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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. 
 



miércoles, 25 de febrero de 2015

FITOMONITOR; CONTROL DE TODOS LOS PARÁMETROS DE UNA PLANTA. PRIMERA PARTE

            En los humanos nos hacemos principalmente análisis de sangre para ver cómo va nuestro organismo…………..pero, y ¿si esto mismo lo hiciésemos en cierta medida en las plantas, a través diversos sensores y así corregir tiempo y momento de regar, cuando abrir o cerrar ventanas del invernadero, cuando sombrear a las plantas, que cantidad de abono a aportar, etc.?

       
Con el Fitomonitor la planta nos dice que va mal, y podemos
solucionar problemas, aumentando así nuestra producción, en
cuanto a cantidad y calidad
Pues bien, esto que parece algo futurista, hoy en día se puede hacer con un sistema que se llama…..Fitomonitor.

        Intuitivamente el agricultor cuando ve que el diámetro del tallo o el incremento del fruto no es el adecuado, riega un poco más o un poco menos, da un poco más de fertilizantes o menos, ventila más o menos, etc., y todo esto lo hace mediante ensayo-error. 

        A esto le implementamos que la respuesta de la planta a la rectificación de estos parámetros es alrededor de un mes. Pues bien, estos problemas lo podemos solucionar inmediatamente con el Fitomonitor.

      En definitiva con este sistema le preguntamos a la planta: ¿cómo te sientes en un momento dado?, y nos dará la respuesta mediante una serie de medios que veremos posteriormente.

      Antes había sistemas que medían parámetros muy concretos de la planta. El Fitomonitor ha conseguido integrar una amplia variedad de sensores, que nos indican el estado de la planta en cada momento.

       En una feria nacional agrícola que se celebró en Aguadulce
El Fitomonitor fue presentado en una Feria Nacional de
Agricultura en Almería
(Almería) hace algunos años, conocimos esta maravilla de la ingeniería, aplicada a la agricultura.
  

     Este sistema se está empezando a imponer en países agrícolas tan avanzados como Israel y Holanda, y se ha comenzado a introducir en España y países sudamericanos, ya que mediante diversas técnicas, le podemos sacar el máximo provecho de producción, no sólo a las plantas hortícolas, sino también a árboles frutales y plantas ornamentales.  

     Puede ser una revolución de la agricultura a nivel mundial. Antes los técnicos debían de pensar que le estaba ocurriendo a la planta, sobre todo por observación. Y luego los cambios que aplicaban, había que esperar un tiempo, para ver la reacción de la plantas. Con el Fitomonitor todo esto es “pasado”. 

     Realmente lo importante es aprender en qué condiciones estamos cultivando, cuales son los factores que hacen que nuestro cultivo funcione mejor o peor, y así aprovechar al máximo el potencial genético de la variedad que hemos cultivado, obteniendo más kilogramos de fruto por metro cuadrado de invernadero.         

  Con este aparato aprendemos a superar esas barreras fisiológicas del clima que circunda a la planta, que nos impiden un buen manejo de riego, fertirrigación, etc.     

    
Con el Fitomonitor obtenemos más kilogramos por
metro cuadrado de producción
 De esta forma entendemos como en otros países pueden llegar a producir por hectárea hasta ciento cincuenta toneladas de tomate (quince kilos por metro cuadrado). Con este equipo podemos llegar a esas posibilidades de producción, luego tenemos que sopesar el coste del equipo, con el beneficio que obtendríamos realmente. En este aspecto lógicamente, influyen otros factores como la estructura del invernadero, el control climático, si lo hacemos en enarenado o cultivo sin suelo, etc.
  

         Tiene también un sistema de alarma que te indica cuando estás fuera de los parámetros que le estás aplicando a la planta, ya sean externos como humedad relativa, temperatura, radiación, o internos a la planta, como temperatura de la hoja, flujo de savia, etc.

     Estos parámetros externos e internos están muy relacionados como veremos posteriormente.     

      En este equipo y con sus sensores, obtenemos miles de datos que hay que saber interpretarlos, y esto se hace sobre todo a modo de gráficas.

      Tenemos que tener datos y estadísticas de cómo evolucionan nuestros cultivos, y a partir de aquí, aplicar pequeñas innovaciones, que no tienen que ser grandes y aparatosas. Luego volvemos a obtener los datos una vez hecho los cambios en el régimen de riego, el equilibrio de abonado, etc. y vemos si realmente están siendo positivos estos cambios para el cultivo o no.

      Con este sistema, la planta nos dice lo que le está ocurriendo en cada momento, y hay que comentar que los cambios que aplicamos a la planta son inmediatos. 

    Además tiene la ventaja añadida de que desde el ordenador de nuestra casa, recibimos miles de datos del funcionamiento de la planta, y podemos aplicar esos cambios interpretando una serie de gráficas que comentaremos posteriormente.       

    Con el Fitomonitor podemos obtener mayor producción y calidad de la producción de un cultivo intensivo bajo plástico, interpretando bien una serie de parámetros que veremos a continuación, y como corregir o rectificar todos los inputs que le estamos dando a la planta: fertirrigación, tratamientos fitosanitarios, manejo del riego, control de radiación y humedad del invernadero, etc.        

   Se maneja mediante un programa informático muy intuitivo
En el programa informático a la derecha tenemos las pestañas con los sensores (en este caso hemos marcado la humedad del suelo y vemos como va aumentando, con los picos que corresponden a cada riego por día) y abajo le marcamos el intervalo de tiempo en la cual queremos ver la gráfica, que en este caso se ha marcado una semana.
Pestañas de la derecha donde nos indica los
diferentes tipos de sondas
donde tenemos a la derecha todas las pestañas de los sensores que posteriormente vamos a describir, y que pinchando en cada una de estas pestañas, obtenemos gráficos a lo largo de un día, varios días, semanas, meses, etc. 

       En la parte de abajo del
En la parte inferior podemos marcar el tiempo en el
que queremos obtener la gráfica
software del programa, tenemos a su vez una pestaña, donde podemos pedirle que nos de los datos de 24 horas anteriores, dos días, un mes, un año, etc.

      Con este sistema recibimos una serie de datos, con los cuales sacamos conclusiones de cómo funciona la planta;  en función de la nutrición que le demos, de cómo le influye el control climático en sus inmediaciones, etc. Así sabemos si nuestras interpretaciones técnicas, son realmente positivas para la planta o no lo son.

     Muchas veces tenemos la planta bloqueada y no sabemos a ciencia cierta por qué. Con el Fitomonitor podemos controlar todos los parámetros de funcionamiento de la planta, así como los factores climáticos que inciden sobre esta.   

      En función de miles de datos que obtenemos, obtenemos una serie de gráficas y vemos cómo funciona la planta en cada momento.       

    Colocando una serie de sensores en la planta y en los alrededores de esta,  podemos calcular factores fisiológicos intrínsecos de la planta,  como velocidad de crecimiento del tallo, crecimiento del fruto, velocidad de circulación de la savia, etc., y factores medioambientales en los alrededores de la planta, como temperatura del  envés de la hoja, temperatura del sustrato o del suelo, humedad relativa, radiación, velocidad del aire que circula en el invernadero, etc.     

      Todos estos datos se reciben en un ordenador,  que como hemos comentado, puede estar en cualquier parte del mundo,  y se comparan con unos datos tipo. Es decir,  en el ordenador de nuestra misma casa,  conoceremos perfectamente la evolución de la planta,  con lo que subimos o bajamos los abonados, subimos o bajamos los riegos, etc., según veamos el ritmo de crecimiento y desarrollo de la planta.      

     Es por esto,  que es de vital importancia disponer de un buen programa informático,  que pueda expresar mediante diversos gráficos,  la evolución de los diferentes datos,  en el crecimiento y desarrollo de la planta.        

   El éxito de estos sensores,  radica en que miden el microclima que rodea las zonas en activo crecimiento de la planta.   

 
Panel de Control del Fitomonitor
El Fitomonitor está compuesto básicamente por un panel central de control donde se reciben todos los datos, al que se le insertan una serie de tarjetas y cada una de ellas corresponde a cada uno de los sensores.
      

     A este panel se le conecta un cable de comunicación vía a un ordenador en la misma finca, o nos enviará los datos a un móvil o a otro ordenador.
Estos sensores se dividen en dos tipos:

Sensores externos. Miden parámetros externos a la planta. Es decir los parámetros medioambientales, que son básicamente:

  • Temperatura del aire y humedad relativa
  • Humedad del suelo o del sustrato en que se encuentre la planta·     
  •  Radiación que recibe la planta·  
  •  Movimiento de aire dentro del invernadero.

Sensores internos. Miden parámetros internos de la planta. Es decir parámetros de crecimiento y desarrollo de la planta, que son básicamente:

  •  Diámetro de tallo·    
  •  Temperatura de la hoja·    
  •  Flujo de savia·       
  • Diámetro o calibre del fruto.

       La importancia que tienen todos estos sensores, o la característica que tienen es que pueden medir hasta unidades en “micrones”.   

    Para hacernos una idea la exactitud en la medición de estos datos es tal,  que se pueden medir diámetros muy inferiores al grosor de un cabello humano. Para tener una referencia un cabello humano tiene setenta micrones de espesor.

    El micrón, o micra, más correctamente micrómetro, es un vocablo proveniente del griego y cuyo significado es pequeño. Es una unidad de medida que representa la milésima porción del milímetro, o sea 0.001 mm., o referido a un metro, que sería su millonésima porción.

       En cuanto a los sensores externos (que miden el microclima que circunda a la planta) tenemos los siguientes:

       -El sensor de temperatura y humedad,   consiste en una unidad de aspiración forzosa,  con sensores interiores de temperatura, en grados centígrados y humedad relativa del aire, en tanto por ciento de humedad relativa. 
Sensor de temperatura y humedad

       Con la aspiración conseguimos que las medidas sean lo más exactas posibles.

      Este sensor tiene un ventilador, que tiene como misión que sean más exactas las medidas. Absorbe el aire por una de las rejillas y lo expulsa por otro; es decir está haciendo una recirculación del aire.

     Si realizásemos una medición de estos parámetros sin este ventilador, los datos podrían ser erróneos, ya que se calentaría mucho la sonda con la radiación directa del sol, por ejemplo.

     Toma el aire, durante diez o quince minutos lo analiza, y luego lo expulsa.

    -El sensor de espesor de capa límite,  que mide en cierta medida la ventilación que hay dentro del invernadero, o como se mueve el aire en las inmediaciones de la planta. 

    
Sensor de espesor de capa límite
Mide la velocidad de la ventilación y la dirección de esta.

    Consiste en dos placas metálicas reflectoras de luz, una de las cuales tiene la cualidad de acumular calor, mediante una resistencia eléctrica.

    Existe una diferencia de temperatura entre cada una de las placas; en la medida en que haya más o menos diferencia de temperatura entre las dos placas, nos indica si hay mayor o menor movimiento de aire dentro del invernaderos.

    Este sensor nos dice si la ventilación del invernadero está bien diseñada, y se coloca en las inmediaciones de la planta, que es realmente donde realiza su actividad.

  -El sensor de humedad del suelo o del sustrato,  está compuesto por una serie de electrodos que miden conductividad eléctrica, y permiten medir el tanto por ciento de humedad del suelo o del sustrato, por extracción de la humedad contenida en el volumen delimitado por los electrodos.

Sensor de humedad del suelo o del sustrato

   Este sensor nos indica cuando se realiza un riego en el invernadero, o si estamos en campo abierto, cuando ha llovido.

   Con este sensor podemos corregir los riegos tanto en su duración, cómo en el número de riegos que le damos a la planta a lo largo del día, para obtener una máxima producción. 

    Es decir, conocemos con que humedad de suelo se va comportando mejor la planta

   -El sensor de irradiación total,  está diseñado para medir la luz total,  tanto en invernadero como en campo abierto, incluyendo un detector de temperaturas compensadas. 

Sensor de irradiación total

   
Nos da la radiación en watios por metro cuadrado y segundo.

   Es de vital importancia, “ya que la radiación que tengamos en el invernadero es directamente proporcional a la producción de este”.           

    Se pueden medir los datos desde minutos, horas, semanas, etc. 

   Es decir en cualquier momento conocemos el estado de la planta.  

       Todos estos datos se mandan por GSM o por internet al ordenador de la oficina del técnico, o se puede recoger en un PC en la misma finca.    

       El sensor de irradiación total nos sirve por ejemplo para comparar distintos tipos de pantallas térmicas: cómo funciona la pantalla, cuando hay que desplegarla, e incluso podemos comparar el efecto de distintos tipos de pantallas térmicas. 

    Igualmente lo podemos aplicar al blanqueo del techo del invernadero; este sensor nos dice cuando hay que blanquear y de qué forma.         

      Pero existen también una serie de electrodos,  que controlan el ritmo de crecimiento de la planta. Son los sensores internos., que debemos comentar que no le hacen ningún daño a la planta, porque simplemente lo que hacen es abrazarla. 

   Son lo que se denominan “sensores no intrusivos”, que a diferencia del pasado había que cortar plantas, o incluso introducir algún dispositivo en la planta.    

       El funcionamiento de una planta, lo podríamos explicar en términos de mecánica.     

   Hay un motor esencial que es el “Sol”, que emite una radiación que es captada por unos receptores solares, que son las hojas. Las raíces de las plantas obtienen el agua y los elementos nutritivos y así elaboran una “savia bruta”.  A través de los estomas (cuando están abiertos) se toma el dióxido de carbono de la atmósfera, y de esta forma se realiza la fotosíntesis, convirtiéndose la savia bruta en savia elaborada, y produciendo así el fruto, en cuanto a tamaño y calidad.

      El estoma sirve también de intercambio de agua de la planta
Estoma abierto
con el exterior; cuando está abierto, se dice que la planta está funcionando y produciendo, intercambiando agua con el exterior.

Estoma cerrado

    Cuando está cerrado no se produce este intercambio, el agua se queda dentro de la planta, y no se realiza fotosíntesis; es decir, la planta no está trabajando o produciendo.

     En el envés de las hojas, es donde se localizan estas aperturas que se conocen como estomas. 

Están constituidos por dos células turgentes,  que tienen la peculiaridad de abrirse o cerrarse. 

       Si están abiertas se produce transpiración (pérdida de agua) que es un inconveniente, e intercambio de dióxido de carbono por parte de la planta (que es una ventaja).

    Es decir cuando están los estomas abiertos la planta está funcionando y produciendo. Si los estomas están cerrados,  estas dos células aumentan su volumen cerrando la apertura, la planta no está produciendo, se acumula agua, y no se produce intercambio gaseoso con la atmosfera circundante.En la imagen vemos esto reflejado con los números al revés al que estamos acostumbrados, debido a que el inventor de este sistema está en Israel.

En la parte superior vemos los estomas abiertos (hay intercambio de dióxido de carbono y pérdida de agua) luego la planta está produciendo.
En la parte inferior las células de los estomas aumentan su tamaño, luego no hay intercambio gaseoso con la atmósfera que la rodea, se acumula agua, y la planta no está produciendo.
      De esta forma cuando la planta cierra sus estomas cierra sus dos flujos: el de dióxido de carbono y el de agua. 

      Con el sensor de flujo de savia, que veremos posteriormente, podemos saber si los estomas están abiertos o cerrados, ya que nos indica la cantidad y dirección del flujo de savia por parte de la planta.

      Es decir, cuanto mayor tiempo tengamos la planta activa con los estomas abiertos, seremos capaces de que “la fábrica” esté más tiempo produciendo, y de una calidad deseable.

      El funcionamiento de los estomas,  tiene mucha relación con un término  que se conoce como déficit de presión de vapor (DPV), que es un término climatológico muy importante que nos determina la tasa de pérdida de agua de la planta, es decir el poder desecante del aire. 

Gráfica del DPV
    Con lo cual podemos deducir que “a mayor cantidad de humedad relativa menor es el DPV, y al revés”.  La planta necesita temperatura, luz y humedad para funcionar. Cuando integramos esos tres valores nos salen unos valores que los tenemos en eje de ordenadas, o de la columna vertical de la izquierda. En el eje de abscisas (el horizontal de la base), observamos todos estos datos a lo largo de un día.    

       En esta gráfica vemos como el DPV es “directamente proporcional a la temperatura, radiación y viento, e inversamente proporcional a la humedad relativa del invernadero”.

           El DPV es un factor ambiental en que la planta no interviene, pero nosotros si podemos variarlo con técnicas de sombreo del invernadero, ventilación, dispositivos que aumenten la humedad medioambiental del invernadero (que a la vez bajan la temperatura de este), etc.

           Lo que buscamos son unos intervalos de DPV medios, para que los estomas estén permanentemente abiertos y estén funcionando.  

        A mayor DPV la planta va a perder más agua, y por ejemplo esto hace que el fruto no crezca correctamente, o que el diámetro del tallo sea menor.     

      Si no llegamos a unos valores mínimos de DPV, tampoco hay actividad de la planta. Lo mismo ocurre con los valores máximos.         

   En esta gráfica,  vemos como el déficit de presión de vapor aumenta hasta las horas centrales del día y luego va disminuyendo. Lógicamente, cuanto mayor sea la radiación, mayor sea la temperatura y mayor sea el viento,  mayor déficit de presión de vapor habrá, y cuanto mayor sea la humedad medioambiental,  menor será el déficit de presión de vapor.

     Los días de mayor DPV son los días en que la transpiración va a ser más alta.         

   Cuando aumenta el déficit de presión de vapor,  se cierran los estomas y la planta no produce, disminuyendo el diámetro del tallo y del fruto. Para controlar todos estos parámetros,  se colocan una serie de sensores en la planta.     

     En la siguiente gráfica vemos en negro la radiación solar (la que alcanza el pico más alto) a lo largo de un día (aumenta hasta mediodía y luego decrece) y se compara con dos régimen de riego. 

En verde tenemos regada una planta con una programación óptima, y lo que vemos exactamente es el flujo de savia (un indicador de la tasa de transpiración). Esta planta está transpirando siguiendo la evolución de la radiación solar, luego su régimen de funcionamiento es el correcto.    

       En rojo aparece el flujo de savia de otra planta estresada, ya que vemos que aunque aumente la radiación solar los estomas se cierran, luego estamos perdiendo productividad, porque no entra dióxido de carbono en la planta.     

      Desde el punto de vista del manejo del riego, el agua que damos en ambas plantas es la misma. En la línea roja (la planta estresada) se han dado ocho riegos diarios, y en la otra planta cuatro riegos. 

     Observamos como la planta funciona mejor con cuatro riegos que con ocho. Es decir "no por dar más agua a la planta esta va a funcionar mejor"      

    Los sensores internos son los siguientes:

      -El sensor de diámetro de tallo,  está diseñado para captar variaciones relativas de diámetro tanto en el tallo,  en micrones como anteriormente hemos indicado. 

     También mide variaciones de diámetro del peciolo de una hoja o incluso de una flor (se utiliza sobre todo en rosas). 

     Todos estos factores son indicativos de la transpiración de la
Sensor de diámetro del tallo
planta.Durante la noche el diámetro del tallo aumenta y durante la noche disminuye. 

  Con este sensor sabemos si la planta está trabajando correctamente.

   Es un indicador de cómo está funcionando la planta, y observamos como a medida que pasa el tiempo el diámetro del tallo va aumentando, lo que nos indica que vamos en una línea positiva en cuanto a manejo de riego, control climático, abonados, etc. 

   Hay sensores de diámetro del tallo para plantas leñosas, y otros para plantas herbáceas, que son estos últimos, los que estamos comentando en el artículo.

     -El sensor de temperatura de la hoja, es otro sensor muy importante y consiste en un semiconductor con una pinza especial de fijación a la hoja, que nos permite medir temperaturas absolutas.

     Mide la temperatura que hay en el envés de la hoja, donde se sitúan los estomas. 

  
Sensor de temperatura de la hoja
 Es decir comparando la temperatura del ambiente y la temperatura de la hoja, sabemos cuándo los estomas estás abiertos o cerrados. 

    Como hemos comentado anteriormente cuando los estomas están abiertos se produce la transpiración de la planta, luego la planta está realizando la fotosíntesis; es decir la planta está en estado activo y produciendo, que es realmente lo que nos interesa a la hora de la producción de cantidad y calidad del fruto de la explotación.

   La apertura y cierre de los estomas también lo podemos correlacionar con otros sensores como la radiación solar.

   Al igual que pasa en nosotros cuando los estomas están abiertos, transpira, y está a una temperatura menor que el
Detalle de la pinza del sensor de temperatura de la hoja
ambiente que la rodea. Así por ejemplo cuando salimos de un baño de agua caliente, sentimos frío porque se está evaporando el agua que está en nuestro cuerpo; pues bien, esto mismo le sucede a la hoja.

   Es decir cuando este termómetro de la hoja indica valores inferiores a la temperatura del aire, quiere decir que la hoja está activa y está funcionando. De igual forma, cuando este termómetro registra unos valores iguales o superiores a la temperatura ambiente, llegamos a la conclusión de que los estomas están cerrados.

     -El sensor de flujo de savia  es también muy importante y está diseñado para la medición de savia o sustancias nutritivas en órganos axiales de la planta, como el tallo, con una extrema sensibilidad.

     Es decir también nos indica en qué grado hay mayor o menor actividad en la planta.

       Tiene dos placas, donde una emite calor y la otra recoge
Placas del sensor de flujo de savia
una temperatura constate; es decir tiene dos resistencias eléctricas. 

      El flujo de savia al pasar, hace que una de las placas tenga otra temperatura.

      Es un prodigio de la microingeniería y mide la intensidad de savia que circula y la dirección, a través de la diferencia de temperatura que existe entre los extremos del sensor. 

   
Sensor de flujo de savia con el detalle del punto rojo
En el momento en que la temperatura en la parte del punto rojo del sensor,  sea mayor que la temperatura que existe en el otro extremo del sensor,  el flujo de savia irá en dirección al extremo del punto rojo, y viceversa.

    Con este sensor medimos incluso la cantidad de savia o elementos nutritivos que están circulando por la planta.

      -El sensor de incremento del tamaño del fruto,  está diseñado para medir incrementos micrométricos en el tamaño del fruto,  mediante su diseño especial en forma de pinza.

       Estos sensores se colocan en frutos en activo crecimiento. 

       En el momento en que el fruto ha terminado su crecimiento,
Sensor de incremento del tamaño del fruto grande
se colocará el sensor en otro fruto que empieza su crecimiento.

     Este tipo de sensor mide crecimiento y decrecimiento del fruto. A veces durante la noche el diámetro del fruto puede decrecer o reducir su calibre. Esto puede dar lugar a fisiopatías como rajado del fruto, cracking, etc.

   
Sensor de incremento del tamaño del fruto pequeño
Existen dos tipos de estos sensores. Uno grande que abre hasta diez centímetros y otro más pequeño de siete centímetros. Por ejemplo para un tomate normal o un pimiento utilizamos el grande, y para un cherry utilizamos el pequeño. El grado de precisión es el mismo para los dos sensores.