectos de control y comunicación mediante el mismo Datalogger CR10X dado que también puede realizar esas funciones Elaboración de un manual sobre la instalación, uso y mantenimiento del sistema de monitoreo continuo Basado en el equipo que se utilizó y las experiencias obtenidas durante su instalación y uso, se llevó a cabo la elaboración de un manual para orientar e instruir al usuario sobre la instalación, manejo y mantenimiento del sistema de monitoreo continuo con el Datalogger CR10X como base. Se redactó en forma sencilla y en un lenguaje accesible, personas que no tienen conocimiento sobre el área de electrónica tuvieron la oportunidad de leer este manual obteniendo buenos comentarios sobre el mismo, pudiendo interpretarlo fácilmente.

52 El manual para la instalación, manejo y mantenimiento del sistema de monitoreo continuo del estado hídrico del suelo, planta y atmosfera bajo invernadero híbrido del CETT910 se encuentra en los anexos de este documento. 4.2 Ejemplos del formato de los resultados que arroja el sistema Las siguientes tablas contienen los datos obtenidos por los diferentes sensores que se encontraban monitoreando un área del cultivo de tomate, se muestran solo los datos obtenidos en un periodo de 24 horas ya que son demasiados datos los que se obtuvieron durante todo el ciclo de cultivo. Sensores Watermark Tabla 4.1 datos obtenidos por los sensores Watermark

53 Sensor HMP45C Tabla 4.2 datos obtenidos por el sensor HMP45C

54 Pyranómetro SP-LITE Tabla 4.3 datos obtenidos por el Pyranómetro SP-LITE

55 Tabla Dendrómetro Tabla 4.4 datos obtenidos mediante los Dendrómetro

56

57 Figura gráfica estrés hídrico

58 CONCLUSIÓN Se realizó la evaluación del Sistema de Monitoreo Continuo haciendo uso del Datalogger CR10X obteniendo un eficaz monitoreo de las variables climáticas y del comportamiento del cultivo dentro del invernadero del CETT910. En un invernadero es necesario llevar a cabo la evaluación del comportamiento del cultivo para actuar de manera que las variables climáticas se mantengan dentro de los límites aceptables por las plantas. Evidentemente llevar a cabo el monitoreo de los parámetros de cultivo haciendo uso de la tecnología electrónica, como lo son los sensores de humedad del suelo, radiación, estrés hídrico, temperatura y humedad relativa otorgan una gran ventaja para conocer las necesidades de la planta y mejorar la producción hortícola, aún así existen diferentes problemas para llevar a cabo el monitoreo continuo de dichos parámetros dentro del invernadero, tales como los puntos que se mencionan a continuación: Es necesario tomar muestras las 24 horas, durante el transcurso del ciclo de cultivo. Es necesario tomar lectura a los diferentes sensores con su lector correspondiente. El proceso de tomar lectura a todos los sensores instalados debe ser mas rápido que el lapso de tiempo que se deja entre cada muestreo. Los datos de la lectura de los sensores es registrada a mano. Para llevar a cabo el proceso de monitoreo y registro de datos manualmente es necesario que lo realicen varios trabajadores a la vez para lograr hacerlo dentro del rango de tiempo permitido. Más gasto en contratación de personal. Los datos obtenidos al leer los sensores no se encuentran en los parámetros correspondientes, por lo cual deben de hacerse las conversiones necesarias.

59 Es necesario registrar todos los datos obtenidos de las mediciones en una PC para manejarlos fácilmente. Al agregar el Datalogger CR10X al sistema, para que se haga cargo del monitoreo de los sensores, además de realizar otras funciones, se eliminaron todos los problemas mencionados en los puntos anteriores y obteniendo como ventajas como las que se mencionan en los siguientes puntos. Ventajas obtenidas con el uso del Datalogger CR10X: El Datalogger CR10X escannea a todos los diferentes sensores y lo hace en cuestión de segundos. Puedes variar el rango de tiempo entre cada escanneo adecuándolo según los resultados que se obtienen de los sensores. Almacena los datos obtenidos por las mediciones de los sensores y las presenta en tablas de Excel. No es necesario dejar trabajadores tomando lectura de los sensores las 24 horas. Una sola persona puede ir y revisar los datos con el uso de una PC portátil ahorrando tiempo y evitando gastos en contratación de más personal. Pueden cargarse diferentes programas al Datalogger para que realice diferentes funciones de acuerdo a nuestras necesidades, tales como realizar ecuaciones para la conversión de unidades, cálculo del déficit de presión de vapor, obtener la evapotranspiración máxima de cultivo, etc. Fácil instalación, manejo y mantenimiento del sistema. Además de llevar a cabo la función de monitorear, también el Datalogger CR10X tiene funciones para control, alarmas y detección de eventos.

60 Con el uso de este sistema de monitoreo mediante el Datalogger CR10X, se obtuvieron los datos de manera rápida y práctica. Disponer de la información especifica en un solo documento como el manual de usuario para el sistema de monitoreo continuo logra que se facilite y ahorre tiempo de conseguir la información necesaria para la instalación, uso y mantenimiento del mismo haciendo uso de pasos con lenguaje accesible para su mejor comprensión. A continuación se mencionan las diferentes observaciones y sugerencias que surgieron en el transcurso de la implementación y uso del sistema de monitoreo continuo. Observaciones y Sugerencias Instalación eléctrica apropiada dentro del invernadero, para alimentar todo el sistema de monitoreo además de otros aparatos que se usan dentro del mismo. Uso de canaletas para facilitar el cableado de los sensores, con ellas, el cableado se realiza de manera más ordenada además se evita que el cable o la estructura del invernadero se maltrate. Uso de canastas para guardar los sensores después de desinstalarlos, estas canastas se instalarían a la misma altura de las canaletas por las cuales pasan los cables del mismo sensor, evitando así quitar todo el cableado al finalizar el periodo de cultivo y volver a instalarlo al inicio del periodo. Es recomendable que los sensores HMP45C y Pyranómetro SP-LITE se instalen al centro del cultivo, y se varíe su altura según el crecimiento que va teniendo la planta. Realizar calibración continua de los sensores (consultar los archivos.pdf de Campbell del sensor a calibrar).

61 Verificar que el Datalogger siempre se encuentre alimentado con 12V. Uso de SAI (sistema de alimentación ininterrumpida) para evitar problemas cuando se va la luz, además de mejora la calidad de la energía eléctrica que llega a los aparatos, filtrando subidas y bajadas de tensión y eliminando armónicos de la red.

62 APÉNDICE

63 MANUAL DE USUARIO AUTOR: ING. GERARDO A. GAXIOLA ROJAS

64 ÍNDICE Capítulo 01 Descripción del equipo... 6 Centro de monitoreo... 7 Sistema de sensado Capítulo 02 Instalación y Conexión del equipo Alimentación y conexión del Datalogger CR10X Montaje de los sensores Conexión de sensores en Datalogger CR10X Capítulo 03 Manejo del equipo Establecer comunicación entre la PC y el Datalogger Alta de sensores en LoggerNet Recolección y lectura de datos Capítulo 04 Opciones avanzadas Capítulo 05 Recomendaciones y mantenimiento del equipo Capítulo 06 Anexos LISTA DE TABLAS Y FIGURAS

65 Tabla 1.- Relación color función en terminales del HMP45C...30 Figura 1.- Diagrama esquemático del sistema de monitoreo continuo...3 Figura 2.- Datalogger CR10X...7 Figura 3.- Multiplexor AM Figura 4.- Sensor WATERMARK...11 Figura 5.- Sensor HMP45C...13 Figura 6.- Pyranómetro SP-LITE...14 Figura 7.- Circuito eléctrico del SP-LITE...15 Figura 8.- Dendrómetro...16 Figura 9.- Gabinete de seguridad, Repisa de apoyo Soporte para la fuente de alimentación...18 Figura 10.- ubicación del poste para montar el centro de monitoreo...19 Figura 11.- alturas de montaje del centro de monitoreo...19 Figura 12.- alimentación de la fuente a la batería...20 Figura 13.- alimentación de la batería al Datalogger...21 Figura 14.- Conexiones Datalogger Multiplexor...22 Figura 15.- Sensores Watermark sumergidos en agua...24 Figura 16.- Sensor Watermark instalado...25 Figura 17.- Sensor HMP45C...26 Figura 18.- Medida y posición para la instalación del sensor HMP45C...26 Figura 19.- Instalación del Pyranómetro SP-LITE...27 Figura 20.- Dendrómetro instalado en la planta...28 Figura 21.- Conexión sensores Watermark...29 Figura 22.- Conexión del Sensor HMP45C en el Datalogger...30 Figura 23.- Terminales del Pyranómetro SP-LITE...31 Figura 24.- Conexión del Pyranómetro en Datalogger CR10X...31 Figura 25.- Conexión Dendrómetros...32 Figura 26.- Conexión PC Datalogger usando cable de puerto serial...34 Figura 27.- Icono de LoggerNet

66 Figura 28.- Barra de herramientas de LoggerNet Figura 29.-selección de Datalogger y comunicación del mismo con la PC...36 Figura 30.- Comunicación PC Datalogger...37 Figura 31.- PC Datalogger incomunicados...37 Figura 32.- Sección Data Displays, botón 1 fila numeric...38 Figura 33.- ventana CR10X Numeric Display Figura 34.- selección de sensores...40 Figura 35.- Sensores dados de alta...40 Figura 36.- Colección de datos...41 Figura 37.- Lectura de datos...42 Figura 38.- Botón EZSetup de la barra de herramientas...44 Figura 39.- Botones Setup, Connect y Status de la barra de herramientas...44 Figura 40.- Botones ShortCut, EDlog y CRBasic de la barra de herramientas...45 Figura 41.- Botón Split de la barra de herramientas...45 Figura 42.- Botón View de la barra de herramientas...46 Figura 43.-botones RTMC Dev y RTMC RT de la barra de herramientas...46 Figura 44.- botón PakBus Graph de la barra de herramientas...46

67 Introducción El Centro experimental Transferencia de Tecnología 910 (CETT910) cuenta con un invernadero de tipo híbrido de 40 x 60 metros, donde se realiza experimentación en los cultivos de tomate, pepino y chile bell pepper. Actualmente el invernadero cuenta con un sistema de monitoreo continuo del estado hídrico del suelo, planta y atmosfera obteniendo así los parámetros de humedad relativa y temperatura ambiental, temperatura y humedad del suelo, radiación solar y el cálculo de déficit de presión de vapor para relacionarlo con el desarrollo del cultivo.

68 Sistema de monitoreo continuo El sistema de monitoreo continuo se encuentra dividido en 2 partes, el centro de monitoreo y el sistema de sensado. Centro de monitoreo está formado por: Datalogger CR10X Multiplexor AM416 Batería de 12V Fuente de alimentación regulada a 12V El sistema de sensado está formado por los siguientes sensores: Watermark (Sensor de humedad del suelo) Sensor HMP45C (Sensor de humedad relativa y temperatura ambiental) Dendrómetro (Sensor que mide la variación del diámetro del tallo) Pyranómetro SP-LITE (Sensor de radiación solar) El Datalogger CR10X es el alma del sistema de monitoreo, ya que es el que recoge los datos obtenidos por los sensores, los trata según las especificaciones del usuario y los almacena. Cada vez que el usuario desee observar esos datos, deberá conectarse directamente al datalogger con una PC portátil.

69 A continuación en la figura 1 se muestra el diagrama esquemático de cómo se conforma el sistema de monitoreo continuo. Sistema de monitoreo continuo Centro de Monitoreo Fuente Batería Datalogger Multiplexor Sistema de Sensado HMP45C Pyranómetro Dendrómetro Watermark Figura 1.- Diagrama esquemático del sistema de monitoreo continuo

70 Alcance y Descripción del manual Finalidad del manual Orientar e instruir al usuario sobre la instalación, manejo y mantenimiento del sistema de monitoreo continuo usando al Datalogger CR10X como base del centro de monitoreo debido a su amplio juego de operaciones. Describiendo puntos desde las características de los elementos que conforman al sistema hasta el manejo del equipo utilizando el software LoggerNet 3.2 de campbell. El Manual contiene información acerca de cómo instalar, manejar y dar mantenimiento al sistema de monitoreo continuo del invernadero del CETT910 incluyendo los siguientes temas: Descripción del equipo. Instalación y conexión del centro de monitoreo. Instalación del sistema de sensado. Conexión de los sensores al Datalogger CR10X. Comunicación entre la PC portátil y el Datalogger CR10X. Manejo del equipo utilizando el software LoggerNet 3.2 Recomendaciones y mantenimiento del equipo Cómo utilizar el manual Si es la primera vez que trabaja con el Datalogger CR10X, es recomendable que lea todo el Manual del sistema de monitoreo continuo del invernadero del CETT910. Si ya dispone de los conocimientos necesarios, consulte el índice para encontrar la información que precise. En los anexos se proporcionan informaciones adicionales (datos técnicos de los equipos, etc.)

71 El Manual del sistema de monitoreo continuo se divide en los siguientes capítulos: Capítulo 1.- DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO describe la función y las características principales de todos los elementos que conforman el sistema completo de monitoreo continuo. Capítulo 2.- INSTALACIÓN Y CONEXIÓN DEL EQUIPO informa acerca de la instalación y conexión del centro de monitoreo, así como la instalación de los sensores y su conexión con el datalogger CR10X. Capítulo 3.- MANEJO DEL EQUIPO informa acerca de cómo establecer comunicación entre el datalogger y una PC portátil, como dar de alta los sensores en el software LoggerNet 3.2 y también como leer y recolectar los datos. Capítulo 4.- OPCIONES AVANZADAS describe las diferentes funciones que contiene el software LoggerNet 3.2 para realizar diversas tareas. Capítulo 5.- RECOMENDACIONES Y MANTENIMIENTO contiene diversos puntos para el mantenimiento del equipo así como las recomendaciones para facilitar y mejorar la instalación del sistema.

72 Capítulo 01 En este capítulo se describen los componentes que conforman al centro de monitoreo y al sistema de sensado, además de mencionar sus características principales.

73 En el centro de monitoreo se encuentran elementos encargados de alimentar al sistema de monitoreo continuo además de los elementos encargados de efectuar la recolección de datos, manejarlos y almacenarlos. El centro de monitoreo está formado por los siguientes componentes: Datalogger CR10X Multiplexor AM416 Batería de 12V Fuente de alimentación regulada a 12V A continuación se describen cada uno de ellos. DATALOGGER CR10X El Datalogger CR10X es el alma del centro de monitoreo ya que es el que recoge los datos obtenidos por los sensores, los trata según las especificaciones del usuario y los almacena. Debido a que los sensores que se conectan al datalogger son elementos pasivos, este debe alimentarse con 12V y evitar que este voltaje varíe, en la figura 2 se muestra el datalogger CR10X. Figura 2.- Datalogger CR10X

74 El Datalogger CR10X es un equipo electrónico autónomo para adquisición de datos y control, utilizado para ciencia, industria e investigación. Habitualmente dentro de una caja con fuente de alimentación. El CR10X muestrea las señales de los sensores, las convierte a digital, las trata y almacena los resultados. Estos datos pueden recogerse directamente en el lugar con una PC o mediante comunicaciones remotas. Características principales: 12 canales de entrada simples o 6 diferenciales con 13 bits de resolución. Alimentación de 9.6 a 16V dc. Puertos I/O digitales de control, alarmas y detección de eventos. Hasta 2 MB de memoria. Almacena hasta 62,000 valores Una memoria flash opcional, aumenta la capacidad de almacenamiento de datos hasta 2Mbytes (1 millón de valores) Funcionamiento de 25ºC a +50ºC (opcional de 55ºC a +85ºC). Sistema de backup con pila interna. Consumo: 1mA en reposo, 13mA durante el proceso y 46mA durante medidas analógicas.

75 MULTIPLEXOR AM416 La función primaria del Multiplexor AM416 es la de incrementar el número de sensores que puedan ser escaneados por el Datalogger CR10X. Usándose cuando el número de sensores excede el número de entradas del Datalogger. Puede ser escaneado un máximo de 16 sets de 4 líneas por eso el nombre de A(análogo) M(multiplexor) 4(líneas X) 16(sets) resultando un total de 64 canales de entradas simples o 32 diferenciales que pueden ser multiplexadas, que junto con las entradas del datalogger serian un total de 76 canales de entradas simples o 38 diferenciales. En la figura 3 podemos observar el multiplexor AM416. Figura 3.- Multiplexor AM416

76 FUENTE DE ALIMENTACIÓN Una fuente de alimentación es el elemento activo que es capaz de generar una diferencia de potencial entre sus terminales o proporcionar una corriente eléctrica. Convierte la tensión alterna de la red industrial en una tensión prácticamente continua. La fuente de alimentación debe de regularse a 12V para mantener la carga de la batería que alimentará constantemente al Datalogger. BATERÍA Una batería eléctrica es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso químico transitorio, con el cual se va disminuyendo su actividad con el tiempo y es necesario cargarlo de energía con una fuente eléctrica. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la batería, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo positivo o ánodo y el otro es el polo negativo o cátodo. El Datalogger es alimentado por una batería que a su vez es alimentada por una fuente debido a 2 motivos importantes. La batería estará a su máxima carga para alimentar al datalogger en caso de que el invernadero se quede sin corriente eléctrica. Al conectar la batería entre el datalogger y la fuente de alimentación, se evitan variaciones de voltaje a la entrada del datalogger.

77 El sistema de sensado está formado por los sensores que medirán los diferentes parámetros ambientales, del suelo y del cultivo. A continuación se describen cada uno de ellos. Watermark (Sensor de humedad del suelo) Sensor HMP45C (Sensor de humedad relativa y temperatura ambiental) Dendrómetro (Sensor de variación del diámetro del tallo) Pyranómetro SP-LITE (Sensor de radiación solar) WATERMARK (SENSOR DE HUMEDAD DEL SUELO) El sensor Watermark se utiliza para la medición de la humedad de la tierra, se introducen en el suelo al mismo nivel que la raíz de la planta. Esta medición es necesaria para tener control de la frecuencia y dosis de los riegos. Los sensores de humedad de la tierra Watermark pueden utilizarse en todos los cultivos y con todos los métodos de riego. A continuación en la figura 4 se muestra el sensor WATERMARK. Figura 4.- Sensor WATERMARK

78 Características del sensor Watermark: Se adaptan a casi todos los suelos que normalmente se cultivan, hasta los más arcillosos. Pueden reflejar tensiones comprendidas de 20 a 200kPa. Es afectada por la temperatura del suelo. No requieren mantenimiento y pueden dejarse en el suelo durante temporadas completas ya que no son sensibles al frío. Compensan automáticamente por variaciones de salinidad del suelo que, de otro modo falsificarían las lecturas. Construcción robusta en acero inoxidable y plásticos especiales para una larga vida sin problemas. Especialmente indicado en cultivos de larga duración.

79 HMP45C (SENSOR DE TEMPERATURA Y HUMEDAD RELATIVA) El sensor HMP45C mide la temperatura y humedad relativa que hay en el ambiente, contiene una resistencia de platino que detecta la temperatura y un sensor capacitivo para la humedad relativa, a continuación se muestra en la figura 5 al sensor HMP45C. Figura 5.- Sensor HMP45C Características: Debe ser alimentado con 12V y su consumo es de poco menos de 4 miliamperes. La temperatura a la que trabaja está en el rango de -40 C a +60 C mostrando a su salida un rango de a 1V. El rango de medición de la humedad relativa es de: 0% a 100% mostrando a su salda un rango de 0. 8 a 1V

80 PYRANÓMETRO SP-LITE (SENSOR DE RADIACIÓN SOLAR) El sensor SP-LITE es usado para medir la radiación solar, mide la energía solar que recibe en la parte superior, teniendo una visión de 180. En la figura 6 se muestra el Pyranómetro SP-LITE. Figura 6.- Pyranómetro SP-LITE Características: La salida es expresada en Watts sobre metro cuadrado (Wm -2 ). Tiene una sensitividad de 10µV/(Wm -2 ) Es designado para el uso continuo. La sensitividad eléctrica del fotodiodo cambia con la temperatura, el valor nominal es del 0.2% de cambio por C.

81 Figura 7.- Circuito eléctrico del SP-LITE DENDRÓMETRO (VARIACIÓN DEL DIAMETRO DEL TALLO) Los dendrómetros son modernos sensores que miden las microvariaciones del diámetro del tronco y tallos de las plantas. Puesto que el diámetro de estos órganos depende de dos componentes, el propio crecimiento de estos y de la pérdida de agua, existen unas variaciones continuas a lo largo del día, encontrándonos cada 24 horas con un máximo y un mínimo de grosor, a esta variación se le llama contracción, y las contracciones anormales nos pueden indicar estrés en la planta. En la figura 8 se muestra el dendrómetro instalado en la planta.

82 Figura 8.- Dendrómetro

83 Capítulo 02 En este capítulo se describe la manera en que deben de instalarse los elementos del sistema de monitoreo continuo, también la forma en que se llevan a cabo las conexiones internas y de alimentación del centro de monitoreo. Además de las conexiones entre el sistema de sensado y el centro de monitoreo.

84 Antes de realizar las conexiones es necesario verificar si el centro de monitoreo se encuentra montado adecuadamente, para esto se recomienda seguir las siguientes consideraciones de montaje. Si los elementos del sistema de monitoreo no están instalados dentro del invernadero, se encuentran guardados dentro del almacén del CETT910, en caso de no ser así, pregunte al doctor encargado de la investigación. Se cuenta con un gabinete de seguridad en el cual van montados el datalogger, la batería y el multiplexor, además se cuenta con una repisa de apoyo y un soporte metálico para la fuente de alimentación tal como se muestra en la figura 9. Figura 9.- a la izquierda se muestra el gabinete de seguridad y a la derecha la repisa de apoyo y el soporte para la fuente de alimentación.

85 Localizar el área de cultivo que será monitoreado para determinar en qué poste vertical se montará el centro de monitoreo. Es recomendable montarlo en el 2do poste desde el pasillo hacia dentro, a un lado del cultivo tal como se muestra en la figura 10. Figura 10.- ubicación del poste para montar el centro de monitoreo. El gabinete de seguridad, la repisa de apoyo y el soporte para la fuente de alimentación se sujetan al poste con abrazaderas metálicas a las alturas que se muestran en la figura 11. Figura 11.- alturas de montaje del centro de monitoreo.

86 Después de haber instalado el centro de monitoreo, es necesario hacer las conexiones adecuadas para su funcionamiento. A continuación se muestra la manera en que se deben de hacer las conexiones de alimentación (fuente de alimentación - batería, batería Datalogger) y las conexiones datalogger - multiplexor para que funcionen de acuerdo a nuestras necesidades. Nota: evitar que los cables queden tensos al conectarlos. 1. Conexión Fuente de alimentación Batería: Primeramente la fuente de alimentación debe de regularse a 12v. sus terminales deben conectarse en las entradas bajo las terminales de la batería, estas se encuentran en el soporte donde va montada la batería (véase la figura 12). Cable color rojo: Terminal positiva (+) Cable color negro: Terminal negativa (-) Terminales provenientes De la fuente de alimentación Regulada a 12volts Batería Figura 12.- alimentación de la fuente a la batería.

87 2. Conexión Batería Datalogger: para alimentar al Datalogger es necesario tomar 12v y enviarlos a la entrada que se encuentra en la parte superior derecha del Datalogger, esto se muestra en la figura v (Terminal +) Tierra (Terminal -) Terminales de alimentación del Datalogger Terminales para tomar los 12v provenientes de la batería Figura 13.- alimentación de la batería al Datalogger

88 3. Conexión Datalogger Multiplexor: las conexiones entre el Datalogger CR10X y el Multiplexor AM416 deben de hacerse según sus especificaciones, a continuación en la figura 14 se muestra el diagrama de conexiones entre ambos. Figura 14.- Conexiones Datalogger Multiplexor La resistencia que va conectada en el Datalogger entre las terminales H1 y E1 es una resistencia de porcelana de 1KΩ de 10W.

89 Para realizar el montaje de los sensores es necesario tomar en cuenta las consideraciones de cableado y de seguridad de los mismos. Al realizar el cableado, es necesario tener en cuenta la distancia y el camino que recorrerán los cables de los sensores hasta llegar al Datalogger. Arriba de los cultivos corren líneas de acero, unas son utilizadas para sostener las plantas y hay otras líneas que son parte de la estructura del invernadero, debido a que no existen canaletas especiales para hacer el cableado de los sensores, estas líneas pueden ser utilizadas para hacer el cableado. Puntos importantes al hacer el cableado de los sensores hasta el Datalogger: Los cables de los sensores no deben quedar tensos, porque las plantas al crecer en ocasiones sujetan y jalan los cables pudiendo ocasionar que el sensor se mueva de lugar, se desconecte o se dañe la planta. Cuidar de no maltratar las plantas. Marcar los cables para identificar el tipo y número de sensor, para evitar conexiones erróneas al datalogger.

90 SENSOR DE HUMEDAD DEL SUELO: WATERMARK Este sensor se introduce en el suelo para poder tomar las lecturas de humedad. Antes de instalar los sensores Watermark, es necesario sumergirlos en agua durante 24 horas para humedecer la capsula logrando que estos sensores se nivelen a la misma humedad antes de instalarse, tal como se muestra en la figura 15. Figura 15.- Sensores Watermark sumergidos en agua

91 Para la instalación de estos sensores es necesario seguir los siguientes pasos: 1. Después de haber estado sumergidos los sensores 24 horas en agua, se procede a limpiar con un trapo limpio el bulbo de cada sensor con el fin de eliminar alguna impureza como moho o lodo. 2. En una cubeta se hace una pasta de agua con tierra muy fina (de la misma tierra donde se sembrará la planta) hasta producir un lodo suave, que no quede muy espeso. 3. Ubicar las plantas que servirán de muestra. 4. Con un tubo del mismo grosor del sensor, se hace un agujero a la profundidad requerida a la mitad de distancia entre una planta y otra. 5. Llenar el agujero con la pasta hecha previamente, esto es para que al introducir el sensor, no queden huecos con aire que impidan el contacto directo entre la tierra y este. 6. Introducir el sensor. Figura 16.- Sensor Watermark instalado

92 SENSOR DE TEMPERATURA Y HUMEDAD RELATIVA: HMP45C Figura 17.- Sensor HMP45C Debido a que este sensor, mide la humedad relativa y la temperatura del ambiente, debe instalarse a una altura de 1.80m aproximadamente sobre el área a sensar. Las terminales de este sensor, son algo cortas, por lo que se recomienda instalarlo en el mismo poste donde está instalado el centro de control. A continuación en la figura 18, se muestra su instalación. 1.80m Figura 18.- Medida y posición para la instalación del sensor HMP45C

93 SENSOR DE RADIACIÓN SOLAR: Pyranómetro SP-LITE El Pyranómetro mide la energía solar que percibe gracias al fotodiodo que contiene en la parte superior, percibe la luz solar de la misma manera que las plantas, en un rango de 180, por lo que es necesario ponerlo en la misma área donde se encuentran las plantas para así tener mas exactitud al detectar la radiación solar que llega a ellas. Este sensor va instalado a 2m de altura, además cuenta con una burbuja de nivelación. A continuación en la figura 19 se muestra la forma en que debe ser instalado. Figura 19.- Instalación del Pyranómetro SP-LITE

94 VARIACIÓN DEL DIÁMETRO DEL TALLO: Dendrómetro Debido a que los dendrómetros son sensores que toman los datos directamente de la planta, midiendo la variación del grosor del tallo, es necesario tener un mayor cuidado con el trato de las plantas al instalar el sensor. Por este motivo, se recomienda que solo se efectúe el cableado de estos sensores, la instalación del dendrómetro en la planta será realizada por la persona encargada del cultivo. NOTA: Este sensor debe ser instalado cuando el grosor del tallo de la planta mida aproximadamente 1cm. A continuación en la figura 20 se muestra el dendrómetro instalado en la planta. Figura 20.- Dendrómetro instalado en la planta

95 Antes de conectar los sensores al Datalogger, es necesario tener bien identificado el tipo, la posición y el número de sensor que se conectará. Conexión de sensores Watermark Estos sensores van conectados al multiplexor, la terminal positiva en H1 y la negativa en L1, el número máximo de sensores Watermark que pueden ser conectados es de 16 sensores tal como se muestra en la figura 21. Figura 21.- Conexión sensores Watermark

96 Conexión sensor HMP45C Todas las terminales de este sensor van conectadas directamente al Datalogger, contiene 8 terminales de diferentes colores según su función, véase la figura 22. A continuación se muestra una tabla con el color de cada Terminal y su función correspondiente: Tabla 1.- Relación color función en terminales del HMP45C Figura 22.- Conexión del Sensor HMP45C en el Datalogger.

97 Conexión Pyranómetro SP-Lite El pyranómetro SP-LITE cuenta con 3 terminales de diferentes colores, en la figura 23 se indica el color y la función de cada terminal. Figura 23.- Terminales del Pyranómetro SP-LITE Las terminales del Pyranómetro se conectan directamente al Datalogger tal y como se muestra en la figura 24: Figura 24.- Conexión del Pyranómetro en Datalogger CR10X

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