En la actualidad, la actividad agrícola en la serranía peruana atraviesa un periodo de baja productividad debido a la falta de asistencia técnica que logre acelerar su desarrollo. Por ello, es de vital importancia la aplicación de nuevas tecnologías en favor del desarrollo tanto social como económico de las regiones del interior del país. Muchas provincias de la sierra peruana solo se dedican a la producción interna mas no buscan ingresar a otras provincias o exportar al extranjero. Esto requeriría que los productos sean de mayor calidad y así entrar en competencia con otros mercados. El objetivo de la tesis se centra en el diseño de un sistema de control de temperatura para un invernadero localizado en el departamento de Ancash, Provincia de Bolognesi, distrito de Abelardo Pardo Lezameta. Los cultivos a tratarse son el palto, la chirimoya, la lúcuma y el pino que serán distribuidos en el invernadero ya mencionado. Con el control de la temperatura de los cultivos se busca óptimo crecimiento (calidad del producto) ya que se construye un microclima adecuado (condiciones de temperatura y humedad). Para ello es necesario el uso de tecnologías aplicadas a la agricultura. Por otro lado, el empleo de energías renovables en regiones como Ancash es conveniente debido a su alta radiación solar. Son múltiples los beneficios que traen el uso de estos sistemas de generación de energía y en el desarrollo de la tesis se explicará con más detalle el diseño propuesto. / Tesis

El siguiente trabajo de tesis presenta el diseño de un sistema capaz de controlar los principales parámetros que intervienen en el crecimiento de las hortalizas de hoja comestible empleando técnicas de cultivos aeropónicos. El sistema tiene el objetivo de reducir las pérdidas originadas a causa del transporte de los vegetales del campo a la ciudad. Durante el transporte, parte de la producción se pierde por la descomposición del cultivo; además, las propiedades nutricionales del mismo inician un proceso de degradación desde la cosecha. Por otro lado, a diferencia de los cultivos tradicionales que emplean la tierra como soporte de las plántulas, los sistemas aeropónicos permiten a los vegetales crecer en el aire y el consumo de agua es mucho menor en comparación al sistema tradicional. La implementación de este sistema permitirá la generación de cultivos dentro de localidades incentivando el desarrollo de ciudades sostenibles, mejorando la calidad de vegetales que consume la población, y reduciendo el uso de agua. / Tesis

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo / El tomate (Solanum lycopersicum L.), siendo una de las hortalizas más consumidas en Chile y el mundo, supone un desafío constante por mantener producciones que permitan satisfacer las necesidades de los consumidores. De esta forma, la utilización de reguladores de crecimiento permite mejorar de forma positiva los rendimientos de los agricultores y obtener frutos que cumplan con las condiciones que el mercado necesita. En otras especies comerciales, como cerezos, ciruelos japoneses y mandarinas, el regulador de crecimiento de efecto auxínico conocido como 2,4-DP ha logrado mejorar de manera importante la producción. Sin embargo, su efecto, época y concentraciones de aplicación sobre tomate son inciertos. El objetivo de esta investigación fue evaluar dicho efecto sobre la producción, cuaja y retención de fruto en tomate.

Ingeniero Civil Industrial / Este informe aborda la problemática ambiental empresarial, responsable en gran parte del calentamiento global, enfocada a una empresa de la industria del transporte de carga. El proyecto, considera en primera instancia, la medición de la huella de carbono de Chilexpress y luego tiene como objetivo final evaluar técnico y económicamente las principales medidas de mitigación para reducir su huella. La medición de la huella de Carbono se realizó tomando como año base el 2012, incluyendo sólo las emisiones de la Región Metropolitana, considerando emisiones por consumo de combustible en la flota de camiones, camionetas y motos, consumos eléctricos en las sucursales, emisiones por fugas de gases refrigerantes, entre otras, detalladas en el presente informe. Como resultado de la primera etapa, se contabiliza un total de 8.052 tCO₂e/año, las que se explican en mayor medida por las emisiones asociadas a carga aérea con 4.019 tCO₂e/año, emisiones asociadas a rutas terrestres con 1.716 tCO₂e/año y a emisiones asociadas a recorridos de camionetas dentro de la ciudad con 1.210 tCO₂e/año. En conjunto, estos tres segmentos representan el 83,6% de la Huella de Carbono de Chilexpress. Luego de analizar los puntos críticos, se evaluaron económicamente cinco medidas de mitigación, las cuales debieran implementarse según el siguiente orden de prioridad en cuanto a costo-efectividad; incorporación de bicicletas eléctricas, eco-conducción, instalación de componentes aerodinámicos, incorporación de motos eléctricas y finalmente incorporación de furgones eléctricos. Todas las alternativas de mitigación evaluadas resultaron ser atractivas económicamente por pertenecer a medidas relacionadas con eficiencia energética. En conjunto, la implementación de los proyectos logra reducir una cantidad de 238 tCO₂e/año, equivalente al 10,1% de las emisiones propias de Chilexpress, correspondiente a dejar fuera de circulación a 200 vehículos particulares cada año. Por otro lado, los beneficios económicos, fluctúan entre $208.853 CLP por tCO₂e evitada, con las bicicletas eléctricas, y los $55.305 por tCO₂e evitada, con los furgones eléctricos. Considerando estos positivos resultado, es recomendable que Chilexpress siga progresivamente replicando esta metodología a nivel nacional, generando beneficios económicos, sociales y ambientales de manera global.

[EN] ABSTRACT In this work, a model of calculation for the design of cylindrical heat exchangers was developed for disinfection of soils and agricultural substrates in continuous. For this purpose, the ground is considered as a fluid, flowing through the central cylinder driven by a screw; though outer ring circulates a heat carrier which transfers heat to the agricultural substrate for its disinfestations, so that the transmission system is convective. For the dimensioning of the device thermodynamic properties of two types of agricultural substrates have been analyzed: a substrate red telzone and a substrate peat moss. Of each, density was calculated with averages 1169.603 kgm-3 and 300.23 kgm-3 respectively), specific heat (3.4 MJm-3°C-1 - 4.2 MJm-3°C-1), thermal conductivity (9.97 Jm-1s-1 and 8.6 Jm-1s-1) and thermal diffusivity (2.73 10-6 m-2s-1 and 2.45 10-6 m-2s-1) respectively. The influence of moisture and compaction in these parameters are analyzed. Furthermore we analyzed the convection system by three heat transfer: hot water, steam and hot air. Global transmission coefficient of the system was determined for each heat transfer, depending on the soil moisture content and velocity. A device has been built for the validation of the calculations. The heat transfer coefficient or film coefficient of the tested substrates, with the application of hot air, are: 0.73 J m-2s-1 and 0.65 Jm-2s-1 for red telzone and peat moss respectively. The testing of disinfection on a substrate red tezontle and substrate peat moss infected with fungus Fusarium oxysporum lycopersici, eliminated almost 100% of the colonies. After the disinfection jimote red plants (Solanum Lycopersicon, L.) were grown on the substrates treated and not developed affections. / [ES] RESUMEN En este trabajo se ha desarrollado un modelo de cálculo para el diseño de intercambiadores de calor de cilindros concéntricos para desinfección de suelos y sustratos agrícolas en continuo. Para ello se considera el sustrato agrícola como un fluido que circula por el cilindro central accionado por un tornillo sinfín; por la corona exterior circula un caloportador que cede el calor al sustrato a desinfectar, por lo que el sistema de transmisión es convectivo. Para el dimensionado del dispositivo se han analizado las propiedades termodinámicas de dos tipos de sustratos agrícolas: un sustrato telzone rojo y un sustrato peat moss. De cada uno de ellos se calculó la densidad con medias de 1169,603 kg m-3 y 300,23 kg m-3; calor específico (3,4 MJ m-3 ºC-1 y 4,1 MJ m-3 ºC-1); conductividad térmica (9,97 Jm-1s-1 y 8,6 Jm-1s-1) y difusividad térmica (2.73 10-6 m-2s-1, y 2,45 10-6 m-2s-1) respectivamente. Se analizó la influencia de la humedad y la compactación en estos parámetros. Por otra parte se ha analizado el sistema de convección de tres caloportadores: agua caliente, vapor de agua y aire caliente. De cada uno de ellos se determinó el coeficiente de transmisión de calor del sistema en función de la humedad y velocidad de circulación del sustrato. Se ha construido un dispositivo para la validación de los cálculos. Los coeficientes de película de los sustratos probados, con aplicación de aire caliente, son: 0,73 J m-2 s-1 y 0,65 J m-2 s-1 para telzone rojo y peat moss respectivamente Los ensayos de desinfección sobre ambos sustratos infectados con hongo Fusarium oxysporum lycopersici, eliminaron prácticamente el 100% de las colonias. Tras la desinfección, plantas de jimote rojo (Solanum lycopersicon, L.) fueron cultivadas sobre los sustratos tratados y no desarrollaron afecciones. / [CAT] RESUM En aquest treball s'ha desenvolupat un model de càlcul per al disseny d'intercanviadors de calor de cilindres concèntrics per a desinfecció de sòls i substrats agrícoles en continu. Per fer això, es considera el sòl com un fluid que circula per un cilindre central accionat per un cargol sense fi; per la corona exterior circula un caloportador que cedeix la calor al sòl a desinfectar, per la qual cosa el sistema de transmissió és convectiu. Per al dimensionament del dispositiu s'han analitzat les propietats termodinàmiques de dos tipus de substrats: telzone roig i substrat peat moss. De cada un d'ells es va calcular la densitat amb mitjanes de 1169,603 kg m-3 y 300,23 kg m-3; calor específic (3,4-4,2 MJ m-3ºC-1); conductivitat tèrmica (9.97 J m-1s-1 i 8.6 J m-1s-1) i difusivitat tèrmica (2.73 10-6 m-2s-1 i 2,45 10-6 m-2s-1) respectivament. Es va analitzar la influència de la humitat i la compactació en aquests paràmetres. D'altra banda s'ha analitzat el sistema de convecció de tres termòfors: aigua calenta, vapor d'aigua i aire calent. De cada un d'ells es va determinar el coeficient de transmissió de calor del sistema en funció de la humitat i velocitat de circulació del substrat. S'ha construït un dispositiu per a la validació dels càlculs. Els coeficient de pel.lícula en els substrats probats amb aire calent són: 0,73 Jm-2s-1 i 0.65 Jm-2s-1 per a telzone roig i substrat peat moss respectivament. Els assajos de desinfecció sobre un substrat telzone roig i substrat peat moss infectats amb fong Fusarium oxysporum lycopersici L. van eliminar pràcticament el 100% de les colònies. Després de la desinfecció plantes de jimote vermell (Solanum lycopersicon, L.) van ser cultivades sobre els substrats tractats i no van desenvolupar afeccions. / Chávez Aguilera, N. (2016). ANÁLISIS DE SISTEMAS DE CONVECCIÓN EN EL TRATAMIENTO TÉRMICO DE SUELOS O SUSTRATOS AGRÍCOLAS PARA SU DESINFECCIÓN EN CONTINUO [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61472 / TESIS

Ingeniero Civil Mecánico / El Centro de Estudio y Trabajo (CET) Valle Verde, ubicado cerca de Puerto Aysén, posee unos invernaderos que abarcan un área aproximada de 1.000 m2, donde se cultivan diversas hortalizas y flores. Debido a las condiciones climáticas de la zona, es necesario entregar calor por una fuente externa para mantener los cultivos durante todo el año. Para aportar este calor, se estudia el uso de bombas de calor geotérmicas las cuales, al usar el subsuelo como foco frío, logran altas eficiencias que pueden compensar su elevado costo inicial, debido a que este medio presenta temperaturas casi constantes a lo largo del año cercanas a los 10° C en la zona. Esto motiva a diseñar el circuito del colector horizontal que va a tierra, con tal de encontrar una disposición que use adecuadamente este medio. Como objetivo se tiene determinar la factibilidad técnico-económica de este sistema para cultivos de lechuga y de tomate, mientras que como objetivos específicos determinar la necesidad térmica del invernadero, estimar el largo de las tuberías del colector, modelar este circuito a fin de diseñarlo y costear los equipos necesarios para que el sistema funcione. El trabajo inicia con los cálculos de balance de energía del invernadero a lo largo del año en base fórmulas para cada fuente o pérdida de calor en el sistema. Con la información del calor necesario que debe inyectarse, se estima el largo de la tubería enterrada en base a datos del subsuelo, y se modela en 2D con un software multifísico la transferencia de calor de forma de ver el comportamiento del subsuelo. Posteriormente se modela en 3D la disposición real de las tuberías, probando distintos modelos, así como medios, para los cultivos. Ya con las capacidades del sistema calculadas, se dimensionan los equipos necesarios, y se modela su funcionamiento dentro del invernadero. Por último, se encuentran los costos que conllevan la instalación y uso del sistema, para así finalmente determinar su viabilidad. Para realizar el estudio, se utilizan datos del sector, como temperatura, radiación ambiente e información del subsuelo, entregados por el Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes (CEGA). Junto a esto, se utiliza como software multifísico el programa ANSYS, facilitado por el Departamento de Ingeniería Mecánica (DIMEC). Finalmente se obtiene que los sistemas son factibles técnicamente para ambos cultivos, pero el tomate no logra sustentarse a lo largo del tiempo económicamente. Junto a esto, debido a la alta inversión inicial, el sistema para un cultivo de lechuga requiere de una subvención que ayude a cubrir este costo, para ser económicamente atractivo.

En Uruguay, el control de plagas y enfermedades en invernaderos es el problema central en la producción bajo cubierta. Los objetivos de los trabajos que se presentan fueron caracterizar la metodología de aplicación en uso y evaluar alternativas para la optimización de los tratamientos fitosanitarios en invernaderos. Fueron evaluadas diferentes configuraciones de barras verticales de pulverización manual, pulverización hidráulica con pistola, pulverización neumática con y sin carga electrostática y nebulización en frío en cultivos de pimiento y tomate en invernadero. A través de la encuesta realizada, se determinó que el volumen de aplicación a pleno desarrollo de los cultivos de tomate fue de aproximadamente 1300 l.ha-1. Se detectaron importantes variaciones de volumen entre productores en condiciones similares de desarrollo del cultivo. En los ensayos de distribución de barras verticales, la utilización de gotas muy finas de 100 µm produjo disminución de la cobertura tanto en haz como en envés. La utilización de gotas de 220 µm y 520 l.ha-1 presentó similares resultados en cobertura de las hojas frente a aplicaciones de gotas de 345 µm y 1100 l.ha-1. El uso de las boquillas inclinadas 45º hacia arriba produjo cobertura similar en el haz pero mayor en el envés en comparación con la disposición horizontal de las mismas. En el cultivo de tomate, la aplicación neumática de bajo volumen con el pulverizador ESS (modelo GPS5K Electrostatic Spraying Systems, Inc. Watkinsville, Ga) con y sin carga electrostática a 170 l.ha-1 produjo mayor homogeneidad de cobertura entre la parte exterior e interior del follaje que la aplicación hidráulica convencional de alto volumen con tasas de aplicación de 1000 l.ha-1. En el cultivo de pimiento, la carga electrostática aumentó la cobertura en el haz y en el envés, tanto a 56 como a 103 l.ha-1 en comparación con los mismos tratamientos sin carga. La pulverización neumática con mochila obtuvo cobertura similar en el haz y el envés de la / Olivet Martínez, JJ. (2009). Optimización de los tratamientos fitosanitarios en cultivos de invernadero en Uruguay [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4324 / Palancia

La agricultura en el Perú es una actividad económica muy sensible a los cambios en el clima, sin embargo, de ella depende la seguridad alimentaria de todos los peruanos. Debido a esto, se impulsa la aplicación de técnicas agrícolas que ofrezcan ventajas respecto al modelo tradicional. Por ejemplo, una de ellas es el uso de invernaderos, la cual permite, entre otras cosas, protección contra climas adversos, reducción del tiempo de cultivo y mejora de la calidad a través de una atmósfera interna controlable. Comúnmente, estos invernaderos son operados manualmente por el agricultor en base a su experiencia, por lo que no se obtiene condiciones ambientales adecuadas para una agricultura de precisión. Sumado a esto, el cambio climático y la diversidad de los pisos altitudinales a lo largo del país, hacen que sea necesario buscar alternativas de adaptación tecnológicas. En este sentido, el Internet de las Cosas (IoT-Internet of Things) y el desarrollo de software, ponen a nuestra disposición herramientas para la implementación de soluciones innovadoras aplicadas a la agricultura, las cuales ayudarán a incrementar el rendimiento y la calidad de los productos. Por lo tanto, la solución tecnológica propuesta, como objetivo de esta tesis, es diseñar un sistema de monitoreo que permita hacer el seguimiento de variables críticas dentro del invernadero basado en una red de sensores.

El presente documento consta de cuatro capítulos los cuales se exponen a continuación: 1. En el primer capítulo se presenta la problemática del proceso de control de variables ambientales bajo invernadero, los factores del cultivo en ausencia de un sistema de control de variables ambientales y el análisis de la problemática. 2. En el segundo capítulo se presenta el estado de arte de la investigación, la metodología empleada en el control climático bajo invernadero y los conceptos generales del sistema de control. Finalmente, en este capítulo se presenta el modelo teórico de la investigación y las definiciones operativas del sistema de control. 3. En el tercer capítulo se plantea la hipótesis y se definen los objetivos. También se expone la metodología de la investigación y las consideraciones de base para el diseño. Finalmente se muestran los diagramas de bloques, diagramas de esquemáticos de los circuitos del sistema de control, así como también el diagrama de flujo y el esquema del sistema de control. 4. En el cuarto capítulo se muestran los resultados de las pruebas realizadas con los diferentes circuitos diseñados y simulaciones del programa de control. También se exponen los resultados obtenidos de las simulaciones realizadas y el costo de diseño del sistema de control. Finalmente se presentan las conclusiones obtenidas a lo largo del desarrollo de la investigación del sistema de control ON/OFF de temperatura. También se provee de las recomendaciones para un mejor desempeño del sistema de control.

El cultivo bajo invernadero permite crear un microclima dentro de un espacio cerrado y proteger los cultivos de fenómenos climáticos derivados del ambiente externo. Tradicionalmente, estos invernaderos son operados manualmente por el agricultor en base a su experiencia. Sin embargo, existen sistemas automatizados que facilitan el monitoreo y control de las condiciones climáticas de acuerdo a las necesidades del cultivo. En este trabajo se propone el diseño de un sistema automatizado para el monitoreo y control de humedad de un invernadero que se construirá en el distrito de Abelardo Pardo Lezameta, ubicado en el departamento de Áncash. Para tal fin se planteó una estrategia de control que permita establecer un valor adecuado de humedad dentro del invernadero mediante un algoritmo de control on/off que ejecute una de las dos etapas de humidificación y deshumidificación, de acuerdo a la medición del sensor de humedad. Se usó el sensor de humedad DHT22 que provee al sistema diseñado de un rango de operación de 0-100% y una resolución de +/-2%. Además, se seleccionaron actuadores que permitan nebulizar y ventilar el invernadero para variar la humedad, se usó una electroválvula que permita el pase del agua hacia los nebulizadores, así mismo se usaron tres motores para la apertura y cierre de las ventanas del invernadero. Por otro lado, se desarrolló una interfaz de usuario, la cual sirva para monitorear los cambios de la variable controlada en una computadora, así como también operar los actuadores remotamente. Se realizaron pruebas y simulaciones del sistema diseñado, las cuales demostraron que el sensor de humedad elegido puede usarse para este tipo de aplicaciones, obteniendo mediciones de humedad de una manera rápida y sencilla. Por otro lado, se logró establecer la comunicación serial entre el sistema de control y la computadora a través de la interfaz de usuario implementada. La interfaz de usuario desarrollada ayuda a facilitar el control y monitoreo del parámetro climático dentro del invernadero. Todo esto permitirá dar autonomía al invernadero.