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jueves, 26 de febrero de 2015

FITOMONITOR: CONTROL DE TODOS LOS PARÁMENTROS DE UNA PLANTA. SEGUNDA PARTE

Continuamos hablando del Fitomonitor y a que intervalos toman los datos de los sensores.

Normalmente todos estos sensores toman datos cada diez/quince minutos, lo que nos da más de sesenta datos por día. Cada diez minutos nos da 140 datos por sensor al día, con lo cual podemos trazar una curva que es muy representativa del comportamiento de la planta en ese día.

Algunos sensores se interpretan a corto plazo como el de temperatura de hoja y flujo de savia, ya que en un intervalo de diez minutos podemos observar una caída en repuesta a un estrés. Y otros sensores como el diámetro de tallo e incremento del fruto, se interpretan más a largo plazo (24/48 horas) en detectar el tipo y gravedad del estrés.

   
Conexiones al Panel de Control
        Estos sensores mandan los datos a un panel de control, desde de un minuto a una hora, mediante un cableado de dos a tres metros de longitud. Lo normal es tomar lecturas cada diez o quince minutos, tal y como hemos comentado anteriormente. A su vez, se mandan los datos del panel de control a un ordenador directamente, o bien vía internet a un ordenador que puede estar en cualquier parte del mundo, o incluso se pueden mandar datos a un teléfono móvil.

           La conexión al panel de control también se puede hacer con un ordenador en la misma finca, que puede ser a través de un cable que puede tener dos o tres mil metros de longitud. Se pueden mandar los datos por internet a cualquier parte del mundo, y por radiofrecuencia hasta tres o cuatro kilómetros de distancia.

           Pero este sistema se puede utilizar en otros cultivos como pimiento, y en otros sustratos como lana de roca. La utilización del Fitomonitor en cultivos sin suelo, no se diferencia a la utilización en enarenado; la fisiología de la planta no cambia.

           En este caso se utilizan dos sensores para el sustrato: uno es el de tres electrodos que mide
Sensor de humedad del sustrato (a la derecha) y
Sensor de temperatura a la izquierda en un cultivo
en lana de roca
la humedad en la lana de roca, que hemos descrito anteriormente, y otro mide la temperatura del sustrato, a través de una sonda.

           Lo que si varía es la velocidad de reacción de algún parámetro, como puede ser el manejo del riego. En un cultivo sin suelo la velocidad o la asimilación de ese cambio es más rápido. En el suelo las reacciones son más lentas y tardamos más en medir o apreciar un determinado cambio.

           Posteriormente se establecen una serie de gráficas que se interpretan. Pero lo que realmente nos interesa, no son datos absolutos de estas gráficas, sino “tendencias”. Hay sensores que nos interesa tener los datos en horas, mientras que hay otros que nos interesa tener los datos a lo largo de días o semanas.

El dato absoluto de un sensor sirve simplemente para una alarma momentánea, o para una catástrofe, y también para evitar una situación crítica en un momento determinado

Diagrama Ombrotérmico en una semana. En color oscuro la termperatura
medioambiental y en color rojo la humedad relativa
El diagrama ombrotérmico es la relación entre la humedad relativa del invernadero y la temperatura medioambiental. A esta relación de parámetros, si están acostumbrados los agricultores porque es usual en los invernaderos disponer de un termómetro de máximas y mínimas, y otro aparato de control de humedad. En esta gráfica se observa como a medida que va aumentando la temperatura dentro del invernadero, la humedad relativa va descendiendo. Posteriormente baja la temperatura y sube la humedad, y así se va repitiendo día tras día.

Los picos que observamos en este tipo de gráficas se deben a rachas de aire, el que haya en un determinado dado una nube, etc.; es decir los diferentes microclimas que hay a lo largo de las 24 horas del día, que podríamos aumentarlos en escala, para saber que ha pasado en un determinado dado, en ese sensor.

Seguidamente vemos la gráfica del sensor de radiación a lo largo de dos días. Es la radiación que
Datos del sensor de radiación en color oscuro, y de temperatura,
más claro en dos días

mide en el espectro de luz total que nos está llegando. Si lo superponemos con la gráfica de temperatura (de color más claro), hay un cierto paralelismo entre la radiación y la temperatura dentro del invernadero.

Así vemos como la gráfica de temperatura se aleja de la de radiación; esto es la “inercia térmica” que tenemos dentro del invernadero. De esta forma podemos deducir “como conservamos el calor dentro del invernadero”. Así podemos jugar con la combinación de pantallas de sombreo, ventilación del invernadero, etc., para comprobar cómo podemos aumentar al máximo el calor que conservamos dentro del invernadero, hasta ciertos rangos.

Relación humedad del sustrato en color claro, con el incremento del fruto
en color más oscuro
Posteriormente vemos una gráfica de la humedad del sustrato en dos días en relación con el incremento del fruto. En un principio vemos un primer pico que se corresponde con el primer riego y seguidamente cada uno de estos picos se corresponde con otros riegos. Luego al atardecer se dejan de hacer riegos y la humedad va lógicamente disminuyendo. La humedad de la tabla de lana de roca varía muy poco a lo largo del día (solo un 3/4 por ciento).

Inicialmente se observa el gráfico de un día (que correspondería con los datos del día anterior), ya que estamos hablando de cultivos sin suelo y cualquier error perjudicaría a la planta inmediatamente.
Humedad del sustrato en una semana


Humedad del sustrato en un día. Cada uno
de los picos se corresponde a un riego.












Seguidamente y una vez comprobado esto, se observan los datos de una o dos semanas. Así en la siguiente gráfica vemos inicialmente un salto muy grande, que es debido al cabio del sensor de humedad del sustrato, de una tabla a otra.               Posteriormente vemos como a lo largo de seis días la humedad del sustrato, prácticamente sigue una línea continua, luego se están haciendo los riegos correctamente.

Flujo de savia en una semana
A continuación observamos una gráfica del flujo de savia en una planta. Con estas gráficas podemos medir el estrés en la planta. Estos valores nos indican que la planta tiene actividad y que está transportando savia, que está elaborándola. Nos indica también cuando los estomas se cierran y como evitar que esto llegue a producirse.

           Luego nos vamos a otra finca y vemos en primer lugar como tenemos la temperatura de la hoja, que en principio nos lo presenta en 24 horas, pero podemos cambiarlo, por ejemplo en una semana. Así vemos como la temperatura de la hoja disminuye por la noche, sube hasta aproximadamente el mediodía y luego vuelve a descender.
Relación entre temperatura del ambiente en verde oscuro,
con temperatura de la hoja en verde claro en un día.

           Esta temperatura de la hoja podemos correlacionarla con la temperatura del aire.         

Con este sistema podemos detectar cualquier fallo en la planta en cuestión de minutos, y con ello regaremos más o menos, aplicaremos más o menos fertilizantes, ventilaremos más o menos, etc...

Ahora vemos otra gráfica de humedad relativa medioambiental, en una semana, en el interior del invernadero. Vemos como durante el día ronda
Humedad relativa en una semana. Vemos como el día 24,
baja la humedad relativa.
el 70-80 porciento de humedad y por la noche es prácticamente del cien por cien.

Lo importante es interpretar cada uno de los sensores a lo largo del tiempo, observando sus tendencias, y la interrelación que hay entre cada uno de los sensores. Hay parámetros por ejemplo que nos interesa observar sus datos a lo largo de un mes, y otros por ejemplo que nos interesa verlos en un momento.

Insistimos en que lo que importa realmente es la evolución del clima así como la evolución de la planta, a lo largo del tiempo.

Así vemos en esta gráfica de humedad relativa del invernadero, como en la noche de San Juan, la humedad por la noche fue de un 30/40 por ciento.

          
En la noche del día 24, la temperatura en color rojo da un salto grande por la noche.
Como curiosidad vemos otra gráfica y vemos como en esa noche del 24 de Junio, el día de San Juan, por la noche la temperatura empieza a caer, y a las doce de la noche hay un salto de temperatura desde los 22 grados a los 31 grados, luego baja la temperatura y cuando amanece vuelve a subir la temperatura a los 32 grados de máxima.
Radiación en dos días

           También vemos como esa noche la humedad relativa baja hasta el 30 por ciento, durante bastante tiempo.

Como ejemplo podemos comentar otra gráfica,  donde vemos en color negro la radiación solar en dos días, aumentando hacia el mediodía, que tiene su cénit alrededor de las 12/14 horas y luego va disminuyendo al atardecer, siendo el mínimo lógicamente de noche. Puede variar si hay por ejemplo alguna nube o algo que nos distorsione un poco la recogida de datos.


Seguidamente vemos una gráfica interesante. En color rojo vemos el flujo de savia en un día, aplicándose ocho riegos diarios.

El flujo de savia es el que alcanza el pico más alto. Luego vemos una línea
verde y otra roja con dos picos. Estas dos últimas corresponden con la
humedad del susrato
Vemos como el flujo de savia de color rojo decrece al mediodía,  luego la planta no tiene productividad en estas horas. Posteriormente probamos a aplicar la misma cantidad de agua,  pero en vez de realizar ocho riegos aplicamos cuatro, siguiendo una línea de color verde, y vemos como con esta aplicación de agua,  la planta está produciendo durante todo el día.



Si alguno de los iconos de las plantas aparece en rojo,
es que ha habido algún problema con algún sensor.
           Podemos interpretar otras gráficas. En primer lugar aparece la pantalla principal del programa, que lo primero que nos pide es que si vamos a recoger datos. Le damos a que no recogemos datos, y aparece la pantalla con los iconos de los gráficos. Seguidamente aparecen una serie de plantas, que si alguna aparece en rojo quiere decir que ha habido algún problema (por ejemplo que algunos de los sensores de temperatura o de humedad no están funcionando correctamente).

           Empezamos por ejemplo con una gráfica de temperatura del aire dentro del invernadero, que nos aparece inicialmente en un día. Vamos a marcarlo en una semana para ver las “tendencias”, que como hemos indicado anteriormente es lo que nos interesa.
Temperatura del ambiente durante una semana
Observamos unos 18 grados por la noche de media, y unos máximos de 32 grados durante el día.












Incremento del tallo
A continuación vemos la gráfica de incremento del tallo, desde el 22 al 28 de Junio. Vemos como la tendencia de la gráfica es creciente,  y luego va aumentando el diámetro del tallo. Hay un parte de las líneas de la gráfica que bajan y esto sucede durante el día, debido a que la planta transpira con calor y se produce el fenómeno de succión por parte del tallo, lo que provoca que el tallo disminuya de tamaño.                       Como se mide en micrones esto a simple vista no lo podemos observar. De todas formas la disminución del tamaño del tallo nos indica que la planta está trabajando, es decir, está realizando fotosíntesis.

Esta gráfica podría ser perfectamente descendente, por un mal manejo del cultivo.

A continuación vemos otra gráfica donde interrelacionamos la temperatura del aire con la temperatura de la hoja. Así aparece en verde la temperatura de la hoja, y la temperatura del aire en un color verde oscuro. Seguidamente ponemos la gráfica en un día. Observamos como a partir de las siete de la mañana ambas gráficas tienden a crecer y empiezan a disminuir a partir de las tres de la tarde, aproximadamente.

Relación temperatura de la hoja con la temperatura
medioambien
Apreciamos también como en cada momento la temperatura del aire es superior a la temperatura de la hoja, y esto quiere decir que se va a producir una transpiración por parte de la planta. Si en cambio la temperatura del aire fuese inferior a la de la hoja, se produciría una condensación de humedad por parte de la planta.

Posteriormente vemos otra gráfica de incremento de fruto en un día, en color oscuro, y lo relacionamos con el incremento del tallo, en color azul. El incremento del tamaño del fruto va creciendo desde las doce
Incremento del tallo en azul y crecimiento del fruto en rojo
de la noche, hasta las doce del mediodía, donde el crecimiento del tamaño del fruto es menor.

El diámetro del tallo es creciente durante la noche, y durante el día empieza a bajar por el ejemplo de succión que antes comentábamos. Así cuando la succión es muy grande el fruto, crece menos por varios motivos:

-         Primero porque la planta no envía agua al fruto.
-         Y segundo porque la planta, para realizar sus actividades fisiológicas, puede llegar a succionar agua del fruto. En tomate no se ve tan claro esto, pero en pimiento sí.


A la derecha tenemos las pestañas
con los sensores
Seguidamente nos trasladamos a otra finca donde se está utilizando el Fitomonitor, para seguir viendo gráficos.

En la parte inferior le marcamos el intervalo de tiempo
en que queremos ver la gráfica
En un principio vemos como el programa informático es muy intuitivo y fácil de manejar donde en la parte derecha tenemos las pestañas de todos los sensores, cada uno con un color, y en la parte de abajo los intervalos de tiempo que queremos ver los datos de los sensores (10 minutos, una hora, un día, etc.)

           

       



        La Universidad de Almería está utilizando el Fitomonitor para optimizar los riegos, es decir el uso del agua,  y reducir los drenajes de nitratos,  que es muy contaminante.

           El origen de este sistema es en Israel a través de la empresa Fitech y el objetivo es conocer en cada momento lo que le pasa a la planta. La empresa Riegos Guadalfeo, se encarga de distribuir y del asesoramiento técnico del Fitomonitor.

Este sistema también se puede utilizar en cultivos leñosos y ornamentales, donde hay numerosos trabajos de investigación ya publicados.

Hay cultivos como es la vid, que requieren de un estrés para aumentar la calidad del vino. Mediante estos sensores se puede controlar el nivel de estrés estratégicamente, de forma que se puede producir un vino de calidad, independientemente de las condiciones climatológicas

Pero a nosotros nos interesaba sobre todo la investigación en hortícolas,  y por eso nos estuvieron explicando diversas  interpretaciones,  de diferentes gráficas, a través de diferentes sensores.
Como hemos visto hay infinidad de sensores, que a modo de resumen tenemos el siguiente dibujo

           En la parte superior tenemos sensores de radiación, en la parte central izquierda sensores que miden incluso la temperatura de una flor y en la parte inferior izquierda distintos modelos de sensores de diámetro del fruto.

 Haciendo un repaso de todo lo visto hasta ahora, vemos en la parte superior,  los estomas de las plantas que están formadas por dos células. Si la planta tiene un buen estado hídrico los estomas están abiertos, y se produce fotosíntesis y producción.
           En la parte inferior vemos una planta estresada que cierra los estomas, no produce fotosíntesis y hay menos producción.

           Cuando la planta cierra sus estomas se encuentra por así decirlo enferma,  ya que cierra el
En la parte superior vemos una planta con los estomas
abiertos, luego está produciendo.
En la parte inferior vemos una planta estresada que cierra
estomas luego no hay producción
flujo de dióxido de carbono y el flujo de transpiración.
 
           El punto rojo que se encuentra en el sensor del flujo de savia indica el recorrido de la misma a través de diferencias de temperaturas. Todo este tipo de sensores no hacen lógicamente ningún daño a la planta.

Detalle del punto rojo del
sensor de flujo de savia
           El sensor de temperatura de la hoja mide la temperatura en
Sensor de temperatura de la hoja
en el envés
el envés de la hoja. Cuando la hoja abre sus estomas, la temperatura de esta es menor que la del aire.

           Existen infinidad de sensores. Así vemos en parte inferior derecha sensores de suelo, sensores de diámetro de tallo, de temperatura de hoja, de humedad relativa.



           El Fitomonitor inicialmente se utilizó en cultivos leñosos, aunque hoy en día se ha empezado a utilizar en cultivos hortícolas e incluso plantas ornamentales.

Es una herramienta de trabajo de futuro,  mediante la cual,  le sacamos el máximo de provecho a la planta,  y podemos detectar problemas en el funcionamiento de esta,  en cuestión de minutos. 
 



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