Diego Delgado Ingeniero Agrícola - Equipos para monitoreo y control en cultivos hidropónicos
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Equipos para monitoreo
y control en cultivos
hidropónicos
Diego Delgado
Ingeniero Agrícola
Contenido
• Introducción a la Hidroponía
• Representación esquemática de un sistema hidropónico.
• Métodos de hidroponía
• Variables por controlar
• La solución nutritiva
• Monitoreo y control
• Tipos de control
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INTRODUCCIÓN A LA HIDROPONÍA
• La palabra hidropónico se deriva del
griego Hydro (agua) y ponos (labor,
trabajo), es decir, trabajo en agua.
• Ciencia del desarrollo de las plantas
sin utilizar el suelo, aunque (en
algunos casos) se usa un medio de
cultivo inerte y elementos esenciales
que la planta necesita para su
desarrollo.
• Primeros trabajos en Hidroponía ;
Gericke (1928)
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¿HIDROPONÍA EN SUSTRATOS?
• Se dice que los sistemas
hidropónicos son los que su
medio de cultivo es AGUA y solo
AGUA.
• Los cultivos que se establecen
con algún tipo de sustrato que
servirá de soporte para las raíces
se conocen como Semi-
hidropónicos
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VENTAJAS
• Óptimo uso de los recursos de • No es necesaria la rotación de
producción. cultivos
• Permite la obtención de • Mínima pérdida de Agua*
productos “limpios” • Reducción en Aplicación de
• Permite cultivar donde el suelo Agroquímicos
es limitante. • El Sistema se ajusta a áreas de
• Bajos requerimientos de MO y producción no tradicionales
maquinaria.
• Altos rendimientos por superficie
- año.
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DESVENTAJAS
• Inversión inicial “alta”.
• Conocimiento de nutrición mineral.
• Conocimiento de la fisiología de las plantas.
• Conocimiento de los requerimientos ambientales.
• Desbalances nutricionales causan inmediato efecto en el cultivo (por
falta de monitoreo y/o control)
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PINCIPIOS DE LA HIDROPONÍA
El sistema de producción Hidropónico se basa en los principios:
- Producción intensiva (frutas, hortalizas, plantas ornamentales, etc.).
- Producción más limpia
- Recirculación del medio de cultivo.
- Protección del medio ambiente (mínimo recambio de agua), control y
aprovechamiento de los vertimientos (sedimentos).
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Representación esquemática de un cultivo
hidropónico
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MÉTODOS DE HIDROPONÍA
Dependiendo del medio utilizado para el desarrollo de las raíces, los
sistemas Hidropónicos se pueden clasificar en tres grupos:
➢ Cultivos en agua (con solución nutritiva);
➢ Cultivos en aire (aeropónicos)
➢ Cultivos en sustrato con solución nutritiva
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MÉTODOS DE HIDROPONÍA – NFT
E ste s i ste m a e n l á m i n a d e
nutrientes es más conocido como
Nutrient Film Technique (NFT).
www.hannacolombia.comMÉTODOS DE HIDROPONÍA – Raíz Flotante
• Las plantas se mantienen en contacto con la
superficie de un(os) contenedor (es) y la solución
de nutrientes fluye a través de éste como una fina
lámina al alcance de las raíces.
www.hannacolombia.comMÉTODOS DE HIDROPONÍA – Sistemas de producción expuestos al aire -
Cultivos aeropónicos
• Un cilindro de PVC u otros materiales
en posición vertical y que por la acción
de nebulizadores o microaspersores
dispuestos dentro del cilindro se
ejecutan los pulsos de riego.
www.hannacolombia.comMÉTODOS DE HIDROPONÍA – Sistemas de producción en sustrato
• Material sólido (natural o de
síntesis), colocado en un
contenedor o bolsa, en forma
pura o mezcla, permite el
desarrollo del sistema radicular;
más usados:
Arena, perlita, lana de roca, turbas,
fibra de coco, cascarilla de arroz.
www.hannacolombia.comVariables a considerar en hidroponía – pH
El pH se refiere
a la La función del
concentración pH en la
de iones de hidroponía está
Hidrogeno (H+) directamente
los cuales relacionada con
determinan el la solución
grado de nutritiva, es
acidez y decir tener
basicidad de disponibles los
una solución. elementos
facilitando su
a b s o rc i ó n
evitando el
estrés o
d e s g a s t e
al cultivo.
• pH óptimo ! 5,5 a 6,5
www.hannacolombia.comVariables a considerar en hidroponía – Conductividad Eléctrica (CE)
Expresa la concentración total de
sales solubles contenidas en las
aguas de riego.
La conductividad eléctrica se puede
expresar en diferentes unidades
(Siemens/cm, mhos/cm) y sus Clasificación de las aguas según la salinidad
equivalencias son las siguientes: 1 del agua de riego (James et al., 1982)
dS/m =1 milimhos/cm = 1000 µS/
cm
www.hannacolombia.comVariables a considerar en hidroponía – Oxígeno
Disuelto (OD)
• Se recomiendan niveles de oxígeno
disuelto (OD) iguales o mayores a 5
mg/L, lo contrario puede resultar en
el detrimento o muerte de las
plantas.
• Altas temperaturas ----- > Bajo OD
Lo que causa un aumento en la tasa de
respiración de la raíz y el consumo de
oxígeno por la planta.
www.hannacolombia.comVariables a considerar en hidroponía – Temperatura/(%)HR/Radiación
• Factores medioambientales que
i n f l u ye n d i re c ta m e n t e e n l a
evapotranspiración de la planta y así
mismo en el consumo de agua/
solución de fertilización.
www.hannacolombia.comEFICIENCIA DE UN SISTEMA NFT
www.hannacolombia.comLA SOLUCIÓN NUTRITIVA
• La elección de las sales y/o fertilizantes depende de:
• La proporción relativa de iones necesaria
• Grado de solubilidad de las sales.
• Calidad del fertilizante.
Debe usarse un fertilizante de grado o calidad
invernadero, ya que una calidad baja contiene
gran cantidad de materia inerte, la cual puede
formar una capa sobre la zona radicular, que
impide la absorción de nutrientes, y puede
ocasionar taponamientos en las líneas de
alimentación.
www.hannacolombia.comLA SOLUCIÓN NUTRITIVA – RECOMENDACIONES GENERALES
• No mezclar soluciones de nitrato de
calcio con sulfatos o fosfatos dado que
puede formar sulfato de calcio o fosfato
de calcio respectivamente.
• La solución nutritiva debe ser renovada
máximo una vez por mes.
• La forma de evaluar la concentración de
sales es a través de la conductividad
eléctrica (CE) a el riego y los lixiviados.
www.hannacolombia.comCOMPOSICION DE LA SOLUCIÓN DE FERTILIZANTES
www.hannacolombia.comAPLICACIONES DE LA TÉCNICA
• Hortalizas y plantas aromáticas;
• Acelgas, alcachofas, ajos, berenjenas,
betabeles, brócolis, calabazas, cebollas,
chícharos, coles, coliflores, ejotes,
jitomates, pepinos, rábanos, tomates,
zanahorias, todas las variedades de
lechugas y distintos tipos de chiles.
• Frutos como:
• arándanos, fresas, frambuesas y
zarzamoras. La granada, maracuyá,
melón, papaya, piña, plátano y sandía
también forman parte de las frutas que
se pueden obtener por esta técnica.
www.hannacolombia.comRENDIMIENTO: HIDRPONÍA Vs CULTIVO EN SUELO
www.hannacolombia.comMONITOREO Y CONTROL
www.hannacolombia.comMONITOREO DEL AGUA DE RIEGO
• Monitoreo de pH y EC con el HI 98131 en cultivo de
lechuga crespa modalidad NFT. • Monitoreo de pH y EC con el HI 981420 en cultivo de
(Tenjo Cundinamarca 2019) cannabis indoor modalidad NFT y con sustrato de arlita.
(Bogotá D.C 2020)MONITOREE pH, CE/TDS – Mediciones puntuales
HI 98118 HI 98115
HI 98131
HI 9814
HI 98318MONITOREE pH, CE/TDS y Temperatura en
línea
• 3 sensores combinados en una sonda
resistente de cuerpo único diseñado para la
inmersión continua hasta de 2 metros.
• Grado de protección IP65: diseñado para
soportar entornos de crecimiento difíciles
• Compensación automática de la
temperatura:
• Registro de datos durante 30 días: el
equipo registra cada 15 minutos almacena
valores mínimos, máximos y promedio.
• Transferencia de datos: puerto USB-C para
transferir datos fácilmente a la tarjeta de
memoria o PC
• Alarma alta y baja: advierte cuando su
solución de nutrientes hidropónicos se
encuentra fuera del rango deseado gracias
Conexión en línea – ¾” a 8 bar HI 981420 a su pantalla parpadeante y un mensaje
www.hannacolombia.comMONITOREE pH, CE/TDS y Temperatura en
línea
www.hannacolombia.comSISTEMAS DE CONTROL pH, CE/TDS y
Temperatura en línea / CLORO LIBRE
• Control de pH y Cloro libre con el PCA 330 en cultivo de
propagación de hornamentales.
(Tenjo Cundinamarca 2018)
www.hannacolombia.comSistema dosificador para pH – HI 981412
ELECTRODO - pH HI 10063
HI 981412
www.hannacolombia.comSistema dosificador para Ph – Groline HI 981412-10
# Descripción
1 Electrodo pH - HI 10063
2 Tubo Flexible PVC (succión)
3 Tubo rígido PE (descarga)
4 Filtro de succión
5 Inyector con rosca de ½”
6 Silleta montaje para tubería de 50
mm, con rosca de ½”
www.hannacolombia.comSistema dosificador para Ph – Groline
• Bomba peristáltica: La poderosa bomba peristáltica incorporada usa un motor de paso sin engranajes o cepillos le
otorgan una larga vida útil con muy poco mantenimiento.
• Control proporcional automático en la bomba: La dosificación de la bomba peristáltica puede controlarse de manera
simple al apagar/encender o de manera más avanzada con un control proporcional que ayuda a prevenir sobredosificación.
• Flujo ajustable: El flujo de la bomba de dosificación se puede modificar desde 0.5 a 3.5 L/h. lo que permite un mayor
control al mantener un set point deseado.
• Sistema de alarmas programables: El controlador permite programar alarmas para valores altos y bajos que detendrá la
dosificación.
• Conexión rápida con la sonda: La conexión DIN crea un sello hermético a prueba de agua, haciéndolo ideal para reducir
el ruido eléctrico causado por la humedad del ambiente.
• Sonda en línea de pH/temperatura HI10063: El HI981412 usa la sonda HI10063 para la medición simultanea de pH y
temperatura; la sonda cuenta con cuerpo roscado en PVDF de ½” para insertarla en un empaque “T” o celda de flujo.
www.hannacolombia.comSistema dosificador para EC – HI 981413
ELECTRODO - EC HI 30033
HI 981413
www.hannacolombia.comSistema dosificador para EC – HI 981413
• Bomba de dosificación peristáltica El HI981413 tiene una potente bomba de alimentación química peristáltica incorporada que utiliza un motor de paso sin
engranajes ni cepillos que desgastar. Este diseño proporciona una larga vida útil y poco mantenimiento.
• Entrada de sonda de conexión rápida El conector DIN de conexión rápida crea un sello impermeable con el medidor, lo que lo hace ideal para reducir los
problemas de ruido eléctrico con la conexión causada por ambientes húmedos.
• Velocidad de flujo ajustable La velocidad de flujo de las bombas dosificadoras puede modificarse entre 0.5 a 3.5L / h. Los cuerpos de agua más grandes
requieren que se dosifiquen más productos químicos que los más pequeños por unidad de tiempo. La velocidad de flujo ajustable, como la banda proporcional,
permite un mejor control para mantener un punto de ajuste deseado.
• Control automático de la bomba proporcional La bomba dosificadora peristáltica se puede controlar mediante un simple encendido / apagado o un control
proporcional más avanzado que ayuda a evitar el sobrepasar el punto de ajuste. Cuando se utiliza el control proporcional, la velocidad de flujo programada se
verá afectada por la banda proporcional utilizada. Cuanto más cerca esté la lectura del punto de ajuste, más tiempo le tomará a la bomba peristáltica completar
una revolución. Si la lectura está fuera de la banda proporcional, la cantidad de tiempo que lleva completar una revolución se basa en el caudal programado. Por
ejemplo, un controlador está programado para tener un punto de ajuste de 1.50 mS / cm con una banda proporcional de 0.30 mS / cm y la velocidad de flujo a 1
L / h. Cualquier lectura superior a 1,80 mS / cm hará que la dosis de ácido sea de 1 L / h. Si la lectura es de 1.65 mS / cm, que es la mitad de la banda, entonces la
bomba dosificadora funcionará a la mitad de la velocidad o entregará 0.5 L / h de químico. Cuanto más cerca esté la lectura del punto de ajuste, más tiempo le
tomará a la bomba completar una rotación. Esto permite un control muy fino del valor EC / TDS deseado.
• Entrada del interruptor de nivel / flujo de nutrientes HI981413 permite una conexión a un controlador de nivel o interruptor de flujo opcional. Esta entrada
se puede usar para desactivar la bomba dosificadora cuando no queda producto químico en el tanque de reserva o no hay flujo debido a que la bomba está
apagada.
• Sistema de alarma programable controladores Hanna permiten a los usuarios habilitar o deshabilitar las alarmas de nivel bajo y alto. Cuando se activa una
alarma, se detendrá toda la dosificación. Para mayor seguridad, el sistema de alarma también ofrece protección contra sobredosificación ya que, si el valor del
punto de ajuste no se corrige dentro de un intervalo de tiempo programado, el medidor entrará en estado de alarma.
• Sonda de CE / Temperatura HI30033 HI981413 utiliza la sonda HI30033 para CE/TDS/Temperatura, esta se conecta al controlador con un único conector DIN de
conexión rápida a prueba de agua. El cuerpo de PVDF de la sonda tiene un accesorio roscado de 1/2” que se puede acoplar en una “ T ”en línea o en la celda de
flujo. La parte posterior de la sonda tiene roscas NPT de 3/4” para el montaje por inmersión / tanque. El cuerpo de la sonda tiene un accesorio hexagonal para
apretarlo con una llave.
www.hannacolombia.comTipos de control ON/OFF
www.hannacolombia.comTipos de control PROPORCIONAL
www.hannacolombia.comTipos de control PROPORCIONAL – HI 981412
www.hannacolombia.comINSTALACIÓN TÍPICA DE UN CONTROLADOR
EN HIDROPONÍA
www.hannacolombia.comINSTALACIÓN TÍPICA DE UN CONTROLADOR
EN HIDROPONÍACONTROLE pH, CE y OD
MONITOREE CONCENTRACIÓN DE MACRO Y
MICRO NUTRIENTES EN LA SOLUCIÓN NUTRITIVA
Fotómetro de MACRO nutrientes y pH HI 83325
www.hannacolombia.comTermohigrómetro Termoregistrador Luxómetro HI 97500
HI 9564 HI 148
MONITOREE VARIABLES MEDIO AMBIENTALES
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