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Implementaci�n de sistemas de oxigenaci�n para mejorar el desarrollo de plantas en invernaderos de horticultura

 

Implementation of oxygenation systems to improve the development of plants in horticultural greenhouses

 

Implementa��o de sistemas de oxigena��o para melhorar o desenvolvimento de plantas em estufas hort�colas

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: fbastidas@espoch.edu.ec

 

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas ���

Art�culo de Investigaci�n

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* Recibido: 23 de marzo de 2022 *Aceptado: 12 de abril de 2022 * Publicado: 29 de mayo de 2022

 

1. Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.
2. Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.
3. Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.
4. Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.

Resumen

Las plantas del invernadero de horticultura no se desarrollan de la manera adecuada debido a la falta de ox�geno disuelto en el agua, por lo que se realiza un estudio de los m�todos y sistemas de oxigenaci�n m�s utilizados en la industria, para lo cual se analiza las caracter�sticas principales de cada uno de ellos, y por tanto escoger los tres m�s adecuados para ser implementados en los tanques que se encuentran parcialmente abandonados dentro del invernadero de horticultura de la Facultad de Recursos Naturales de la ESPOCH. En este caso los sistemas por recirculaci�n, por gravedad y mec�nico, son seleccionados con el prop�sito de obtener mediciones de ox�geno disuelto por encima de 7 mg/l, se realizaron tomas con un medidor de ox�geno que arrojaron datos correspondientes de cada uno y se determin� que los tres aumentan el ox�geno disuelto de tal manera que cumplen con las necesidades requeridas, hay que tomar en cuenta que para recomendar un sistema de oxigenaci�n se debe considerar el incremento de la cantidad de ox�geno disuelto y el factor econ�mico.

Considerando la parte t�cnica, es decir el dise�o del sistema y an�lisis costo beneficio la opci�n m�s recomendada para el mejoramiento del nivel de ox�geno en un cultivo hidrop�nico es el sistema mec�nico, cabe mencionar que se implement� un sistema de control mediante un temporizador para programaci�n de riego cuya finalidad es controlar que la cantidad de ox�geno disuelto se mantenga constante, para esto se tomaron datos cada cinco minutos sin que los sistemas de oxigenaci�n est�n en funcionamiento, y se concluy� que el tiempo m�s �ptimo de oxigenaci�n es de 30 segundos cada 5 minutos, esto evita que se produzca una ca�da considerable de ox�geno disuelto. Al final de la experimentaci�n se realiz� un cultivo hidrop�nico de lechugas en cada uno de los tanques para evaluar el desarrollo y crecimiento de las plantas cuando se ha incrementado la cantidad de ox�geno por medio de los sistemas implementados.

Palabras Clave: cultivo hidrop�nico; mec�nico; ox�geno disuelto; recirculaci�n.

 

Abstract

The plants of the horticultural greenhouse do not develop properly due to the lack of dissolved oxygen in the water, for which a study of the most used oxygenation methods and systems in the industry is carried out, for which the main characteristics of each one of them, and therefore choose the three most suitable to be implemented in the tanks that are partially abandoned inside the horticultural greenhouse of the Faculty of Natural Resources of the ESPOCH. In this case, the recirculation, gravity and mechanical systems are selected with the purpose of obtaining measurements of dissolved oxygen above 7 mg/l, shots were made with an oxygen meter that yielded corresponding data for each one and it was determined Since all three increase dissolved oxygen in such a way that they meet the required needs, it must be taken into account that in order to recommend an oxygenation system, the increase in the amount of dissolved oxygen and the economic factor must be considered.

Considering the technical part, that is, the design of the system and cost-benefit analysis, the most recommended option for improving the oxygen level in a hydroponic culture is the mechanical system, it is worth mentioning that a control system was implemented through a timer for programming of irrigation whose purpose is to control that the amount of dissolved oxygen remains constant, for this data was taken every five minutes without the oxygenation systems being in operation, and it was concluded that the most optimal time of oxygenation is 30 seconds every 5 minutes , this prevents a considerable drop in dissolved oxygen from occurring. At the end of the experimentation, a hydroponic cultivation of lettuce was carried out in each of the tanks to evaluate the development and growth of the plants when the amount of oxygen has been increased by means of the implemented systems.

Keywords: hydroponic culture; mechanic; dissolved oxygen; recirculation.

 

Resumo

As plantas da estufa hort�cola n�o se desenvolvem adequadamente devido � falta de oxig�nio dissolvido na �gua, para o que � realizado um estudo dos m�todos e sistemas de oxigena��o mais utilizados na ind�stria, para o qual s�o apresentadas as principais caracter�sticas de cada um deles , e por isso escolher os tr�s mais adequados para serem implementados nos tanques que est�o parcialmente abandonados dentro da estufa hort�cola da Faculdade de Recursos Naturais da ESPOCH. Neste caso, os sistemas de recircula��o, gravidade e mec�nico s�o selecionados com o objetivo de obter medi��es de oxig�nio dissolvido acima de 7 mg/l, foram feitos disparos com um medidor de oxig�nio que forneceu dados correspondentes para cada um e foi determinado Como todos os tr�s aumentam oxig�nio dissolvido de forma que atendam �s necessidades requeridas, deve-se levar em conta que, para recomendar um sistema de oxigena��o, deve-se considerar o aumento da quantidade de oxig�nio dissolvido e o fator econ�mico.

Considerando a parte t�cnica, ou seja, o projeto do sistema e a an�lise de custo-benef�cio, a op��o mais recomendada para melhorar o n�vel de oxig�nio em uma cultura hidrop�nica � o sistema mec�nico, vale ressaltar que foi implementado um sistema de controle atrav�s de um temporizador para programa��o de irriga��o cuja finalidade � controlar que a quantidade de oxig�nio dissolvido permane�a constante, pois este dado foi obtido a cada cinco minutos sem que os sistemas de oxigena��o estivessem em opera��o, e concluiu-se que o tempo ideal de oxigena��o � de 30 segundos a cada 5 minutos , isso evita que ocorra uma queda consider�vel no oxig�nio dissolvido. Ao final da experimenta��o, foi realizado um cultivo hidrop�nico de alface em cada um dos tanques para avaliar o desenvolvimento e crescimento das plantas quando a quantidade de oxig�nio foi aumentada por meio dos sistemas implementados.

Palavras-chave: cultura hidrop�nica; mec�nico; oxig�nio dissolvido; recircula��o.

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Introducci�n

El ox�geno es un elemento gaseoso primordial para todos los seres con vida del planeta tierra (Orox�n Fuentes, 2017), ya que este elemento es esencial en los procesos de respiraci�n de casi todas las c�lulas vivas, por lo que el ox�geno nos permite permanecer con vida a todos los seres que habitamos en el planeta, este se encuentra en el aire y es el 23% de su masa y el 21% de su volumen, por lo que es el elemento m�s abundante despu�s del nitr�geno (Avecillas Arellano, 2014).

La cantidad de ox�geno disuelto es uno de los par�metros importantes para que exista un ambiente adecuado que permita el desarrollo de los seres vivos que habitan un ecosistema ac�atico, muchas de estas especies necesitan de estos valores para la subsistencia de las especies, (V�squez Salazar et al., 2014).

Una baja concentraci�n de ox�geno en el agua provoca que los seres que se desarrollan en este medio no crezcan de manera adecuada, not�ndose enfermedades, malformaciones, reducciones de tama�o y aumento en la tasa de mortandad de las especies (V�squez Salazar et al., 2014).

Si la cantidad de ox�geno disuelto est� por debajo del rango necesario se puede optar por implementar los distintos mecanismos y sistemas existentes para incrementar el ox�geno en el agua (Orox�n Fuentes, 2017). Estos sistemas mantienen en constante movimiento al agua por lo que ayudan a romper la tensi�n superficial y aumentar el �rea de contacto facilitando el intercambio de ox�geno entre el agua y el medio ambiente, adem�s distribuyen de manera uniforme el ox�geno en toda la masa de agua (Garc�a Mercado, 2010). En Ecuador se utilizan estos mecanismos principalmente para la crianza de camarones y peces debido a que bajas concentraciones pueden causar p�rdidas econ�micas muy altas, por el bajo peso y hasta la muerte de las especies. Tambi�n se los utiliza para cultivos hidrop�nicos, conocidos como t�cnica de la pel�cula de nutriente, donde las plantas crecen sobre una l�mina de agua en continuo movimiento, y son enriquecidas con soluciones nutritivas (Mohammed, 2018), reduciendo el consumo de agua y evitando la aplicaci�n de algun tipo de pesticida, �(Jordan, Rodrigo; Riveiro Evaldo; De Oliveira, Fabricio; Geisenhoff, Luciano; Martins, 2018).

 

M�todo

Medidor de ox�geno y calibraci�n

Para las mediciones de los niveles de ox�geno dentro de los tanques se utiliz� el medidor de marca Milwaukee (Figura 1) que consta de los siguientes elementos:

�       Monitor

�       Sonda

�       Protector de la sonda

�       5 membranas

�       Empaques

�       Soluci�n Electrolite

�       Destornillador de calibraci�n (propio del equipo)

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���� Figura 1. Medidor de Ox�geno Disuelto

 

Para calibrar el medidor de la Figura 1, se debe conectar la sonda al monitor, se quita la protecci�n roja y negra, se introduce el empaque en la membrana, despu�s se coloca la membrana en la sonda y la se llena de la soluci�n electrolite. Se procede a encender el monitor y a dejar la sonda colgada unos minutos, a continuaci�n, con el destornillador y oprimiendo la tecla CAL se ajusta la calibraci�n a 100 (perilla 100%), y as� el equipo quedar�a listo para utilizar, solamente se introduce la sonda en el agua y se lee el valor en el monitor(Mayar� Navarro, Rogelio, 2005).

Para estar totalmente seguros de que el equipo este bien calibrado y de valores reales de ox�geno disuelto, se disuelve silica 3 en agua, esta provoca que se desoxigene totalmente, se realiza la medici�n comprobando el valor de cero.

 

Reconocimiento de los tanques

La investigaci�n se realiza en los tanques de agua para cultivo hidrop�nico en el invernadero de horticultura en la Facultad de Recursos Naturales de la ESPOCH.

Son tres tanques que se encontraron parcialmente abandonados y en mal estado ya que ten�an grietas y filtraciones, por lo que se procede a realizar los arreglos respectivos. Se coloca pintura impermeable para evitar las filtraciones y se puso malla en las grietas.

Una vez corregidas las fallas en los tanques se llenan, para verificar que el agua no filtre obteniendo resultados positivos, adem�s se obtuvo la cantidad de ox�geno disuelto en los tres tanques con el medidor d�ndonos una media de 6,2mg/l y para lograr un crecimiento normal y una baja mortalidad, los valores m�nimos de ox�geno disuelto se deben mantener por encima de 7 mg/l (V�squez Salazar, Rub�n Dar�o et al., 2014), valores menores reducen el crecimiento e incrementan la mortandad (Dan Dettmers; Kyle Booth, 2009), por lo que se decide implementar diferentes sistemas de oxigenaci�n para cada tanque y analizar el que m�s ox�geno disuelto incrementa y que influencia tiene en el crecimiento y desarrollo de las plantas.

Se toma medidas de todas las dimensiones de los estanques, que tienen una profundidad de 0.36 m y un volumen de 13.67 m³, estas medidas son muy importantes para seleccionar los equipos adecuados para cada sistema, como se puede observar en la Figura 2.

 

 

������ Figura 2. Tanques en el invernadero de horticultura

 

Selecci�n de sistemas de oxigenaci�n

Se estudian los m�todos de oxigenaci�n del agua mediante la revisi�n de material bibliogr�fico entre los que tenemos:

�       Sistema mec�nico

�       Sistema de inyecci�n de aire

�       Sistema por recirculaci�n

�       Sistema por bomba vertical

�       Sistema por superficie lenta

�       Sistema por gravedad

 

La correcta selecci�n del m�todo de oxigenaci�n en los tanques conlleva un an�lisis de la demanda de ox�geno, asegurando de esta manera seleccionar un sistema que alcance el rendimiento esperado sin exceder la demanda energ�tica razonable (Andrade Loor; Pe�a Mu�oz, 2017).

Mediante un an�lisis de ponderaci�n donde se toma en cuenta principalmente la trasferencia de ox�geno, el costo y facilidad de implementaci�n, se seleccionan tres sistemas para implementar en los tanques de agua de riego del invernadero de horticultura.

En la Figura 3 se aprecia que los sistemas que transfieren m�s ox�geno son: mec�nico, superficie lenta y por gravedad (Ronzado, E; Danpena, J, 2015).

���� Figura 3. Par�metro de la transferencia de Ox�geno

 

El costo de implementaci�n se puede observar en la Figura 4, donde se indica que los sistemas menos costosos para implementar en un cultivo hidrop�nico son: mec�nico, por recirculaci�n y por gravedad (Ronzado, E; Danpena, J, 2015).

Figura 4. Par�metro de Costo de implementaci�n

 

El par�metro de facilidad de implementaci�n de los sistemas de oxigenaci�n, se pueden ver en la Figura 5, donde la gr�fica de barras presenta que todos los sistemas son f�ciles de implementar a excepci�n del sistema de oxigenaci�n de superficie lenta (Ronzado, E; Danpena, J, 2015).

 

Figura 5. Par�metro de facilidad de implementaci�n

 

Analizando las ventajas y desventajas de los sistemas de oxigenaci�n estudiados y las caracter�sticas de los tanques, se seleccionan los sistemas de oxigenaci�n mec�nico, por recirculaci�n y por gravedad como los �ptimos para ser implementados en el invernadero de horticultura, la ponderaci�n se detalla en la Figura 6.

 

Figura 6. Ponderaci�n de los diferentes sistemas de oxigenaci�n para la selecci�n.

 

Implementaci�n de los Sistemas de Oxigenaci�n

a)     Sistema de Oxigenaci�n por recirculaci�n

Principio de funcionamiento: Recircular el agua para que vuelva a introducirse en el tanque por medio de una manguera con agujeros en el fondo, generando una columna de agua que provoca la ruptura de la tensi�n superficial desde la parte inferior del tanque, para que exista el intercambio de Ox�geno Disuelto. Durante este trayecto, las burbujas causan el movimiento y la mezcla del l�quido en el tanque y tambi�n generan una superficie turbulenta que provocan la oxigenaci�n del agua(Dur�n Herrera, E; Rojas Meza, G, 2006).

En la Figura 7, se observa el momento de la ruptura de la tensi�n superficial, lo que permite el intercambio de Ox�geno entre el aire y el agua (Maksymenko, 2014).

Figura 7. Rotura de la tensi�n superfial desde la parte inferior del tanque

 

Principales caracter�sticas del sistema por recirculaci�n:

�       Econ�mico

�       Promedio de transferencia de Ox�geno de 0.9 KgO₂/kw.h

�       Genera Burbuja Fina

�       F�cil de Instalar

 

Materiales utilizados en el sistema por recirculaci�n

�       Bomba Centr�fuga

�       Tuber�a

�       Accesorio de Tuber�a

�       Man�metros

 

b)     Sistema de Oxigenaci�n por gravedad

Principio de funcionamiento: Recircular el agua para que vuelva a introducirse en el tanque por medio de una manguera con agujeros que est� sujeta a soportes con altura suficiente para generar la ruptura de la tensi�n superficial desde la parte superior (Figura 8), por lo que aprovechan la energ�a cin�tica para que exista el intercambio de Ox�geno (Marcillo Morla, 2010).

Figura 8. Sistema de Oxigenaci�n por gravedad

 

Principales caracter�sticas del sistema por gravedad

�       Econ�mico

�       Profundidad m�xima de Oxigenaci�n de 2m

�       Genera burbuja fina

�       F�cil de instalar

�       Relativamente silencioso

�       Promedio de transferencia de Ox�geno de 1 kgO₂/kw.h

 

Materiales utilizados en el sistema por gravedad

• Bomba Centr�fuga
• Tuber�a
• Accesorio de Tuber�a
• Soportes
• Man�metros

 

c)     Sistema de Oxigenaci�n mec�nico

Principio de Funcionamiento: Los rodetes giran para que las paletas de este se introduzcan en el agua para romper la tensi�n superficial, permitiendo el intercambio de ox�geno (Figura 9). Adem�s, este sistema hace que cierta cantidad de agua salpique, esta cantidad est� en contacto directo con el ambiente, por lo que el agua al regresar al tanque tiene una mayor cantidad de ox�geno (Jover Cerd�, 2015). Por el movimiento rotatorio de las paletas se mezcla el agua lo que ayuda a que la oxigenaci�n sea uniforme en todo el tanque y se formen ondulaciones por lo que aumenta el �rea de contacto entre el agua y el ambiente (Merino, O ; Sal, F, �2007).

 

Figura 9. Sistema de Oxigenaci�n mec�nico

 

Principales caracter�sticas del sistema mec�nico

�       Econ�mico

�       Promedio de Transferencia de Oxigenaci�n 1.9 KgO₂/Kw.h

�       F�cil de Instalar

�       F�cil mantenimiento

 

Materiales utilizados en el sistema mec�nico

�       Motor el�ctrico

�       Correas

�       Caja Reductora

�       Poleas

�       Catalinas

�       Ejes de transmisi�n

�       Cadenas

�       Chumaceras

 

 

 

 

Dise�o mec�nico del rodete

El rodete es el �nico elemento que se dise�a debido a los esfuerzos altos que debe soportar, este dise�o se realiza en el software SolidWorks (Figura 10), donde se hace un an�lisis est�tico en flow simulation utilizando las propiedades del PLA, este material se utiliza para realizar una impresi�n 3D del elemento.

 

 

 

 

 

Figura 10. Simulaci�n en solidwords

 

 

Tabla 1. Factor de seguridad seg�n la carga

 

Este an�lisis permite determinar la carga que resiste el rodete antes de fracturarse, esto sucede cuando el factor de seguridad es menor a 1. Con los valores que se muestran en la Tabla 1, el rodete resiste hasta una carga de 30kgf. Con la simulaci�n se asegura que los aireadores soportaran las condiciones de trabajo a las que son sometidos y desplazar�n la cantidad de agua requerida.

 

 

 

Implementaci�n de un sistema de control

Para programar el tiempo adecuado de encendido y apagado autom�tico de los sistemas y evitar que el ox�geno disuelto baje a menos de 7mg/l y permanezca constante, se implementa un sistema de lazo abierto, dado que el controlador es un temporizador que ser� programado en funci�n de pruebas previas, se muestran en la (Figura 11), los diagramas de fuerza y de control del sistema.

 

Figura 11. �a) Diagrama de Fuerza, b) Diagrama de Control

 

Adem�s, se considera en la (Figura 12) el sistema de control con los siguientes elementos:

 

�       Temporizador de programaci�n de riego

�       Contactor

�       Relay de 24V

�       Transformador de 120-24V

 

������ Figura 12. Diagrama del sistema de control

 

Implementaci�n de sistemas hidrop�nicos

Una vez instalados los sistemas de oxigenaci�n en cada uno de los tanques, se implementa sistemas hidrop�nicos con plantas de lechuga para analizar su desarrollo con los diferentes m�todos de oxigenaci�n y la cantidad de ox�geno que cada m�todo proporciona. Los principales elementos utilizados para la puesta en marcha de los sistemas son:

�       Lechuga hidrop�nica germinada

�       Vasos de Cart�n

�       Planchas de espumaflex

�       Esponja

An�lisis Estad�stico

Para realizar este an�lisis se consideran varias mediciones de ox�geno disuelto por varios d�as, esta informaci�n se procesa en Exel Microsoft Office. Con los datos obtenidos se realiza un an�lisis de varianza y la prueba de Turkey al 5% en Infostat, este procedimiento ayuda a determinar si existen diferencias significativas entre las medidas tomadas para cada sistema con sus repeticiones y posteriormente identificar el que mayor ox�geno disuelto incrementa (Tomal� et al., 2014).

 

Resultados

Ca�da de ox�geno disuelto

La Figura 13 indica el tiempo adecuado de oxigenaci�n, donde se analiza la ca�da de ox�geno disuelto vs el tiempo, tomando datos de ox�geno cada 5 minutos, este intervalo se considera cuando los sistemas trabajan de manera adecuada y se programa un encendido de 30 segundos para poder medir la cantidad de ox�geno disuelto despu�s de airear los dep�sitos con cada sistema y comprobar que est� en el rango requerido de 7 mg/l a 14mg/l. Cabe mencionar que cuando los sistemas de oxigenaci�n no est�n en funcionamiento al cabo de 20 minutos el nivel de ox�geno llega a los 7 mg/l.

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 13. Ca�da de OD vs Tiempo

An�lisis del rendimiento de los sistemas

Para determinar qu� sistema es el que mejor rendimiento presenta, es decir mayor cantidad de ox�geno disuelto incrementa, se realiza el an�lisis de varianza y la prueba de Turkey al 5% con los datos obtenidos. En la Figura 14 se aprecia que el sistema que m�s ox�geno disuelto incrementa es el mec�nico con un valor de 9.17 mg/l.

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Figura 14. Incremento de Ox�geno Disuelto

 

An�lisis del tama�o y peso de plantas

Para analizar el desarrollo de las plantas en cada uno de los tanques con sus respectivos sistemas de oxigenaci�n, se compara el tama�o entre ellas cada semana. En la Figura 15 se observa que la lechuga que se oxigen� con el sistema mec�nico tiene un mejor desarrollo por lo que es m�s grande.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 15. Lechugas en desarrollo

 

De la misma manera se realiza la comparaci�n de tama�o entre lechugas de los diferentes tanques cuando terminaron su desarrollo y estaban listas para consumir (Figura 16), pero adem�s se toma los datos de sus respectivos pesos y se calcularon valores medios que se detallan en la Tabla 2.

 

 

 

 

 

Figura 16. Lechugas listas para el consumo

 

Tabla 2. Precio y Peso de lechugas

Sistema	Peso	Precio
S.O. Mec�nico	457.68 g	0.55
S.O. Gravedad	312.73 g	0.40
S.O. Recirculaci�n	209.28 g	0.30

 

Relaci�n Costo-Beneficio

Para seleccionar el sistema m�s rentable, se realiz� la relaci�n costo-beneficio proyectado a un a�o de producci�n. En la Tabla 3 se aprecia que el sistema econ�micamente m�s rentable es el sistema mec�nico con un valor de 118.78% y una relaci�n costo �beneficio de 2.19, seguido por el sistema por gravedad con 75.13% de rentabilidad y una relaci�n de 1.75, finalmente se tiene al sistema por recirculaci�n con una rentabilidad de 67.05 % y un valor de 1.67. Cabe indicar que estos valores que se obtienen de este an�lisis permiten considerar el sistema de oxigenaci�n m�s adecuado para los cultivos hidrop�nicos que se implementaran en el invernadero de horticultura de la Facultad de Recursos Naturales de la ESPOCH.

 

������������� Tabla 3. Relaci�n Costo-Beneficio

 

 

Discusi�n

Para implementar los sistemas de oxigenaci�n se debe primero analizar las condiciones de trabajo, principalmente las dimensiones de los estanques ya que es importante conocer la profundidad del estanque y el volumen de agua a oxigenar para seleccionar los equipos adecuados, tambi�n hay que identificar la cantidad de oxigeno requerido ya que de esa cantidad depende el tiempo de oxigenaci�n.

En la Figura 14 se aprecia que el sistema que m�s ox�geno disuelto incrementa es el mec�nico con una valor de 9.17mg/l., seguido por el sistema por gravedad con 8.30 mg/l y finalmente un valor de 8.17 mg/l el sistema por recirculaci�n. Se observa tambien que en un inicio el agua de los tres� tanques no tiene la cantidad de ox�geno requerida y que todos los sistemas cumplen con el nivel m�nimo de 7mg/l.����������

La Figura 15 presenta el desarrollo que se ha logrado en las plantas de lechuga despu�s de estar sometidas a los diferentes sistemas de oxigenaci�n, donde se evidencia que el mec�nico es el que mejor rendimiento presenta produciendo una mayor cantidad de ox�geno disuelto y por tanto un crecimiento significativo de las plantas en relaci�n con los dem�s, raz�n por la cual las plantas que se alimentan con esta agua tendr�n una mejor asimilaci�n de nutrientes y se desarrollan de mejor forma. En cambio, se puede observar que las lechugas que se encuentran dentro del tanque con un sistema de oxigenaci�n por recirculaci�n son las de menor tama�o y por ende menor cantidad de ox�geno disuelto.

La Tabla 2 permite identificar el precio y tama�o de las lechugas, donde se confirma que el sistema que proporciona una mejor calidad de lechugas es el sistema mec�nico, por tanto, las plantas que salgan del tanque con este m�todo de oxigenaci�n tienen un precio un poco m�s alto. Se puede apreciar la influencia del ox�geno disuelto en el agua para el desarrollo de las plantas, ya que mientras mayor cantidad de ox�geno el desarrollo de las lechugas es considerable.

La Tabla 3 muestra una relaci�n costo beneficio de los sistemas de oxigenaci�n donde el mec�nico genera m�s ox�geno disuelto y presenta un mejor desarrollo en las lechugas, es por eso que la rentabilidad que proporciona este sistema en el crecimiento de los cultivos es superior, compar�ndolo con cultivos que se realizan de manera tradicional. Considerar que el costo de implementaci�n de este m�todo es m�s alto, compar�ndolo con el de gravedad que tendr� un costo inferior.

Para tener un mayor enriquecimiento de nutrientes en el agua se debe tomar en cuenta par�metros como son el nivel de PH y la salinidad, que conjuntamente con el ox�geno disuelto crean un ambiente adecuado para el desarrollo de las plantas en un cultivo hidrop�nico.

 

Conclusiones

El m�todo de ponderaci�n permiti� conocer detalladamente las caracter�sticas principales de los sistemas de oxigenaci�n m�s utilizados, permitiendo as� seleccionar las tres mejores alternativas para las condiciones de los tanques y el requerimiento de las plantas, que son por recirculaci�n, por gravedad y mec�nico.

Al realizar el an�lisis estad�stico entre los tres sistemas de oxigenaci�n implementados, se determin�, que el sistema mec�nico es el que m�s ox�geno disuelto incrementa, con un promedio de 9,2 mg/l para que las plantas asimilen de mejor manera los nutrientes y obtengan un mejor desarrollo.

 

Las lechugas que se desarrollaron en el tanque con mayor cantidad de ox�geno presentaron un mejor tama�o y peso, por lo que la cantidad de ox�geno disuelto en el agua influye directamente en el crecimiento de las plantas.

El sistema que presenta una mejor relaci�n costo-beneficio es el sistema mec�nico con un valor de 2,19 adem�s tiene una rentabilidad bastante alta de 118,78%, incrementando el desarrollo de las lechugas, por tanto, el precio de estas aumenta.

Los tres sistemas de oxigenaci�n implementados lograron cumplir con el requerimiento de ox�geno, cada uno entrega un valor diferente de ox�geno disuelto al agua, pero todos ellos sobre el nivel m�nimo de 7mg/l, de tal forma que todas las lechugas crecieron de manera adecuada sin presentar ninguna enfermedad.

Para mantener constante la cantidad de ox�geno disuelto en los tanques se determin� un tiempo adecuado de oxigenaci�n de treinta segundos cada cinco minutos, evitando que pase el l�mite inferior recomendado y las lechugas presenten problemas en su desarrollo, logrando esto con la adici�n de un sistema de automatizaci�n para los tres sistemas.

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Referencias

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