4

CAPTULO I

EL PROBLEMA

El presente captulo pretende introducir al lector en los temas a tratar a

lo largo del proyecto a travs del planteamiento del problema como su

justificacin. Adems, se definirn los objetivos y la delimitacin del proyecto

para dar a conocer al detalle lo que se pretende lograr con la propuesta de la

automatizacin de un invernadero para produccin de plntulas de tomate

rojo.

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La constante necesidad del hombre de mejorar procesos, reducir

tiempo y costos, ha logrado avances importantes en materia tecnolgica,

como se aprecia en sistemas de automatizacin, control, sistemas de

comunicacin y transmisin de datos. De esa forma, a travs de la aplicacin

de las nuevas tecnologas electrnicas desarrolladas en los ltimos tiempos,

es posible contar con una solucin que permita la automatizacin de

sistemas de control, las cuales permitan el manejo de la informacin de

manera rpida y almacenable.

5

En ese sentido, se tiene que el alto desarrollo industrial y la evolucin

de la tecnologa, han llevado a las empresas a plantearse nuevos enfoques

para proyectarse en el mercado competitivo de manera que puedan

maximizar sus recursos y satisfacer las necesidades de los usuarios, para

lograr este propsito el uso de la informtica se presenta como la mejor

alternativa con que las organizaciones cuentan, siendo estas consideradas

como una herramienta administrativa indirecta y de reduccin de los costos

de los procesos existentes.

De all, que cuando el tema de sistemas de informacin aparece, la

gente habla acerca de traer los sistemas ms cerca del negocio, modificar

el enfoque puramente tecnolgico a uno de ms nfasis a las necesidades

de todo el negocio, donde se tiene que las computadoras y las

comunicaciones pueden utilizarse para cubrirlas. A fin de cuentas, los

sistemas de informacin tratan de enfocarse al cumplimiento de tanto metas,

como de objetivos especficos del negocio, por ello deben ser efectivos, as

como tambin, eficientes.

As, en el mundo competitivo de los negocios de hoy, las empresas

requieren mantener un enfoque centrado tanto en sus productos, como en

sus clientes. Para ello se necesita de una tecnologa que aproveche al

mximo la automatizacin, haciendo ms eficientes los controles de los

procesos administrativos. Este control debe estar enmarcado dentro de un

conjunto de mecanismos (tales como: estndares y medios para comparar el

desempeo), los cuales aumentan las probabilidades de que las actividades

6

que afectan los objetivos de la organizacin se lleven a cabo en forma

apropiada. El control tambin permite detectar, as como notificar cuales

actividades de los procesos administrativos no se realizaron, claro est, sin

interrumpir las dems actividades.

Por ende, se tiene que la automatizacin de los procesos es la

sustitucin de tareas tradicionalmente manuales por las mismas realizadas

de manera automtica por mquinas, robots o cualquier otro tipo de

automatismo. De esa forma, la automatizacin tiene ventajas muy evidentes

en los procesos industriales, entre las que se pueden enunciar: (a) Se mejora

en costes, tanto en servicio, como en calidad; (b) El trabajo es ms rpido, no

necesitando de una cantidad determinada de operarios, que antes eran

necesarios, entre otras.

De las lneas anteriores, se desprende la idea de que el control puede

verse en trminos de procedimientos, contenido, auditora y responsabilidad,

todos estos elementos enfocados hacia el manejo de los datos. As, el

desarrollo de un eficiente control de los procesos administrativos aunado a

un excelente sistema de informacin se justificara a s mismo, no slo en

trminos de costo/beneficio sino tambin en trminos del valor que agregan

al negocio.

En ese contexto, se tiene que las reas de sistemas de informacin y

los controles implantados deben involucrase en las dems reas del negocio

para localizar oportunidades, esto debido a que por medio del crecimiento

acelerado de la poblacin, se ha venido disminuyendo la calidad de vida de

7

las personas, esto por la destruccin de los recursos naturales como el agua,

bosques, entre otros recursos; los cuales son necesarios para el sustento

diario de la sociedad en general, dicho aumento igualmente ha trado como

consecuencia la disminucin de la proporcin de tierras agrcolas que son

cultivables por personas.

Otro problema atribuible a lo ya mencionado, son los cambios climticos

los cuales se presentan por diferentes factores como la lluvia, luz solar,

vientos, temperatura, entre otros; que podran llegar a ser muy severos. Por

lo que el verano ha venido provocando sequias, o el aumento de lluvias,

causando inundaciones en tierras cultivables, trayendo como consecuencia

grandes prdidas en la produccin.

Dentro de esa lnea argumental, se tiene que las inundaciones

provocadas por las lluvias hacen que aumente la humedad ambiental, por lo

que la planta requiere una humedad no muy alta para realizar la

transpiracin, ya que este es un proceso mediante el cual expulsa agua a la

atmsfera a travs de unas aberturas microscpicas llamadas estomas. As,

la transpiracin vegetal es el motor necesario para que la planta pueda

absorber agua y nutrientes desde el suelo.

Adems, se tiene que al evaporar agua, la planta se refresca

consiguiendo bajar su temperatura; siendo este grado de humedad en el aire,

determinando as el grado de transpiracin. Esto llevado por lo que en un

ambiente seco, las plantas deben incrementar la transpiracin, absorbiendo

esta mucha agua del suelo; asimismo, se desprende entonces que un

8

ambiente muy hmedo, vendra a reducir la transpiracin de las plantas,

provocando sequa en muchos de los casos.

Asimismo, el viento o las corrientes de aire secan el agua de las hojas

de la planta, obligando esto a una mayor transpiracin, al igual a la

temperatura elevada, evaporando el agua de la superficie de la planta con

mayor velocidad. De all, que la mayor cantidad de luz produce la obertura de

las estomas por los cuales la planta expulsa ms agua. Los altos niveles de

humedad ambiental producen una reduccin en la transpiracin por lo que

una planta no adaptada puede asfixiarse al aumentarse demasiado su

temperatura.

Por otro lado, segn Bracho (2005), se encuentra que la produccin de

plntulas con el uso de sustratos bajo ambientes controlados ha sido una

alternativa til para cultivos de alta importancia como el tomate, ya que ha

permitido incrementar la productividad, adems de obtener un producto de

mejor calidad, el cual puede ser obtenido con un uso tanto ms racional,

como reducido de los insumos, trayendo como consecuencia, un menor dao

ambiental.

Como caso especfico, se tiene que en Colombia, el campesino al

sembrar las semillas, cuando stas germinan este elige las mejores plantas

para trasplantarla al campo, perdindose en diversas oportunidades algunas

plantas; dado que la cantidad de agua suministrada no es regulable, como

tampoco, la cantidad de fertilizante necesario, afectando stos factores la

cantidad de elementos de absorcin.

9

Todos estos problemas causan un desperdicio de insumos y adems no

se sabe con certeza la cantidad del componente aplicado, logrando un alto

costo en la aplicacin de agua, de electricidad, as como tambin, de mano

de obra en la asistencia de la planta, aumentando los costos de produccin,

y por ende de la mano de obra, insumos, entre otros.

De tal manera, los campesinos deben mejorar las prcticas agrcolas,

garantizando la inocuidad de los productos, implementado tanto en la

infraestructura como en el proceso medios automatizados que aseguren el

buen manejo y uso seguro de los insumos agrcolas con el fin de preservar el

medio ambiente, evitando esto el uso indiscriminado de productos qumicos;

de esa forma, se tiene que el tomate es una de las hortalizas preferidas por

todas las cadenas de almacenes o mercados de los vegetales en el pas.

En ese sentido, se tiene que la formulacin de modelos climticos

permite predecir el comportamiento de las diferentes variables que integran

el agrosistema de la produccin de plntulas de tomate rojo, para

condiciones climticas especficas de cada regin; y sus interacciones. De

all, se requiere desarrollar una propuesta de la automatizacin de un vivero

para produccin de plntulas de tomate rojo, esto motivado en que la

modelacin matemtica del ambiente fsico en Colombia es muy escasa,

debido a que la tecnologa de produccin en plntulas es relativamente

nueva, por lo que hay una gran necesidad de generarla, y por ende,

automatizar su proceso, buscando as mejorar su produccin.

De esa forma, en cuanto se automatiza el proceso del vivero, se

consumir el agua necesaria para las plantas, se le proporcionar el

10

fertilizante que las plantas que requieran, se controlar la temperatura

necesaria, se disminuir la mano de obra ya que el operador trabajara de su

zona de control.

As, la automatizacin es el proceso que determina a travs de unos

captadores de seales propiedades fsica alrededor de la planta para permitir

suministrarle los recursos hdricos, fertilizante, humedad relativa, al igual que

su temperatura necesaria para alimentar de manera eficiente la planta de

Tomate.

1.1. Formulacin del problema

Por todo lo expuesto, se desprende la necesidad de proponer la

automatizacin de un invernadero para produccin de plntulas de tomate

rojo, por lo que dicha automatizacin sera de gran ayuda para el rea

agrcola colombiana, dado que por medio de dicha propuesta, se estara

generando una nueva forma de trabajo, la cual ayudar a incrementar los

beneficios de dicha actividad agrcola, detallndose de esta forma, todos los

beneficios, entre los cuales se tendra la optimizacin de los recursos al

mximo, obtenindose un ahorro considerable de energa elctrica o agua,

para la buena produccin, con una buena calidad de la planta.

Debido a las variables planteadas, para aumentar la calidad y bajar el

costo de un cultivo de tomate, es oportuno formular la siguiente interrogante:

Se podra Controlar por medio difuso la automatizacin del cultivo de

plntulas de tomate?

11

2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN

2.1. Objetivos General

Proponer el control difuso para la automatizacin del cultivo de

plntulas de tomate.

2.2. Objetivos Especficos

Identificar el proceso de produccin de un invernadero de tomate para

Automatizarlo.

Determinar las variables asociadas de automatizacin para el

funcionamiento del invernadero.

Modelar matemticamente las entradas y salidas del sistema de

automatizacin del invernadero en que se va a trabajar.

Disear la automatizacin y control de un invernadero de plntulas de

tomate rojo.

Validar el diseo.

3. JUSTIFICACIN DE LA INVESTIGACIN

Al realizar el correspondiente control difuso para la automatizacin del

cultivo de plntulas de tomate, bajo la aplicacin de un microcontrolador, se

permite tanto mejorar, como optimizar el proceso del sistema de riego por

goteo, a su vez, el suministro adecuado de fertilizante, la temperatura y la

12

humedad, lo que se traduce como una disminucin de costo en el proceso de

cosechar dicho tomate rojo; esto se justifica dado que en la actualidad es

poca la existencia de sistemas automatizados en tal rea; siendo stos

generalmente controlados de forma manual, as como tambin las acciones a

tomar, son limitadas. As, la clave de dichos sistemas es permitir la

flexibilidad y comodidad a los productores.

Es por ello, que desarrollar una propuesta de la automatizacin de un

invernadero para produccin de plntulas de tomate rojo, se justific desde

diversos puntos de vista, los cuales fueron:

Desde el punto de vista terico, contribuy a generar conocimiento

producto de la revisin bibliografa y anlisis de los enfoques tericos, de la

misma manera sirvi de gua o fundamentacin terica a futuras

investigaciones que tengan como norte el diseo de trabajos relacionados

con el rea de automatizacin de un vivero, lo cual por medio de los

resultados obtenidos se denota la relevancia de tomarlo en cuenta.

Continuando, se encuentra el punto de vista prctico, donde con la

investigacin se busc realizar posibles cambios en relacin al problema

planteado en cuanto a la propuesta de la automatizacin de un vivero,

buscando el mejor funcionamiento de la produccin de plntulas de tomate

rojo en Colombia, sirviendo los resultados de este estudio como base para

otros cultivadores de tomate de otros pases.

De esa forma, este hecho proporcion informacin que fue de gran

utilidad para los productores sobre cmo manejar de la manera ms

13

provechosa los nuevos conocimientos en relacin a las variables agrcolas,

as como de su control, dentro del proceso de produccin antes descrito,

alcanzado de esta manera la eficacia y efectividad en las metas propuestas

por los cultivadores y el proceso de produccin de plntulas de tomate rojo.

Asimismo, se busc suministrar el buen funcionamiento de un sistema

automatizado que dependi totalmente de la manera como se aplic la

medicin; donde estriba algunas variables de ser controladas o a travs de

otras que son medidas, como es el caso del sensor de humedad que

descargara el agua requerida, el pehachimetro que suministrara el cido o

la cal necesaria, telurmetro que medira la conductividad elctrica para el

suministro de fertilizante, el termmetro que mide tanto la temperatura, como

su respectivo control del ambiente del vivero.

En cuanto a la relevancia metodolgica, esta investigacin gener la

construccin y empleo de un instrumento de recoleccin, as como tambin,

del anlisis de datos que ofrezca resultados tanto pertinentes como

confiables que permitirn ejecutar acciones para solucionar la situacin

problemtica planteada adems podra servir de gua a otros investigadores

interesados en las variables de estudio.

Por ltimo, desde el punto de vista social, se pretendi que el proceso

del cultivo del tomate en el vivero no presente prdidas de agua, las cuales

fueron utilizadas en otras fincas, a su vez los pequeos productores podrn

conocer todos los procesos necesarios para la cosecha, presentndose de

esta manera menos prdidas, calidad y generando grandes aportes

14

econmicos al cliente, por lo que se le ser entregando un producto ptimo

para el consumo humano.

4. DELIMITACIN DE LA INVESTIGACIN

El presente trabajo de grado se desarroll en las fincas de produccin

de tomate rojo pertenecientes a la Regin Colombiana, en el lapso

comprendido entre los meses de Enero 2012 hasta Julio del 2014. El mismo

se encontr dentro de la lnea de investigacin de control y automatizacin

de Procesos, especficamente, dentro del rea temtica: Automatizacin de

Procesos, basado en los mtodos de tecnologa e innovacin agropecuaria;

siendo esto ltimo segn los lineamientos emanados de la Coordinacin del

programa de la Universidad.

Asimismo, dicho estudio se sustent tericamente en las teoras de

diferentes autores, entre los cuales se pueden mencionar: Barry, R.G.;

Chorley, R. (1985), Briceo, J. (1998), Creus, A. (1997), Corripio, S. (1991),

Ledezma, O. (2000), Ogata, K. (1998), Zamora, J. (2008), entre otros; y en el

rea metodolgica, se tomatn los postulados de: Tamayo y Tamayo, M.

(2006), Sabino, C. (2008), Mndez, C (2010), Hernndez, R; Fernndez, C. y

Baptista, P. (2006), entre otros.