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Sistema Inteligente de Producción Agrícola (SIPA)


1. SERVIDOR DE PRODUCCIÓN CONTROLADA

1.1. Descripción del sistema

El servidor es un sistema electromecánico, hermético y aislante que permite crear condiciones ideales para la producción continua de hortalizas. Se controla a través de una programación de software que permite crear Zonas de Vida ideales para cultivar en cualquier momento del año, bajo una producción constante todo el tiempo. 

Entre ellas se controlan humedad, temperatura, luminosidad, pH, conductividad, nutrición, purificación de aire y agua. Todo esto está regulado por una central digital, programada bajo las condiciones ideales de crecimiento del cultivo para las distintas etapas fenológicas de la planta.

El servidor cuenta con sistemas de riego, nutrición y control de sanidad vegetal, todo en tiempo real que permite una producción controlada.

El servidor permite crear una producción de forma vertical la cual permite un ahorro considerable en cuanto a espacio de producción. 

La producción en el servidor puede ser orgánica (tierra) o hidropónica (agua), la cual va a depender de las necesidades del cliente en cuanto al tipo de producto que quiere producir.

Hay que considerar que el sistema no va a reemplazar la producción tradicional, sin embargo permite abastecer picos de demanda inesperados o solventar problemas de crisis por cambios climáticos. 

1.2. Dimensiones del Servidor de producción

Las dimensiones de nuestros servidores de producción varían dependiendo de la necesidad de producción semanal. 
Debido a que es una demanda constante, se debe de producir escalonado para siempre tener el producto necesario en el momento oportuno.

Considerando el potencial que puede haber, se hace la propuesta refiriéndose a un servidor de producción es un espacio de 2.5m x 2.5m x 6m, tamaño aproximado de un contenedor de 20 pies.
Estas dimensiones permiten estandarizar la producción, por lo que esta oferta hace referencia solamente a un servidor de producción, es decir un contenedor con todos sus componentes.

1.3. Estructura interna del servidor de producción

Cada cultivo tiene su propia zona de vida, por lo que la estructura interna se tiene que adaptar al tipo de cultivo. A continuación una descripción estándar de todos los sistemas y componentes de un servidor.

•    Estructura externa (contenedor de 20 pies)
•    Estructura interna
•    Sistema eléctrico
•    Sistema de riego
•    Sistema de nutrición, sustratos y componentes para estructura de raíz.
•    Sistema de control de variables criticas (pH, Humedad, Temperatura)
•    Sistema de ventilación, enfriamiento y control de temperaturas
•    Área para germinación y área para producción
•    Área de trabajo con sus componentes
•    Sistema de control de la producción a través de cámaras y sensores
•    Sistema de purificación de agua y aire

Cada sistema tiene su diseño personalizado, adaptable al cultivo. Sin embargo, todo servidor necesita de todos estos sistemas y componentes para trabajar de la mejor forma.

1.4. Rendimientos de producción

El objetivo de cada servidor es la producción sostenible a lo largo del tiempo sin que haya repercusiones sobre los picos de demanda de las temporadas. 
Por lo tanto, se tiene que planear en un rendimiento continuo de productos que guarden siempre la misma calidad.

Para este caso, se tienen dos ejemplos de rendimientos de dos tipos de cultivo distintos, el de producción de “verdes”, tipo lechuga y producción de “frutos” tipo chile dulce.

La lechuga se desarrolla en un sistema vertical y el chile dulce en un sistema horizontal.

Descripción de rendimiento semanal estándar para producción de lechuga y chile dulce.

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Estos valores son promedios y están condicionados a las necesidades del cliente, al diseño interno del servidor y sistema de nutrición. La producción puede variar influyendo en el espacio (horizontal o vertical) y nutrición (orgánica o hidropónica).

Para que la producción sea constante todas las semanas, se debe de sembrar escalonado por un periodo de 2 meses por contenedor. Esto permitirá cosechar todas las semanas, creando un ciclo de cosecha y siembra semanal.

A continuación una tabla comparativa de rendimientos aproximados de producción en ambientes controlados y método convencional, que muestra distintas características para la toma de decisiones.

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1.5. Control de las zonas de vida

El servidor de producción tiene una base de datos programada que mantiene y controla las variables críticas de producción. Después de un análisis interno y casi inmediato por parte de los distintos sensores, el programa actualiza las condiciones para que el cultivo siempre esté con el vigor ideal y calidad máxima. A través de reconocimiento por sensores infrarrojos y térmicos, el programa actúa cambiando las condiciones de las variables críticas para siempre mantener la condición ideal del ambiente específico para la etapa de crecimiento del cultivo.

Las variables críticas que se controlan a través de software son:

  • Luminosidad
  • Temperatura
  • Humedad
  • CO2
  • pH
  • Conductividad
  • Volumen de agua
  • Nutrición