INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL - tesis.ipn.mxtesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/12925/1/im226.pdf · 3.1 Definición y uso de la ruta critica ... 3.1.2 Ruta crítica en gestión

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

CENTRO DE EDUCACIÓN CONTINUA

UNIDAD ALLENDE

TESINA

DISEÑO DE UN INVERNADERO AUTOMATIZADO

CON CULTIVO HIDROPÓNICO VERTICAL DE LECHUGAS

EN EL ROSARIO, CUAUTITLÁN, ESTADO DE MÉXICO

QUE PRESENTAN PARA OBTENER EL TITULO DE:

INGENIERO MECÁNICO:

BUENDÍA MUCIÑO ROGELIO ARMANDO

CEDILLO MENDIETA ARIEL

VEGA GUTIÉRREZ GABRIEL

INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA:

CRUZ RAMÍREZ RODOLFO AGUSTÍN

INGENIERO CIVIL

ROJAS GUERRERO GRISSEL ABRIL

MÉXICO, D.F., 05 DE SEPTIEMBRE DE 2012

1

IPN ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD CULHUACÁN

TESINA

NOMBRE DEL SEMINARIO: ADMINISTRACIÓN DE PROYECTOS

NUMERO DE REGISTRO: DES/ESIME-CUL/5062005/35/12

SEDE: CEC/ALLENDE

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:

INGENIERO MECÁNICO:

BUENDÍA MUCIÑO ROGELIO ARMANDO CEDILLO MENDIETA ARIEL

VEGA GUTIÉRREZ GABRIEL

INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA: CRUZ RAMÍREZ RODOLFO AGUSTÍN

INGENIERO CIVIL

ROJAS GUERRERO GRISSEL ABRIL

TEMA

“DISEÑO DE UN INVERNADERO AUTOMATIZADO CON CULTIVO HIDROPÓNICO VERTICAL DE LECHUGAS EN EL ROSARIO, CUAUTITLÁN, ESTADO DE MÉXICO”

INTRODUCCIÓN

ESTA TESINA CONTIENE EL DISEÑO DE UN INVERNADERO TIPO ARCO QUE UTILIZA GEOTEXTILES COMO CUBIERTA Y UN SISTEMA DE CONTROL DE TEMPERATURA PARA LA PRODUCCIÓN DE LECHUGAS POR EL

MÉTODO HIDROPÓNICO DE PELÍCULA DE NUTRIENTES EN UN SISTEMA DE PLANTACIÓN VERTICAL EN SERPENTINES DE PVC.

CAPITULADO

CARTA CONSTITUTIVA

1. MARCO DE REFERENCIA 2. ESTUDIO DE MERCADO

3. PLANEACIÓN DEL PROYECTO 4. EJECUCIÓN Y CONTROL DEL PROYECTO

5. EVALUACIÓN DE RESULTADOS

México D.F. 5 DE SEPTIEMBRE DE 2012

M. EN C. EDNA CARLA VASCO MÉNDEZ L.A.E. ELENA PÉREZ SOLÍS COORDINADORA DEL SEMINARIO ASESOR

ING. JOSÉ MIGUEL GARCÍA SÁNCHEZ JEFE DE LA CARRERA DE I.M.

Agradecimientos

A Dios

Por siempre estar conmigo, por darme

la sabiduría y fuerza para enfrentar

todas las pruebas que hasta hoy

haz puesto en mi vida y lograr superarlas.

A mis Padres: Agripina y Rogelio

Por inculcarme las cosas más Importantes

para afrontar la vida: Paciencia, persistencia,

jamás te rindas, ayuda a tu semejante,

vive dignamente y se feliz

A mis Suegros: Noemí y Heladio

Por haber traído al mundo a la mujer que amo

Por recibirme en su familia como a un hijo

Y por tener siempre hacia mí una palabra de apoyo

A mi esposa: Myriam

Por permitirme entrar en tu vida, llenarme de amor,

Apoyarme siempre en todo y nunca, nunca pedir

nada a cambio., Te amo....

En especial a mi hijo: Zarek

Por llegar y revolucionar mi vida, hacerme tomar la decisión de

Cerrar ciclos y enseñarme que siempre hay algo nuevo que descubrir

Y que tú eres lo más maravilloso que me ha pasado en la vida., Te amo…

Con Cariño y respeto

Rogelio Armando Buendía Muciño

Agradecimientos.

A mis padres:

A quienes me han heredado el tesoro más valioso que puede dársele a un hijo: AMOR.

A quienes sin escatimar esfuerzo alguno, han sacrificado gran parte de su vida para formarme y

educarme.

A quienes la ilusión de su vida ha sido convertirme en persona de provecho.

A quienes nunca podre pagar todos sus desvelos, ni aún con las riquezas más grandes del mundo.

A dios y a ustedes…GRACIAS.

Hermano:

Porque inconscientemente estas cuando te necesito, por estar conmigo en las buenas y malas y por

apoyarme siempre y en todo. Tú sabes que siempre estaré ahí para escucharte.

Familia Cedillo Mendieta:

No digo nombres porque me llevaría toda una cuartilla mencionarlos solo les puedo decir que es un

privilegio contar con todos y cada uno de ustedes: Patos, tíos, tías gracias porque siempre me brindaron

su apoyo, consejos y en los momentos más difíciles me alentaron a seguir adelante, agradezco el amor y

respeto que me han inculcado sin lugar a duda ustedes son mis mejores maestros ya que me han

enseñado a vivir, a ubicar mis objetivos y a valorar lo esencial de la vida.

Primos y primas mil gracias por compartir tristezas, alegrías, éxitos, fracasos y un sinfín de aventuras

que estaría dispuesto a repetir, gracias por la paciencia, el cariño y la confianza que me han transmitido

día con día a lo largo de mi existencia, con tan solo haber creído en mi. Los quiero.

Chaps:

Porque me enseñaste a ver la vida de otra manera, por ser un ejemplo de superación, porque siempre

creíste en mi, por el apoyo y amor brindado, por ser mi aliciente y motivo de lo que quiero para vivir. Te

amo

A mis compas de ESIME CULHUACAN, ustedes saben quiénes son, gracias por hacer más amena la

estancia en mi alma mater, pero sobre todo gracias por su amistad.

A mis amigos colegas que me acompañaron en esta aventura y quienes hicieron posible la realización de

este trabajo: Gabriel Vega, Florencia Mackenzie, Rodolfo Cruz, Abril Rojas y Rogelio Buendía, gracias

por su empeño, esfuerzo y dedicación.

Ariel Cedillo Mendieta

Agradecimientos

Mi profundo agradecimiento a Dios por llenarme de

bendiciones y guiarme en este hermoso camino que es

la vida

A mis padres Irma Ramírez y Agustín Cruz por su

incondicional e inmensurable apoyo, por sus enormes

esfuerzos, dedicación y enseñanzas. Por haber afrontado

aguerridamente los enormes obstáculos de vida y que a

pesar de los tropiezos y adversidades, lograron superarlos

con el objetivo de brindarnos sus más valiosos e invaluables

tesoros: el amor, los valores y la educación.

A mi amada esposa Verónica, quien me ha brindado

incondicionalmente todo su amor, apoyo, comprensión

y sobre todo su paciencia.

Por su inmensa fe, tenacidad y valentía que nos ha

hecho ver y comprobar que siempre existe esa luz de

esperanza al final del túnel.

A mis hijos Adrián, Oscar y Andrea, que significan todo

para mí y que han sido el resultado de un gran amor.

A mis hermanos Héctor, Moni y Lupita, por su

paciencia y apoyo incondicional en todo momento.

A mi abuelo Rodolfo Brena, mis tíos Joaquín, Santiago,

Luvi, Martha, Yolanda, Jaime, Aarón, Armando, Valentín y

a mi primo-hermano Julián, quienes siempre me han

mostrado su gran aprecio, cariño y respaldo.

A Flor, Abril, Gabo, Ariel y Roger por todo su tiempo

y sobre todo su valiosa e invaluable colaboración

durante todo este hermoso proyecto.

A nuestros profesores y asesores de Tesis.

A Fernando, Cesar y Arturo por su amistad.

Rodolfo A. Cruz Ramírez

Agradecimientos

A Dios

Por no abandonarme nunca, especialmente en mis

momentos más difíciles. Por haberme iluminado,

guiado y permitido encontrar dentro de mí las

agallas de valerme por mi misma.

A mi madre Conchita,

Por todo su amor, dedicación y apoyo incondicional

para sus hijos. Por enseñarme cada minuto a amar,

valorar y disfrutar con alegría la vida sin importar

las adversidades. Por ser la luz que desde el cielo me

guía. Gracias por ser una Maestra de vida, una gran

profesional, una mujer extraordinaria y una de mis

mejores amigas. Porque todo lo que fui, lo que soy y

lo que seré te lo debo a ti.

A Beto,

Por ser parte de mi vida, por existir y por ser mí

hermano.

A mis abuelos, Soco y Flor

Por todo el amor que de sus almas emana para mí,

Por alentarme a seguir adelante encomendándome a

Dios en sus oraciones para que mi ánimo no

decayera y tuviera el valor de seguir adelante.

Gracias por ser mis ángeles guardianes.

A mis tíos,

Por sus sabios consejos, ya que gracias a ustedes no

solo he logrado ver mis defectos y virtudes sino también

he comprendido la obligación imperiosa de ser una

mejor persona en todos los aspectos que ello implica.

A mis primos,

Gracias por los momentos que hemos pasado juntos y

porque han estado conmigo siempre, aunque sea solo

para dar lata y molestar.

A Gabo, Rodo, Ariel, Roger y Abril,

Gracias por su dedicación, su tiempo y su capacidad

para concretar este proyecto pero sobre todo por su gran

calidad humana. Siempre los llevaré en mis recuerdos.

Y por último a todas aquellas personas que de una forma

u otra me motivaron a luchar siempre con más energía.

Con todo mi cariño, su humilde servidora

Florencia V. Mackenzie C.

Agradecimientos

A mi Madre,

Tú eres la razón por la que soy

Grissel Abril

A Edith, Luisa, Omar, Valentín y amigos,

Gracias por todo su apoyo y entendimiento

Gabriel Vega Gutiérrez

ÍNDICE

RESUMEN ..................................................................................................................... 4

CARTA CONSTITUTIVA................................................................................................ 5

CAPÍTULO 1 MARCO DE REFERENCIA .................................................................... 11

1.1 Cultivo de riego .................................................................................................. 12

1.2 Cultivo de lechuga .............................................................................................. 12

1.2.1. Siembra .......................................................................................................... 12

1.2.2. Preparación de suelo ...................................................................................... 14

1.2.3. Plagas y enfermedades .................................................................................. 14

1.2.4. Variedades de lechuga ................................................................................... 15

1.2.5. Taxonomía ...................................................................................................... 15

1.2.6. Requerimientos climáticos .............................................................................. 16

1.2.7. Requerimientos hídricos ................................................................................. 18

1.3 Estadísticas de producción nacional .................................................................. 18

1.4 Cultivo hidropónico ............................................................................................. 20

1.4.1. Hidroponia bajo invernadero ........................................................................... 20

1.4.2. Métodos de cultivo hidropónico ....................................................................... 21

1.4.3. Ventajas y desventajas del cultivo hidropónico ............................................... 22

1.5 Invernadero ........................................................................................................ 23

1.5.1. Producción en invernadero ............................................................................. 23

1.5.2. Tipos de invernaderos .................................................................................... 24

1.6 Estructuras ......................................................................................................... 25

1.6.1. Cimentación .................................................................................................... 25

1.6.2. Características del suelo en Cuautitlán Izcalli ................................................. 26

1.6.3. Materiales estructurales .................................................................................. 27

1.6.4. Materiales de cubierta ..................................................................................... 28

1.6.5. Agro-textiles .................................................................................................... 28

1.7 Automatización de invernadero .......................................................................... 29

1.7.1. Temperatura ................................................................................................... 30

1.7.2. Control de ventilación ..................................................................................... 31

1.7.3. Campos de viento ........................................................................................... 32

1.7.4. Luz .................................................................................................................. 33

1.7.5. Control de iluminación .................................................................................... 33

1

1.7.6. Control de humedad ....................................................................................... 35

1.8 Normalización .................................................................................................... 36

1.8.1. Normas Nacionales ......................................................................................... 36

1.8.2. Norma o lineamiento internacional .................................................................. 40

1.9 Marco legal ........................................................................................................ 40

1.9.1. Legislación fiscal ............................................................................................. 40

1.9.2. Legislación laboral .......................................................................................... 40

1.9.3. Legislación de la Seguridad y Previsión Sociales............................................ 41

1.9.4. Legislación mercantil. ..................................................................................... 41

1.9.5. Legislación de propiedad intelectual ............................................................... 41

CAPÍTULO 2 ESTUDIO DE MERCADO ...................................................................... 42

2.1 Planteamiento del problema ............................................................................... 43

2.2 Determinación de hipótesis ................................................................................ 43

2.3 Determinación de los objetivos ........................................................................... 43

2.4 Determinación del universo ................................................................................ 43

2.5 Determinación de la muestra.............................................................................. 43

2.6 Estudio ............................................................................................................... 44

2.7 Materiales o instrumentos .................................................................................. 44

2.8 Procedimiento .................................................................................................... 45

2.9 Tabulación ......................................................................................................... 46

2.10 Análisis e interpretación .................................................................................. 46

2.11 Conclusiones .................................................................................................. 51

CAPÍTULO 3 PLANEACIÓN DEL PROYECTO ........................................................... 52

3.1 Definición y uso de la ruta critica ........................................................................ 53

3.1.1 Metodología .................................................................................................... 53

3.1.2 Ruta crítica en gestión de proyectos ............................................................... 53

3.1.3 Etapas de la ruta crítica .................................................................................. 53

3.2 Varianza y tiempo total del proyecto................................................................... 57

3.3 Intervalo de confianza ........................................................................................ 60

3.4 Conclusiones ..................................................................................................... 61

CAPÍTULO 4 EJECUCIÓN Y CONTROL DEL PROYECTO ........................................ 62

4.1 Memoria de cálculo estructural ........................................................................... 63

4.1.1 Estructura ....................................................................................................... 63

4.1.2 Cimentación .................................................................................................... 63

2

4.1.3 Criterios de diseño .......................................................................................... 63

4.1.4 Referencias de diseño .................................................................................... 64

4.1.5 Especificación de materiales ........................................................................... 65

4.1.6 Descripción estructural.................................................................................... 65

4.1.7 Tipo de análisis estructural ............................................................................. 65

4.2 Descripción de la cimentación ............................................................................ 66

4.2.1 ANÁLISIS DE CARGAS .................................................................................. 66

4.3 Selección de material para cubierta ................................................................... 69

4.3.1. Investigación ................................................................................................... 70

4.3.2. Comparativo de las características de los materiales flexibles y rígidos para la construcción de plásticos convencionales, lonas convencionales y agrotextiles con acabado tipo coating. ................................................................................................... 70

4.3.3. Valoración de las principales propiedades de cuatro de los materiales utilizados para elaboración de plásticos convencionales, lonas convencionales y agrotextiles con acabado tipo coating. ................................................................................................... 71

4.3.4. Duración de platicos convencionales normalizados para invernadero contra lonas convencionales y agrotextiles con acabado tipo coating. .................................... 71

4.3.5. Rendimiento de materiales para cubierta de invernadero. .............................. 72

4.3.6. Desempeño del producto final al intemperismo ............................................... 72

4.3.7. Diferencia entre el proceso de fabricación del plástico convencional, coating y laminado ...................................................................................................................... 73

4.3.7. Lonas convencionales y geotextil tipo coating ................................................. 73

4.3.8. Diferencia entre acabado tipo coating y laminado ........................................... 74

4.3.9. Selección de la cubierta .................................................................................. 75

4.3.10. Características generales ............................................................................ 75

4.3.11. Especificaciones técnicas ............................................................................ 76

4.3.12. Acabados especiales a incorporar ............................................................... 76

4.3.13. Consideraciones específicas ....................................................................... 77

4.4 Memoria de cálculo de sistema hidráulico .......................................................... 80

4.4.1 Descripción del sistema .................................................................................. 80


4.4.3 Tubería de serpentín de producción ............................................................... 81

4.4.4 Motobombas de circuito hidráulico HB ............................................................ 82

4.4.5 Selección de motobombas para circuito HB .................................................... 84

4.4.6 Selección de motobomba Alimentadora .......................................................... 85

4.5 Memoria de cálculo de sistema eléctrico ............................................................ 86

3

4.5.1 Descripción del edifico .................................................................................... 86

4.5.2 Características del suministro en baja tensión ................................................ 86

4.5.3 Normalización de las tensiones ....................................................................... 87


4.5.5. Características de la instalación de fuerza ...................................................... 87

4.5.6. Cuadro de cargas ........................................................................................... 87

4.5.7. Cálculo de conductores................................................................................... 88

4.6 Memoria de cálculo de automatización y control ................................................ 92

4.4.1. Sistema de automatización y control hidráulico ............................................... 93

4.4.2. Sistema de automatización y control ambiental .............................................. 95

4.4.3. Modo de operación del sistema de automatización ambiental. ....................... 95

4.4.4. Selección de componentes ............................................................................. 98

CAPÍTULO 5 EVALUACIÓN DE RESULTADOS ....................................................... 102

5.1 Retorno de inversión ........................................................................................ 103

5.1.1. Cálculo de retorno de inversión ..................................................................... 104

GLOSARIO ................................................................................................................ 110

BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................... 113

ANEXOS .................................................................................................................... 115

4

RESUMEN

Para llevar a cabo el proyecto, en el primer capítulo se exponen los antecedentes de la

agricultura en México, los tipos de cultivos existentes, la hortaliza específica de lechuga

y la producción con invernadero; de igual forma se presenta la legislación

correspondiente.

En el segundo capítulo se realiza el estudio de mercado que evalúa la conveniencia de

construir un invernadero automatizado con cultivo hidropónico vertical de lechugas en

el municipio de Cuautitlán Izcalli, Estado de México.

En el tercer capítulo se hace la planeación del proyecto utilizando la Técnica de

Revisión y Evaluación de Proyectos (PERT por sus siglas en inglés); para que en el

capítulo cuatro se realice la ejecución y control del proyecto a través de las memorias

de cálculo.

Finalmente, en el capítulo cinco que se refiere a la evaluación de resultados, se indican

los costos requeridos para llevar a cabo el proyecto.

ABSTRACT

To carry out the project, the first chapter discusses the history of agriculture in Mexico,

the existing crop types, the specific vegetable lettuce and greenhouse production, and

likewise shows the relevant legislation.

The second chapter provides market research evaluating whether to build an automated

greenhouse for hydroponic lettuce in the municipality of Cuautitlan Izcalli, State of

Mexico.

The third chapter provides project planning using the Technical Review and

Assessment Project (PERT for its acronym in English), so that in chapter four is made

execution and project control through the memories of calculation.

Finally, chapter five refers to the evaluation of results, indicate the costs required to

carry out the project.

5

Siguiendo la metodología del Project Management Institute (PMI) para la administración

de proyectos, se procede a desarrollar la carta constitutiva.

CARTA CONSTITUTIVA

A. Proyecto

Diseño de un invernadero automatizado con cultivo hidropónico vertical de lechugas en

el Rosario, Cuautitlán, Estado de México.

B. Líder de proyecto

Se designa a Gabriel Vega Gutiérrez como líder de proyecto. La principal misión del

líder es gestionar la organización del equipo, a fin de que se cumplan los

requerimientos y objetivos del proyecto. También estará encargado de la comunicación

directa con el cliente, en caso de requerir la opinión o el asesoramiento de éste.

C. Antecedentes

El campo mexicano vive una situación complicada por diversos factores desde hace

décadas. Las decisiones del gobierno en política monetaria, los planes de desarrollo

para el agro que no han surtido los efectos deseados o son insuficientes, la

globalización, los tratados de libre comercio y la crisis son solo algunos ejemplos de las

causas que afectan el desarrollo agrícola.

Aunque México es un país rico en recursos naturales, hace una inadecuada

explotación de ellos. Junto con ello, situaciones como el calentamiento global que ha

modificado los climas de todo el mundo, produce sequías, cada vez más fuertes y

frecuentes en nuestro territorio, son prueba de ello.

Por otra parte, en nuestro país, más del 90% de las empresas son micro y pequeñas, y

una de cada cinco de éstas pertenece a una mujer, concentrándose la mayor parte de

aquellas con un 54% en el sector servicios, un 31% en Comercio, 11% en la Industria y

6

un 4% en el sector Agropecuario. Sin embargo, el nivel de ingresos de las micro y

pequeñas empresas es generalmente bajo debido al desconocimiento administrativo y

a la producción con bajo nivel de tecnificación o tecnologías inadecuadas.

Ante esta situación de retos, las soluciones para el campo mexicano parecen obvias:

• Optimizar recursos naturales, como el agua, el espacio, la tierra, energía, etc.

• Utilizar medios de producción de bajo o nulo impacto al ambiente;

• Avocarse a la micro y pequeña industria, pues el potencial de negocio y

crecimiento para el país es prometedor

• Activar el sector agropecuario con negocios de alta rentabilidad

• Incrementar y seleccionar las tecnologías adecuadas para cada tipo de empresa

La anterior situación, nos llevó a plantear soluciones sustentables dentro del Sector

agrario: la creación de invernaderos con cultivos hidropónicos en zonas cercanas a la

ciudad de México donde existan las condiciones adecuadas para la instalación de los

mismos, como Cuautitlán Izcalli, pues actualmente no se tienen registros válidos del

uso de estas dos tecnologías, invernadero e hidroponia, en este municipio, lo que

genera una ventajas competitivas para el productor local.

Los invernaderos ayudan a resolver problemas referentes a variaciones climáticas,

mientras que los cultivos hidropónicos, técnica relativamente novedosa, producen

alimentos con riesgos sanitarios nulos sobre el consumidor y frutos en menor tiempo;

reduciendo en algunos casos el consumo de agua, además de acrecentar la

producción por metro cuadrado (más del 100%).

Tales bondades de ambos sistemas, invernadero e hidroponia, nos han guiado a la

realización de este proyecto en beneficio de la sociedad mexicana en aspectos

sociales, económicos y de salud pública.

7

D. Objetivo del proyecto

Diseñar un invernadero con control automático de condiciones climáticas, sobre una

superficie de 326 m2, ubicado en poblado de El Rosario, municipio de Cuautitlán Izcalli,

Estado de México.

E. Objetivos específicos

Mostrar el cultivo hidropónico como técnica de producción recomendable de

lechugas.

Proponer el invernadero como forma de producción atemporal de lechugas.

Proponer el invernadero automatizado como medio de producción de hortalizas para

abasto de mercados locales.

F. Estructura de Desglosada del Trabajo

Es la subdivisión de los entregables del proyecto en componentes más pequeños y

más manejables, de manera que las actividades de trabajo pueden estimarse y

gestionarse más confiablemente. En la Figura 1 de la página 16 se muestra la

subdivisión de los entregables del proyecto y los trabajos componentes más pequeños.

G. Identificación de interesados (Stakeholders)

Se debe identificar a todas las personas u organizaciones que recibirán el impacto del

proyecto. Es importante documentar información relevante relativa a sus intereses,

participación e impacto en el éxito del proyecto. Se consideran como interesados de

este proyecto a las siguientes personas:

Equipo de diseño

• C. Ariel Cedillo Mendieta

• C. Florencia Victoria Mackenzie Camacho

• C. Gabriel Vega Gutiérrez

• C. Grissel Abril Rojas Guerrero

8

• C. Rodolfo Agustín Cruz Ramírez

• C. Rogelio Armando Buendía Muciño

Asesores de proyecto

• M. en C. Edna Vasco Méndez

• M. en A. José Luis Anguiano Cadenas

• L.A.E. Elena Pérez Solís

• Dr. Amparo Bañuelos Duran

Personal externo

• Comunidad de El Rosario, Estado de México

• Productores locales

• Mercados y recauderías locales

H. Supuestos

Se consideran costos actuales de materiales con una vigencia de 15 días a partir de

la fecha de entrega de entrega de planos

Diseñado exclusivamente para agricultores

El presupuesto total considera solamente el diseño del invernadero

Los presupuestos y costos solo aplican al tipo de diseño y materiales seleccionados

Los sistemas hidráulico, eléctrico y de automatización corresponden a una

instalación con sistema de película de nutrientes (NTF, por sus siglas en inglés) para

lechuga

El sistema de producción o serpentín de producción está diseñado para la plantación

de lechuga, exclusivamente

Los procesos productivos del invernadero son responsabilidad del cliente

El cumplimiento de normas sanitarias de producción, manejo y comercialización de

productos agrícolas es responsabilidad del cliente

La realización de la obra civil está condicionada a la aprobación del proyecto.

9

Se garantiza la buena calidad de los materiales en los términos establecidos por

cada fabricante.

Los materiales de cubiertas, con acabados especiales, están garantizados por un

periodo de 10 años al intemperismo, siempre y cuando estos se adquieran basados

en las especificaciones declaradas en las memorias de cálculo.

Se debe de garantizar los tiempos de entrega con fechas establecidas

Figura 1 Estructura desglosada de trabajo en actividades y subactividades entregables del proyecto

I. Exclusiones

El proyecto no considera las siguientes actividades:

Cultivar otro tipo de hortaliza diferente a lechuga

Solicitud a cambios de diseño que afecten los costos

INVERNADERO AUTOMATIZADO CON

CULTIVO HIDROPÓNICO VERTICAL DE LECHUGAS

MARCO REFERENCIAL

MARCO

LEGAL

ENTORNO

REQUERIDO

(CLIMAS)

ESTADISTICAS DE

PRODUCCIÓN NACIONAL

TIPOS

MEMORIAS TECNICAS

INFRAESTRUCTURA

NORMATIVIDAD

CIMENTACION

ESTRUCTURA

GEOTEXTILES

HIDRAULICA

CALCULO DE

CAUDAL

CALCULO Y SELECCION DE

SERPENTIN

CALCULO Y SELECCION DE

BOMBA

ELECTRICA

CONTROL

Y POTENCIA

DISPOSITIVOS ELECTRONICOS

AHORRO DE ENERGIA

CONTROL Y AUTOMATIZACION

SENSORES

INFORMES FINANCIEROS

PRESUPUESTO DE OBRA

ANALISIS DE COSTOS

10

Variaciones en las dimensiones del invernadero que ocasionen cambios de diseño

El diseño solo aplica para la zona de Cuautitlán, debido a las condiciones

particulares climáticas de temperatura, viento y humedad

No se proveerán procesos productivos, métodos de siembra o programa de cultivos.

El diseño del invernadero queda excluido del cumplimiento de normas sanitarias de

producción, manejo y comercialización de productos agrícolas.

Cálculos de recuperación de inversión

Costos derivados de variaciones monetarias, inflación, crisis, movimientos políticos,

etc. En caso de haberlos, se procederá a un cálculo nuevo.

Selección de los materiales e insumos agrícolas necesarios para la producción de la

hortaliza (semillas, soluciones nutritivas)

Tramitación de permisos de construcción mientras no se apruebe el proyecto

J. Justificación

Los productores de hortalizas, como la lechuga, a menudo se enfrentan a numerosas

adversidades como son los gastos del sistema tradicional de riego, el uso de pesticidas

para combatir enfermedades y plagas, la merma en la producción debida a condiciones

climáticas, el gasto elevado en fertilizantes y agua, la falta de espacio para satisfacer

las necesidades de su mercado y la estacionalidad en el cultivo; lo que deriva en

disminución de sus ingresos y reduce la oportunidad para la competencia en el

mercado. Para solventar esta problemática, la conjunción de las técnicas de los cultivos

hidropónicos - que garantizan beneficios económicos y rentabilidad al productor que las

lechugas producidas bajo este esquema - utilizadas dentro de un invernadero que

optimice la producción mientras se mantienen controlados todos los parámetros

correspondientes, generará beneficios ambientales, como la disminución de uso de

agua y el cuidado a la degradación de suelos, así como también sociales al ser

generador de fuentes de empleo. Por lo anterior, el desarrollo de este proyecto evalúa

la conveniencia, tanto para el productor como para el consumidor, de construir un

invernadero automatizado con cultivo hidropónico vertical de lechugas.

11

CAPÍTULO 1

MARCO DE

REFERENCIA

CAPÍTULO 1. MARCO DE REFERENCIA

12

1.1 Cultivo de riego

El riego para lechuga puede ser por aspersión o surcos [1]. Es de manera frecuente y

con poca cantidad de agua, procurando que el suelo quede aparentemente seco en la

parte superficial, para evitar podredumbres del cuello y de la vegetación que toma

contacto con el suelo [2]. Se recomienda el riego por aspersión en los primeros días

post-trasplante, para conseguir que las plantas se desarrollen bien [3].

1.2 Cultivo de lechuga

Aunque se trata de un cultivo de relativa facilidad, requiere un cierto grado de precisión

si se quiere obtener una cosecha uniforme que pueda ser recolectada de una sola vez.

1.2.1. Siembra

En los ambientes tropicales y en climas moderados, la lechuga puede sembrarse

durante todo el año, siempre que se pueda tener un adecuado manejo de la humedad

del suelo para el drenaje de los excesos de agua o el suministro de riego. Las regiones

frías o muy calientes obligan a la planificación de los cultivos en campo abierto, de

manera que ciertas fases del desarrollo de la lechuga coincidan con el aspecto

climático más favorable a alguna de las fases de crecimiento. [4]

En ambientes protegidos, prácticamente no existen restricciones para el cultivo en toda

la época del año y las siembras obedecen más a la demanda de los mercados y a los

ciclos de reproducción, según los tipos de cultivo [5].

Las lechugas se producen a partir de plántulas obtenidas en 1) almácigos en tierra o

contenedores diversos. Una plántula de lechuga está lista para el 2) trasplante en un

periodo variado entre 20 y 25 días formando cuatro a seis hojas, con una altura de 4 a

6 centímetros y abundante desarrollo radicular [6]. El trasplante se ejecuta en camas de

siembra en arreglos muy variados [7].


13

Cuando el suelo está acondicionado y trazado, se procede al trasplante de las camas

hacia el suelo, continuando con el 3) plan de riego intensivo de periodos cortos y

laminas superficiales de 3 a 4 veces al día. Una semana antes de cosechar, se

disminuye el riego hasta la supresión total dos a tres días antes de la cosecha [8].

La densidad de plantación depende del tamaño de la hortaliza. Aumentar la densidad

de aumenta la producción por metro cuadrado, pero disminuye el tamaño de la planta y

favorece el desarrollo de hongos. Cuando las plantas están demasiado densas, el nivel

de humedad aumenta porque se dificulta la circulación de aire [9].

El 4) ciclo de crecimiento oscila entre los 60 y 80 días según clima y la precocidad del

tipo de cultivo. La producción depende del tamaño de las plantas en el momento de la

recolección y del número de plantas por metro cuadrado [10].

La Tabla 1 muestra los arreglos característicos de siembra de lechuga a cielo abierto y

por sistema de riego, mostrando datos estimados de densidad de población por

hectárea para cada arreglo. Dependiendo de la variedad sembrada, la variación en

densidad resulta significativamente dramática. La variedad de lechuga baby tiene

densidades de población muy superiores a, por ejemplo, la variedad romana.

Distancia entre siembras

Sistema de siembra

Surcos Plantas Plantas/m2 Plantas /ha

Surcos sencillos

0.25 0.25 16.0 160 000

0.30 0.25 13.0 133 000

0.35 0.25 11.4 114 285

Surcos múltiples (Camas)*

Ancho de cama (m)

Entre surcos (m)

Entre plantas (m)

1.5 0.3 0.20 12.5 125 000

0.3 0.25 10.0 100 000

2.0

0.3 0.25 10.0 105 600

0.3 0.20 13.2 132 000

0.4 0.25 8.0 80 000

0.4 0.20 10.0 100 000

2.5 0.3 0.25 10.6 106 000


14

0.4 0.20 9.9 99 000

3.0

0.3 0.20 14.3 143 000

0.3 0.25 11.4 114 000

0.4 0.25 8.0 80 080 *separación constantes de 0.5 m entre camas

Tabla 1 Cuadro de distancias de siembra y poblaciones resultantes en diferentes arreglos en la siembra de lechuga

(Tomado de Producción de hortalizas de clima cálido, Franco Alirio Vallejo Cabrera y Édgar Iván Estrada Salazar, 2004)

1.2.2. Preparación de suelo

Se deben remover las capas superficiales e incorporar enmiendas orgánicas para el

mejoramiento de las propiedades físicas del suelo para promover buen crecimiento

radicular superficial. Los acolchados con cobertura orgánica favorece el mantenimiento

de una adecuada humedad y a la cosecha con raíces limpias. Los acolchados plásticos

también son una buena alternativa especialmente en los climas fríos [11].

Ya que la lechuga no tolera la salinidad del suelo, se debe abonar en pequeñas dosis

para reducir el contenido de sales en el terreno. También se utiliza el riego como medio

de control de la salinidad por lavado del suelo antes de plantar. En cultivos protegidos,

la falta de agua es frecuente en las esquinas de los invernaderos por mala regulación

de los aspersores. Ello ocasiona exceso de salinidad en las planta [12]. La tecnología

hidropónica de película de nutrientes (NFT) evita la falta de humedad en la planta y

elimina la necesidad de métodos previos de control de salinidad o preparación de

suelos.

1.2.3. Plagas y enfermedades

El uso de prácticas culturales adecuadas hace posible limitar satisfactoriamente la

aparición de plagas y obtener productos libres de ellas. Las enfermedades, en cambio,

resultan ser más agresivas. El control de ellas se exige en todas las fases del ciclo. La

interacción de variables ambientales como la temperatura y humedad, son

responsables en gran medida de la aparición de las enfermedades cuando la fuente

causal está presente (Tabla 2) [13].


15

Insectos y plagas comunes en el cultivo de lechuga

Problema Agente causal

Experiencia en el manejo y control

Trozadores y

tierreros

Spodoptera

exigua

Agrotis

ípsilon

Feltia sp.

Adecuación y preparación de camas

Solarización, uso de ceniza, cal agrícola

Uso de tóxícos con Bachillus thurigensis o insecticidas con carbamil, troazop

haos, cloropirifos

Espolvoreo del suelo triclorfom

Comedores

de raíces

(chizas)

Ancognata sp

Claripalpus

ursimus

Adecuación y preparación de suelo

Rotación de campos

Incorporación de insecticidas biológicos como Bauberia bassiana y

Metharrizium anisopliae

Espolvoreo de las camas cons insecticida cloropirifos

Minadores de

follaje

Leyriomiza

huidobrensis

Control cultural con poda de hojas en los focos

Recoger residuos de cosecha de ciclos anteriores

Aspersiones con insecticida Avermectina

Chupadores

de follaje

(Áfidos)

Myzus

persicae

Riegos por aspersión

Aspersión de aceites vegetales y minerales

Extracción e hidolatos de tabaco y nim.

En casos de alta infestación y en épocas tempranas asperjar insecticidas como

Diclorvos, Deltrametrina, Pirimicarb, Malathión

Moluscos

(babosas)

Deroceras sp

Limax sp

Limpieza total de las camas y bordes del cultivo

Aplicación de cebos a base de Metaldehídos en horas de la tarde

Tabla 2 Cuadro de insectos y plagas comunes en el cultivo de lechuga (Tomado de Producción de Hortalizas en clima cálido, Franco Alirio Vallejo Cabrera y Édgar Iván Estrada Salazar, 2004)

1.2.4. Variedades de lechuga

La lechuga cultivada pertenece a la familia Compositae y género Lactuca. Este género

incluye aproximadamente 100 especies diferentes [14], debidas principalmente a los

diversos tipos de hojas y hábitos de crecimiento de las plantas. Las variedades de

lechuga se pueden clasificar en los siguientes grupos botánicos:

1.2.5. Taxonomía

Es una planta anual y autógama, perteneciente a la familia Compositae, cuyo nombre

botánico es Lactuca sativa. Su raíz no llega a sobrepasar los 25 cm de longitud, es


16

pivotante, corta y con ramificaciones. Las hojas son diversas dependiendo la variedad,

pueden estar en roseta (romanas) o acogolladas [15].

Variedades de lechugas

Tipo Clasificación Características Ejemplo

Romanas Lactuca sativa

var. longifolia

No forman un verdadero cogollo, las

hojas son oblongas, con bordes enteros y

nervio central ancho

Romana

Baby

Acogolladas Lactuca sativa

var. capitata

Estas lechugas forman un cogollo

apretado de hojas.

Batavia

Mantecosa o

Trocadero

Iceberg

De hojas sueltas Lactuca sativa

var. inybacea

Son lechugas que poseen las hojas

sueltas y dispersas

Lollo Rossa

Red Salad Bowl

Cracarelle

Lechuga

espárrago

Lactuca sativa

var. augustana

Son aquellas que se aprovechan por sus

tallos, teniendo las hojas puntiagudas y

lanceoladas. Se cultiva principalmente en

China y la India

Tabla 3 Basado en información de www.infoagro.com para las variedades de lechuga

1.2.6. Requerimientos climáticos

1.2.6.1. Temperatura

La Tabla 4 muestra los mejores parámetros para el desarrollo de la lechuga en algunas

etapas de su desarrollo.

Etapa

Temperatura óptima

[°C]

Temperatura peligrosa

[°C]

Humedad

[%]

Día Noche Min Max

Germinación 14 a 18 5 a 8

Crecimiento 18 a 23 7 a 15 – 6 30 60 - 80

Tabla 4 Adaptado de www.infoagro.com Requerimientos climáticos para el cultivo de lechuga


17

1.2.6.2. Análisis climático de la zona [16]

Los datos siguientes reflejan una aproximación a la situación climática actual de la zona

de estudio donde se pretende instalar el invernadero y corresponden a los obtenidos

por el Sistema de Monitoreo Atmosférico (SIMAT), perteneciente a la Secretaría del

Medio Ambiente, para lo Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM). La

información se encuentra contenida en el Informe Climatológico Ambiental del Valle de

México para 2006, que son los datos más recientes disponibles. Se puede establecer

que las temperaturas mínima y media anual en el Municipio de Cuautitlán Izcalli son de

≥10º C y de 22º-23º C, respectivamente.

En lo que respecta a valores extremos, en cada una de las estaciones de monitoreo

meteorológico en la ZMVM, éstos superaron los 30.0 ºC en la mayoría de los puntos de

muestreo, alcanzando un máximo de 34.0 ºC. Los datos más bajos se ubicaron por

debajo del cero en siete estaciones (cuatro más que en el año 2005): ENEP Acatlán

(EAC), San Agustín (SAG), Pedregal (PED), Cerro de la Estrella (CES), Villa de las

Flores (VIF), Tlalpan (TPN) y Chapingo (CHA).

Figura 2 Mapa de isotermas con oscilación entre los promedios anuales de temperatura máxima y mínima mensual (Tomado del Informe climatológico ambiental del valle de México, 2006)

Figura 1 Mapa de isotermas con el promedio anual de temperatura mínima mensual (Tomado del Informe climatológico ambiental del valle de México, 2006)


18

1.2.7. Requerimientos hídricos

Aunque el consumo de agua de la lechuga es relativamente alto en métodos

tradicionales de riego, el uso de métodos hidropónicos reduce significativamente el uso

de ésta para el desarrollo de la planta, como se observa en la Tabla 5.

Método usado Consumo de agua en el ciclo

[m3/planta]

Hidroponia NFT 0.0138

Riego tradicional 0.121

Tabla 5 Adaptado de Valoración productiva de lechuga hidropónica con la técnica de película de nutrientes (nft), Cuauhtémoc Jaques Hernández y José Luis Hernández M, Centro de Biotecnología Genómica del IPN,

2004

1.3 Estadísticas de producción nacional

Veintidós estados participan en la producción nacional de lechuga por modalidades de

riego y temporal. La mayor producción se focaliza en Guanajuato, Zacatecas y Puebla,

reportando el primero una producción total de 74, 628 toneladas cosechadas, de

acuerdo a los datos del Anuario Estadístico de la producción Agrícola para 2012 [17].

En el Estado de México, son tres las zonas que participan en la producción nacional de

lechugas: Texcoco, Toluca y Zumpango. De acuerdo al Anuario citado, no existen

datos referentes a la producción de esta hortaliza en invernadero (Tabla 6), lo que hace

suponer que la producción de ella es por riego y de temporal.

Guanajuato, cuya producción de lechuga en 2010 es de las más importantes, (estimada

en 184, 581.06 millones de pesos) actualmente se encuentra en una severa sequia que

ha obligado a la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) [18] a incrementar la

distribución de agua potable para los requerimientos básicos de la población. Dos de

sus municipios productores de esta hortaliza, Salamanca y Salvatierra, se encuentran

en tal situación.


19

El conjunto de factores climáticos que afectan a los cultivos del país – como en el

estado de Sinaloa, donde se estima que el 70% de la cosecha de jitomate fue mermada

por las bajas temperaturas en 201, ocasionando una pérdida de 700 millones de

dólares [19]- , el que no exista declarado por el INEGI ningún tipo de cultivo de lechuga

en invernadero, al menos hasta 2010; el hecho que las pérdidas en el uso de las aguas

para el riego en México, según la Comisión Nacional del Agua (CNA, 2001), se estiman

en un rango del 45 hasta el 60%, debidas principalmente a la mala infraestructura [20]

y, finalmente, considerando que se calcula que dentro de la superficie regable del país

existen poco más de 300 mil hectáreas ociosas, que no se cultivan por diversas causas

[21].; ha contribuido a la decisión de conjuntar las técnicas de invernadero e hidroponia

para que promuevan la generación de cultivos más eficientes en el uso de recursos

naturales

Producción agrícola de lechuga Ciclo: Cíclicos y Perennes 2010 Modalidad: Riego + Temporal

Estado Sup.

Sembrada (Ha)

Sup. Cosechada

(Ha)

Producción (Ton)

Rendimiento (Ton/Ha)

Valor Producción

(Miles de Pesos)

Coahuila 1 1 39.44 39.44 102.54

Guerrero 8 8 61.31 7.66 156.49

Yucatan 24 24 72.95 9.1 739.54

Hidalgo 10 10 109 21 386.5

Durango 12 12 122 35 570

Baja California Sur 14 14 226.5 48.23 1176.75

Veracruz 25 25 324.6 12.98 631.32

Chihuahua 26 26 440 51.33 1368.3

Distrito Federal 77 73.5 943.6 36.83 6571.7

Tlaxcala 244 244 5485.95 212.04 9136.46

Mexico 490.89 490.89 6620 246.46 31189.69


20

Jalisco 387 387 6857.28 127.37 11246.11

Queretaro 459 459 11013 112.66 25107.4

Sonora 512.5 512.5 12553.78 219.96 43518.38

San Luis Potosi 418 418 13493.6 213.21 35871.58

Michoacán 592 575.15 14515.19 266.54 43275.07

Baja California 1300.5 1281.5 22186.51 40.13 182677.8

Aguascalientes 1217 1217 46799 164.26 98237.63

Puebla 2540.28 2540.28 50527.11 618.36 104978.2

Zacatecas 3600 3600 73956.74 150.16 147296.6

Guanajuato 4500 4497 74628.4 353.3 184424.6

Total 16458.17 16415.82 340976 2986.02 928662.7

Tabla 6 Adaptado del Anuario Estadístico de la Producción Agrícola, INEGI, 2010

1.4 Cultivo hidropónico

Las hortalizas producidas por la técnica hidropónica son productos sanos, ya que se

producen con agua limpia. Por su ambiente controlado, la generación de plagas es

reducida y para su control se utilizan técnicas que no contaminan el ambiente ni dejan

residuos dañinos en el producto [22].

1.4.1. Hidroponia bajo invernadero

La principal ventaja que presenta la producción de hortalizas bajo invernadero es la

posibilidad de tener mayor control, tanto de las condiciones climáticas como del manejo

fitosanitario de los cultivos.

En el ámbito comercial los sistemas hidropónicos más empleados son los que utilizan

sustratos sólidos inertes. Sin embargo, los problemas de riesgo medioambiental que

presenta su disposición final de éstos y la pérdida de agua y fertilizantes por lixiviación,

han enfocado el interés por los sistemas que involucran el reciclado de lixiviado y aún

más, por aquellos sistemas que no requieren sustrato, tales como el sistema de la

técnica de película de nutrientes. Este sistema en la actualidad ya es muy empleado


21

para estudios de los cultivos bajo hidroponia, así como para producción comercial a

diferentes escalas [23].

1.4.2. Métodos de cultivo hidropónico

Existen diferentes métodos o sistemas de producción hidropónica. Éstos se pueden

clasificar dependiendo del medio donde se desarrollan las raíces de la planta.

Actualmente, se reconocen tres tipos:

1) Cultivos en sustrato sólido

2) Cultivos en agua (raíz flotante, Nutrient Film Technic (NTF, sistema de columnas)

3) Cultivos en aire (aeroponia)

En cualquiera de los tres sistemas, los sustratos utilizados deben ser químicamente

inertes, además de cumplir con otras propiedades físicas [24].

1.4.2.1. Sistema de raíz flotante.

La producción de lechuga bajo este sistema consiste en que las raíces están

sumergidas en solución nutritiva. Las plantas se encuentran en planchas de

poliestireno expandido que flotan sobre el agua con la solución nutritiva en donde la

plancha actúa como soporte mecánico y cada una flota sosteniendo un determinado

número de plantas de lechuga. Para lograr una buena producción es necesario airear la

solución nutritiva en forma manual o mecánica [25].

1.4.2.2. Sistema de Película de Nutrientes (Nutrient Film Technic)

Consiste en la circulación constante de una lámina fina de solución nutritiva a través de

las raíces, dentro de una serie de tubos de Cloruro de Polivinilo (PVC), no existiendo

pérdida o salida al exterior de la solución nutritiva, por lo que se constituye en un

sistema cerrado [26]. La mezcla de agua y solución nutritiva, impulsada por una bomba,

circula por los tubos que están apoyados sobre mesas o armazones diversos, que

tienen una ligera pendiente que facilita la circulación de la solución [27].


22

1.4.2.3. Sistema en columnas.

El sistema hidropónico que se caracteriza por el crecimiento vertical. Mantiene las

mismas ventajas que los demás sistemas hidropónicos, y se suma la mayor densidad

de plantas por unidad de superficie que se puede lograr. Una desventaja es su alto

costo inicial, cuando se trata de grandes producciones. Adicionalmente, requiere de

plantas pequeñas con sistema radicular pequeño. [28]

1.4.2.4. Sistema aeropónico.

Una columna de cultivo en un cilindro de PVC u otros materiales, colocado en posición

vertical, con perforaciones en las paredes laterales, por donde se introducen las plantas

en el momento de realizar el trasplante en donde las raíces crecen en oscuridad y

pasan la mayor parte del tiempo expuestas al aire, de ahí el nombre de aeroponia. Por

el interior del cilindro, una tubería distribuye la solución nutritiva mediante pulverización

media o baja presión [29]. Una de las principales ventajas de este sistema es la

excelente aireación que el sistema proporciona a las raíces, comparándola con los

demás sistemas, pero coincide en su alto costo inicial [30].

1.4.3. Ventajas y desventajas del cultivo hidropónico

Muchas son las ventajas de las técnicas de hidroponia y pocas sus desventajas. En

general, se pueden citar las siguientes, reunidas en la Tabla 7.

DESVENTAJAS

Baja difusión de técnicas hidropónicas.

Inversión inicial relativamente costosa.

Sistemas como el NFT requiere un suministro eléctrico sin interrupción

VENTAJAS

Cultivos libres de parásitos, bacterias, hongos y

contaminación

Reducción de costos de producción

Permite la producción de semilla certificada

Independencia de los fenómenos meteorológicos

Permite producir cosechas fuera de estación

Se puede corregir fácil y rápidamente la deficiencia o

el exceso de un nutrimento

Perfecto control de pH

Más altos rendimientos por unidad de superficie

Mayor calidad de producto.

Posibilidad de cultivar repetidamente la misma


23

Menos espacio y capital para una mayor producción

Ahorro de agua, que se puede reciclar

Ahorro de fertilizantes e insecticidas

Se evita el uso de maquinaria agrícola

Limpieza e higiene en el manejo del cultivo

Mayor precocidad de los cultivos

Alto porcentaje de automatización

Generación de empleo

Balance ideal de aire, agua y nutrientes

Humedad uniforme

Excelente drenaje

Permite una mayor densidad de población

especie de planta

Posibilidad de varias cosechas al año

Uniformidad en los cultivos

Mucho menor cantidad de espacio para producir el

mismo rendimiento de del suelo

Excelentes condiciones para semillero

Se puede usar agua con alto contenido de sales

Posibilidad de enriquecer los productos alimenticios

con sustancias como vitaminas y minerales

Se reduce en gran medida la contaminación al medio

ambiente y los riegos de erosión

La recuperación de lo invertido es rápida

Tabla 7 Ventajas de cultivos hidropónicos (Adaptado de Hidroponia, José Luis Barbado, 2005)

1.5 Invernadero

La Asociación Mexicana de Constructores de Invernaderos (AMCI), los define así: “Es

una construcción agrícola de estructura metálica, usada para el cultivo y/o protección

de plantas, con cubierta de película plástica traslúcida que no permite el paso de la

lluvia al interior y que tiene por objetivo reproducir o simular las condiciones climáticas

más adecuadas para el crecimiento y desarrollo de las plantas cultivadas establecidas

en su interior, con cierta independencia del medio exterior y cuyas dimensiones

posibilitan el trabajo de personas en el interior. Los invernaderos pueden contar con un

cerramiento total de plástico en la parte superior y malla en los laterales.” [31]

1.5.1. Producción en invernadero

El objetivo genérico del cultivo protegido es modificar el entorno natural, mediante

técnicas diversas, para mejorar la productividad de los cultivos, aumentando las

producciones, mejorando su calidad, alargando los periodos de recolección y

extendiendo las áreas de producción. En algunas regiones también son objetivos del

cultivo protegido, la reducción de radiación solar mediante sombreo, o la protección del

viento, del granizo o de la lluvia. Con ello se persigue hacer un uso más eficiente del

suelo, agua, energía, nutrientes y del espacio, así como de los recursos climáticos de

radiación solar, temperatura, humedad ambiental y anhídrido carbónico del aire [32].


24

Además de la protección de los cultivos contra la sequía, mediante el riego, otros

objetivos del cultivo protegido son [33]:

Reducir las necesidades de agua

Proteger los cultivos contra bajas temperaturas

Reducir la velocidad del viento

Limitar el impacto de los climas áridos y desérticos

Reducir los daños por largas, enfermedades, nematos, malas hierbas, pájaros

y otros predadores.

Extender las áreas de producción y ciclos de cultivo

Aumentar las producciones, mejorar la calidad, preservar los recursos

El control climático permite optimizar la productividad y la calidad

Estabilizar los suministros de productos de alta calidad a los mercados

hortícolas

1.5.2. Tipos de invernaderos

La Asociación Mexicana de Constructores de Invernaderos (AMCI), en general clasifica

los invernaderos en dos grupos [34]:

Clase A: Estructuras de invernaderos o en batería, y

Clase B: Estructuras tipo casa sombras y macro túneles.

En ambos casos la durabilidad de las estructuras debe ser un mínimo de 10 años. La

AMCI, basada en el diseño geométrico de la sección, lista los siguientes tipos de

invernadero como los más comunes (Tabla 8) [35].

Tipo Esquema

Uni túnel (túnel unitario)

Multi túnel (túnel múltiple)

Uni túnel de ventila cenital fija


25

Multi túnel de ventila cenital fija

Multi túnel diente de sierra de ventilas fijas

Uni túnel capilla

Multi túnel capilla

Modular tipo parral

Tabla 8 Tipos de invernaderos, de acuerdo con la Asociación Mexicana de Constructores de Invernaderos A. C., en línea, recuperado en 2012

A diferencia de AMCI, la SAGARPA identifica cinco tipos principales de cultivos

protegidos (Invernaderos, Malla sombra, Micro túneles, mantas térmicas y macro túnel)

[36]. La Secretaría de Desarrollo Agropecuario y Recursos Hidráulicos del Estado de

San Luis Potosí (SEDARH) hace una comparación entre las ventajas y desventajas

entre diferentes tipos de invernaderos [50] Anexo 1 y 2.

El tipo de invernadero seleccionado para el proyecto es el multi túnel de ventila cenital

fija, según AMCI.

1.6 Estructuras

La estructura es el armazón del invernadero. Zoilo Cermeño (2005) establece las

siguientes características de estructuras y cargas para invernaderos (Tabla 11).

1.6.1. Cimentación

La cimentación de un invernadero es fundamental para la seguridad del mismo, para

una mayor duración de la estructura y para mayor resistencia del viento. Todas las

cargas que intervienen en el invernadero son transmitidas y soportadas por el suelo

(Cermeño, 2005).


26

Estructura

Características

Ligeras y resistentes

De material económico y fácil conservación

Susceptibles de poder ser ampliadas

Que ocupen poca superficie

Adaptables a modificables a los materiales de cubierta

Condiciones de

diseño

Cargas permanentes

El propio peso de la estructura

El peso de los materiales de cubierta

El peso de los aparatos de control climático

El peso del cultivo que se vaya a sujetar a la estructura

Cargas accidentales

Peso por granizo

Peso de la fuerza del viento

Tabla 9 Consideraciones y características de diseño para invernaderos, Adaptado de Construcción de invernaderos, Serrano Cermeño, Zoilo, España, 2005

1.6.2. Características del suelo en Cuautitlán Izcalli

El uso del suelo ha sido ganado por la urbanización con más del 40 por ciento de la

superficie territorial municipal. En el uso pecuario, agrícola y forestal se emplea el 40

por ciento. El resto, está ocupado por la industria, cuerpos de agua, erosionado y de

otros usos, con el 18.5 por ciento.

En el municipio predominan los siguientes tipos de suelos:

Cambisol, (centro y sureste), suelo susceptibles a erosión, presenta acumulación

excesiva de arcillas, carbonato de calcio, hierro y magnesio; y problemas de drenaje

interno.

Vertisol, (mayor parte área municipal) suelos arcillosos de color oscuro, fértiles que

ofrecen en ocasiones problemas de mal drenaje.

Litosol, (pequeñas áreas del centro, sur y oeste) profundidad de perfil no mayor de 10

cm., cuyo material sustentador es generalmente tepetate.


27

Foezem, (pequeñas áreas al sur) de color pardo, oscuro y grisáceo muy oscuro, ricos

en materias orgánicas y nutrientes.

Se eligió esta ubicación por los siguientes factores:

Cercanía a los centros de consumo del Distrito Federal, lo que reduce tiempos

de traslado y, consecuentemente, costes.

Oportunidad de mercado, pues dentro del Estado de México, solo existen tres

municipios que producen lechuga (Texcoco, Toluca y Zumpango)

No hay registro en el INEGI de producción del esta hortaliza en el Estado bajo el

método de hidroponia, lo que representa oportunidad adicional de mercado por

la generación de productos limpios

1.6.3. Materiales estructurales

Aunque los materiales empleados para la construcción de invernaderos son diversos,

los más utilizados son madera, hierro, aluminio, alambre galvanizado y concreto. En

general los invernaderos se construyen con una mezcla de estos materiales.

Figura 3 Detalle de colindancias Figura 4 Ubicación de terreno


28

1.6.4. Materiales de cubierta

Aunque es abundante el tipo de cubiertas que se usan en los invernaderos, se pueden

clasificar como se indica en la Tabla 10.

1.6.5. Agro-textiles

En los últimos años los materiales textiles han alcanzado una extensión espectacular

en Agricultura [37].

Los geotextiles en su formas variadas, por ejemplo anudados, tramados o sellados, por

medio de calor con el polietileno o con el polipropileno, se han utilizado durante muchos

años en la agricultura, para el drenaje, el empaquetado, el uso de pantallas térmicas y

mallas de sombreo para invernaderos y también como cubiertas de los cultivos sin

ningún tipo de estructura de soporte [38].

Estos tipos de geotextiles se llaman ahora agrotextiles, para su uso hortícola, se

manufacturan principalmente por el principio de rotación directa y termosoldado.

Algunas poliamidas y poliesteres también entran en la fabricación de los agrotextiles

[39].

Tipos Ejemplos Características

Películas de

polietileno

Baja densidad (LDPE)

Con acetato de vinilo

(E.V.A.)

Infrarrojo (IRPE o PE

modificado)

Térmicos (EVA con aditivos)

Películas no de polietileno

Cloruro de polivinilo (PVC)

Durar al menos un año

Máxima trasparencia

Absorber el máximo de radiación de

longitud de onda, comprendida entre 5.000

y 30.000 nm.

Propiedades anti goteo


29

Materiales

rígidos de

cubiertas

Vidrio

Poliester reforzado

Paredes dobles

Pared doble de vidrio

Pared doble de plástico

Paredes dobles de película

de plástico

La principal característica de estos

materiales es la durabilidad.

Tabla 10 Adaptado de El cultivo protegido en clima mediterráneo; Estructuras, materiales y equipos de producción, Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura

Los agrotextiles son muy ligeros, finos y flexibles. Generalmente son homogéneos y

tienen una alta porosidad, no localizada como en el caso de películas perforadas, sino

distribuidas entre medias de los espacios comprendidos entre sus fibras. Esta

combinación de propiedades permite que estos materiales se utilicen para el

semiforzado, puesto que ofrecen todas las características de resistencia mecánica,

permeabilidad a los fluidos y radiación, que debe tener una pantalla térmica para crear

el efecto invernadero [40].

1.7 Automatización de invernadero

Es necesario presentar un breve panorama de las relaciones entre las variables que

afectan al desarrollo de una planta para, mediante métodos eléctricos y mecánicos

utilizados en un invernadero, puedan controlarse aquellas a manera de aprovecharlas

para alcanzar la sostenibilidad de su agrosistema (Gliessman, 1998).

Aunque existen muchas variables dentro del ecosistema de la planta que le permiten

un buen desarrollo, la temperatura, la humedad, el viento, el agua y la luz son, entre

otras, aquellas de la que se debe tener conocimiento para, eventualmente, llegar a su

control por métodos automatizados para favorecer el desarrollo de la planta en todos

sus etapas. A continuación se describe como controlar estas variables dentro de un

invernadero.


30

1.7.1. Temperatura

El efecto que tiene la temperatura sobre el crecimiento y desarrollo de una planta es

conocido y rápidamente notable. El factor temperatura y sus fluctuaciones determinan

el tipo de cultivo a producir en determinada región.

Todos los procesos fisiológicos de las plantas tienen límites de tolerancia a

temperaturas extremas y un margen relativamente estrecho en el cual se desarrollan

de manera óptima. De esta forma, el régimen de temperatura a la cual la planta está

expuesta finalmente está relacionado con su rendimiento potencial (Gliessman, 1998).

En cultivos a cielo abierto, los agricultores deben conocer los cambios de temperatura

que se suceden durante el día y la noche y entre las estaciones del año, a fin de

acoplar alguna etapa particular del crecimiento de la planta a las mejores condiciones

de temperatura que provea el ambiente.

Los invernaderos son usados frecuentemente para conservar o atrapar el calor

(Gliessman, 1998). Los controles cásicos de temperatura en un invernadero son por

calefacción (utilizando serpentines de agua caliente), agregando ventilación forzada o

natural, la cual se beneficia de la orientación del invernadero con respecto a los vientos

dominantes de la región y, el bloqueo de radiación solar mediante métodos mecánicos,

como mayas de sombra.

1.7.1.1. Control de temperatura

Entre los diferentes medios que actualmente existen para el control de temperatura,

estos siempre están ligados al conjunto sensor-medidor-actuador.

Para la selección del sensor deben considerarse parámetros como el tipo, el rango de

temperatura de operación, el ambiente donde será instalado y la distancia (al control de

temperatura) a la que será colocado [41].


31

Una vez definido el sensor, debe seleccionarse un controlador apropiado. La serie de

controladores de temperatura de OMRON ofrece prestaciones suficientes, como ser

compacto y de bajo costo, aceptar termopares tipo J, K o Pt100.

Figura 5 Controlador de temperatura Omron de la serie K8AB-TH11

1.7.2. Control de ventilación

La ventilación, forzada o natural, es uno de los métodos para el control de temperatura

dentro del invernadero. En condiciones climáticas externas favorables para el

desarrollo de los cultivos, la ventilación natural resulta el método más económico y

práctico para el control de la temperatura interna. Sin embargo, cuando el viento está

en calma absoluta, la ventilación natural solo influye en el control de temperatura,

siendo ineficiente en la remoción de partículas suspendidas y aumento de la

concentración de CO2 (Contreras Toledo, 2007).

En la ventilación natural, la superficie de las ventanas que debe darse al invernadero

está en función de las dimensiones del mismo, principalmente de su anchura y que las

ventanas sean cenitales o laterales. […] La apertura y cierre de las ventanas puede

hacerse de forma manual, semi automatizada o por control automático. (Serrano

Cermeño, 2005).


32

1.7.3. Campos de viento

La estructura del campo de viento dentro del Valle de México obedece en gran medida

a una abertura orográfica casi libre de obstáculos en la región nororiental, donde el

terreno es casi plano. Esta condición específica hace que la dirección prevaleciente de

los vientos en superficie a lo largo del año, sea con mayor frecuencia del noreste hacia

el suroeste. Las características de viento suelen ser distintas en cada estación

meteorológica, aún cuando se trate de la misma zona IMECA. El viento resulta

totalmente variante día con día, pero un análisis de períodos prolongados ayuda a

identificar patrones de comportamiento tradicional, como por ejemplo, el flujo

predominante de norte a sur dentro del Valle.

Para mejorar el flujo de ventilación se orienta el invernadero de forma tal que la

ventana cenital quede opuesta a la dirección predominante del viento. [11]

Figura 6 Rosa de viento anual para toda la REDMET de la Zona del Metropolitana del Valle de México (Tomado del Informe climatológico ambiental del valle de México, 2006)

Figura 7 Orientación del terreno basado en los vientos predominantes (Tomado de “Bases para la construcción de invernaderos”, Facultad de ciencias forestales y ambientales, Universidad de ños Andes.)


33

1.7.4. Luz

La energía luminosa del espectro visible es la más importante para el desarrollo de las

plantas, ya que ayuda a los procesos de fotosíntesis, que son determinantes para el

óptimo desarrollo de la misma. Pero no todas las longitudes de onda del espectro son

útiles a la fotosíntesis. En general, los fotoreceptores en la clorofila absorben más luz

azul-violeta y rojo-naranja.

Figura 8 Absorción de clorofila en relación con la longitud de onda de la luz (tomado de Agroecología:

Procesos ecológicos en agricultura sostenible, Stephen R. Gliessman, 1998)

Debido a que diferentes partes del espectro de luz visible es usada en la fotosíntesis

con mayor eficiencia que otros, la calidad de la luz tiene un efecto importante en la

eficiencia del proceso (Gliessman, 1998).

La fase de formación del cogollo es la fase de crecimiento que se ve más afectada por

la exposición a la luz visible. En períodos de escasa iluminación la lechuga acogolla

mal si el régimen térmico es superior a los 20°C, mientras que con el mismo déficit de

luz y temperaturas bajas, el acogollado se ve favorecido. En condiciones de fotoperíodo

largo –número total de horas por día- e iluminación alta, el acogollado es bueno a

temperaturas alrededor de los 20°C (Theodoracopoulos, 2009) [42].

1.7.5. Control de iluminación

Para mejorar la luminosidad natural, se usan los siguientes medios (Jiménez Garrido,

2001):

Materiales de cubierta con buena transparencia


34

Orientación adecuada del invernadero

Materiales que reduzcan al mínimo las sombras interiores

Aumento del ángulo de incidencia de las radiaciones sobre las cubiertas

Acolchados del suelo con plástico blanco

Para reducir la luminosidad en verano se emplean (Jiménez Garrido, 2001):

Bloqueo de cubiertas

Mallas de sombreo

Acolchados de plástico negro

Cuando se requiera iluminación artificial, se pueden utilizar los siguientes tipos de

lámparas:

Tipos y características de lámparas empleadas en iluminación de invernaderos

Tipo Incandescentes Vapor de mercurio Incandescentes y

vapor de mercurio Fluorescentes

Luz producida

Rojo e infrarrojo

(elevado poder

calórico)

Visible y

ultravioleta Mixta

Mixta con

preponderancia al

azul y rojo

Potencia 3 W/m2 150 – 200 W/m

2 - -

Rendimiento

Luminoso 10% 90 % 30%

90% (emana poco

calor)

Duración 1000 horas 3500 horas 2000 horas 3500 horas

Aplicación

Invernaderos de

grandes

dimensiones.

Adelanto o retraso

de floración

Crecimiento de

plantas

Adelanto de la

floración

Crecimiento de

plantas

Observaciones

Bajo costo de

instalación;

elevado uso

Atención al tipo

comercial que se

elige

Elevado costo de

uso

Débil intensidad

luminosa,

colocación en

baterías de 3 -4

Figura 9 Adaptado de La importancia de la automatización en invernaderos para el cultivo de jitomate en el estado de Morelos; Jiménez Garrido, Daniel Alfredo., Colección de Tesis Digitales de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México, 2011


35

1.7.6. Control de humedad

El nivel de humedad en el ambiente que rodea la planta es primordial porque influye en

su desarrollo. A diferencia de la temperatura, es relativamente complicado mantener un

nivel de humedad relativa óptimo dentro de un invernadero para el desarrollo de una

especie en particular. Afortunadamente, existen algunos principios que pueden

utilizarse para su manipulación:

En un invernadero, la humedad absoluta está ligada a la temperatura del suelo y

se incrementa cuando el suelo se calienta y como resultado aumenta la

evaporación.

En climas secos, la humedad relativa generalmente es baja fuera y dentro del

invernadero, mientras que las temperaturas son altas.

La humedad es afectada por el proceso de transpiración que efectúan las plantas. A su

vez, la transpiración es influenciada en su mayoría por la radiación solar y por el déficit

de presión de vapor. Esta pérdida es mayor cuando la temperatura aumenta ya que el

aire caliente y seco acumula más humedad que el aire frío, evaporando el agua de las

superficies vegetales.

1.7.5.1. Humedad Relativa en Cuautitlán Izcalli

En promedio, los valores de humedad relativa en la zona del Valle de México variaron

desde el 70 a 90 % a las 7:00 AM, hasta 35 a 40% a las 16 horas.

En toda la Red Meteorológica se dieron cantidades calificadas como elevadas durante

el año, con un rango que va de 80.0 % hasta 100.0 %, aunque ocurrieron algunos

valores del orden del 58.0 % al 78.0 %, como es el caso de la estación Cuajimalpa

(CUA), donde se presentó un valor de 58.8 % en el mes de diciembre, considerado el

más bajo.

El requerimiento de humedad relativa para su mejor desarrollo de la lechuga es de es

de 60 al 80%, aunque, en algunos casos tolera menos del 60%. De lo anterior, se

deduce que la zona es propicia para la plantación de lechuga.


36

1.8 Normalización

En lo referente a la normalización que rige a este proyecto, este apartado hace

referencia solamente a la Normalización Nacional, y se encuentra basado en la

información del portal de la Secretaría de Economía. En el apartado 1.4 Marco legal, se

encontrará la correspondiente al marco jurídico aplicable al proyecto.

En México la normalización se plasma en las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) de

carácter obligatorio, elaboradas por Dependencias del Gobierno Federal y las Normas

Mexicanas (NMX) de ámbito primordialmente voluntario, promovidas por la Secretaría

de Economía y el sector privado, a través de los Organismos Nacionales de

Normalización.

Para demostrar que lo que se ha producido o comercializado es conforme a lo

dispuesto por la propia norma que lo rige, se inicia el proceso de Evaluación de la

Conformidad (que su vez contiene procedimientos de certificación, verificación,

calibración, muestreo, pruebas, según sea el caso).

1.8.1. Normas Nacionales

La Normalización es el proceso mediante el cual se regulan las actividades

desempeñadas por los sectores tanto privado como público, en materia de salud,

medio ambiente, seguridad al usuario, información comercial, prácticas de comercio,

Figura 11 Promedio anual de humedad relativa a las 14:00 horas (Tomado del Informe climatológico ambiental del valle de México, 2006)

Figura 10 Promedio anual de humedad relativa a las 07 horas (Tomado del Informe climatológico ambiental del valle de México, 2006)


37

industrial y laboral a través del cual se establecen la terminología, la clasificación, las

directrices, las especificaciones, los atributos las características, los métodos de prueba

o las prescripciones aplicables a un producto, proceso o servicio. Los principios básicos

en el proceso de normalización son: representatividad, consenso, consulta pública,

modificación y actualización.

La actividad normalizadora se entiende como la consolidación del conocimiento que es

recabado a través de consultas realizadas entre expertos de una rama o actividad

productiva. Es un documento mediante el cual los sectores interesados (entre los

cuales están, fabricantes, usuarios y gobierno) acuerdan las características técnicas

deseables en un producto, proceso o servicio. Este proceso se lleva a cabo mediante la

elaboración, expedición y difusión a nivel nacional, de las normas que pueden ser de

tres tipos principalmente:

a) Norma Oficial Mexicana (NOM), es la regulación técnica de observancia

obligatoria expedida por las dependencias normalizadoras competentes a

través los Comités Consultivos Nacionales de Normalización, conforme al

artículo 40 de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización (LFMN), la

cual establece reglas, especificaciones, atributos, directrices, características o

prescripciones aplicables a un producto, proceso, instalación, sistema,

actividad, servicio o método de producción u operación, así como aquellas

relativas a terminología, simbología, embalaje. marcado o etiquetado y las que

se le refieran a su cumplimiento o aplicación.

Normas Aplicables

• NOM-001-SEDE-1999

Oficial Mexicana, Instalaciones eléctricas (utilización).

• Reglamento de Construcciones del Edo Mex y sus Normas

Técnicas Complementarias (NTC) para el diseño y construcción de

cimentaciones


38

Manual de Diseño de Obras Civiles de la Comisión Federal de

Electricidad

Manual de Diseño de Obras Civiles. Manual de Sismo (CFE - 1993)

b) Norma Mexicana (NMX), la que elabore un organismo nacional de

normalización, o la Secretaría de Economía en ausencia de ellos, conforme el

artículo 54 de la LFMN , la cual prevé para uso común y repetido reglas,

especificaciones, atributos métodos de prueba, directrices, características o

prescripciones aplicables a un producto, proceso, instalación, sistema,

actividad, servicio o método de producción u operación, así como aquellas

relativas a terminología, simbología, embalaje, marcado o etiquetado.

Normas Aplicables

• NMX-E-255-CNCP-2008

Invernadero Diseño-Construcción-Especificaciones

Normas del sistema de calidad

• NMX-CC-9000-IMNC-2008

Sistemas de gestión de la calidad - Fundamentos y vocabulario.

[ISO 9000:2005

COPANT/ISO 9000:2005]

• NMX-CC-9001 IMNC-2008

Sistemas de gestión de la calidad– Requisitos.

[ISO 9001:2008


• NMX-CC-9004-IMNC-2009

Gestión para el éxito sostenido de una organización –Enfoque de gestión

de la calidad.

[ISO 9004:2009


• NMX-CC-SAA-19011-IMNC-2002


39

Directrices para la auditoria de los sistemas de gestión de la calidad y/o

ambiental.

[ISO 19011:2002

COPANT/ISO 19011-2002]

Normas del ambiente

• NMX-SAA-14001-IMNC-2004

Sistema de gestión ambiental - Requisitos con orientación para su uso.

[ISO 14001:2004



Sistema de gestión ambiental - Directrices generales sobre principios,

sistemas y técnicas de apoyo.

[ISO 14004:2004

COPANT-ISO 14004:2004]


Gestión ambiental - Evaluación ambiental de sitios y organizaciones

(EASO).

[ISO 14015:2001

COPANT - ISO 14015:2007 (ISO 14015:2001)]

c) Normas de referencia (NRF) que elaboran las entidades de la administración

pública de conformidad con lo dispuesto por el artículo 67 de la LFMN, para

aplicarlas a los bienes o servicios que adquieren, arrienden o contratan cuando

las normas mexicanas o internacionales no cubran los requerimientos de las

mismas o sus especificaciones resulten obsoletas o inaplicables.

Dentro del proceso de normalización, para la elaboración de las normas nacionales se

consultan las normas o lineamientos internacionales y normas extranjeras, las cuales

se definen a continuación:


40

1.8.2. Norma o lineamiento internacional

Norma o lineamiento internacional: documento normativo que emite un organismo

internacional de normalización u otro organismo internacional relacionado con la

materia, reconocido por el gobierno mexicano en los términos del derecho

internacional.

Normas aplicables

La normatividad ISO referente a las series 9000, 14000 y/o 22000 que

afectan de manera directa al proyecto se localizan en el apartado b)

anterior. Se muestra la normatividad ISO relacionada con la

correspondiente Norma mexicana (NMX).

1.9 Marco legal

El Marco Legal de la empresa provee las competencias que se requieren para el

establecimiento y desarrollo de cualquier proyecto empresarial, desde una perspectiva

legal. El marco jurídico legal mexicano aplicable es como se describe a continuación:

1.9.1. Legislación fiscal

Ley del Impuesto Sobre la Renta (ISR).

Ley del Impuesto al Valor Agregado (IVA)

Ley del Impuesto empresarial a tasa única.

1.9.2. Legislación laboral

Ley Federal del Trabajo.

Autoridades laborales locales y federales

Secretaría del Trabajo y Previsión social

Secretaría de Hacienda y Crédito Público

Secretaría de Educación Pública

Procuraduría de la Defensa del Trabajo


41

Otras dependencias

Servicio Nacional del Empleo, Capacitación y Adiestramiento

Comisión Nacional de Salarios Mínimos

Inspección del Trabajo

Comisión Nacional para la Participación de los Salarios Mínimos en las

Utilidades de las Empresas

Juntas Federales y Locales de Conciliación

Juntas Federales y Locales de Conciliación y Arbitraje

1.9.3. Legislación de la Seguridad y Previsión Sociales.

Ley del Seguro Social.

Reglamento de Afiliación al IMSS.

1.9.4. Legislación mercantil.

El Código de Comercio

Ley General de Sociedades Mercantiles.

1.9.5. Legislación de propiedad intelectual

Derechos de propiedad intelectual

Ley Federal del Derecho de Autor, última reforma aplicada 19/05/1997

Ley de la propiedad intelectual

42

CAPÍTULO 2

ESTUDIO DE

MERCADO

CAPÍTULO 2. ESTUDIO DE MERCADO

43

2.1 Planteamiento del problema

¿Es conveniente construir un invernadero automatizado con cultivo hidropónico vertical

de lechugas en el Municipio de Cuautitlán Izcalli, Estado de México?

2.2 Determinación de hipótesis

H0: Sí es conveniente construir un invernadero automatizado con cultivo hidropónico

vertical de lechugas.

H1: No es conveniente construir un invernadero automatizado con cultivo hidropónico

vertical de lechugas.

2.3 Determinación de los objetivos

a) Conocer si los agricultores de Cuautitlán Izcalli están al tanto del cultivo hidropónico

de lechuga.

b) Explorar acerca de los beneficios que los agricultores de Cuautitlán Izcalli conocen

acerca del cultivo hidropónico de lechuga.

c) Conocer si los agricultores de Cuautitlán Izcalli estarían dispuestos a invertir en un

invernadero automatizado con cultivo hidropónico vertical de lechugas.

2.4 Determinación del universo

Agricultores de Cuautitlán Izcalli.

2.5 Determinación de la muestra

En el caso de poblaciones infinitas (tamaño grande, indefinido…) la fórmula para

determinar el tamaño de la muestra es:

Donde:


44

z = Valor de z correspondiente al nivel de confianza; un nivel de confianza del 95%

(también expresado como: β = 0.05), que corresponde a z =1.96 sigmas o errores

típicos.

El suponer que p = q quiere decir que para escoger la muestra suponemos la hipótesis

de que en la población hay la máxima diversidad posible: un 50% dirá que “SI” y otro

50% que “NO”. Este valor de pq (0.25) es válido para calcular el tamaño de la muestra.

p = proporción de respuestas en la categoría “SI” (probabilidad de éxito).

q = proporción de repuestas en la categoría “NO” (probabilidad de fracaso).

e = Error muestra o margen de error aceptado.

La muestra necesaria con un nivel de confianza del 95% (ó α = 0.05), al que

corresponde z = 1.96, cuando pq = 0.25 y admitiendo un margen de error del 5% es:

cuestionarios

Tipo de muestreo: Aleatorio.

Para nuestro estudio, factores como la carencia de una base de datos oficial de

agricultores en el municipio de Cuautitlán, su dispersión geográfica y disponibilidad,

limitaron a la elección de un muestreo sesgado para que el estudio fuera viable.

2.6 Estudio

El tipo de estudio seleccionado es de tipo exploratorio, tomando como fuente de

información primaria un cuestionario.

2.7 Materiales o instrumentos

Cuestionarios

Lápices

Computadora con Excel instalado


45

2.8 Procedimiento

Se aplicaron 20 cuestionarios a agricultores de Cuautitlán Izcalli, esto debido a las

limitaciones de tiempo y recursos; posteriormente se realizó el análisis de los datos

para presentar el reporte final. A continuación, se muestra el cuestionario aplicado.

CUESTIONARIO

Instrucciones: El presente cuestionario tiene la finalidad de conocer su opinión acerca de la conveniencia de

emprender en un invernadero de cultivo hidropónico de lechugas. Por favor conteste según su criterio las

siguientes preguntas, seleccionando con una X entre las opciones que se le presentan.

1. ¿Tiene usted interés en aumentar sus ingresos con un método novedoso de cultivo?

Si No

2. ¿Cuenta usted o podría conseguir un terreno en el Estado de México con una superficie de por lo menos

326 ?

Si No

3. Actualmente, ¿cuenta usted con algún cultivo de lechuga con sistema de riego?

Si No

4. ¿Sabía usted que en un cultivo sin invernadero se pierde hasta el 50% o más de una cosecha debido a

las condiciones climáticas?

Si No

5. ¿Sabía usted que en un invernadero no existe la estacionalidad para los cultivos?

Si No

6. ¿Conoce usted los cultivos hidropónicos?

Si No

7. ¿Sabía usted que las lechugas hidropónicas que se consumen son producto de procesos desarrollados

bajo normas y técnicas agrícolas que no ocasionan repercusiones a su salud?

Si No

8. ¿Sabía usted que el cultivo hidropónico duplica la producción por metro cuadrado?

Si No

9. ¿Sabía usted que el Índice de Rentabilidad de un cultivo hidropónico de lechugas puede ser superior al

80%?

Si No

10. Si se le propusiera un proyecto de un invernadero con cultivo hidropónico de lechugas, ¿estaría dispuesto

a invertir?

Si No

¡Gracias por su tiempo y ayuda!


46

2.9 Tabulación

A continuación, se presenta la tabla con los resultados concentrados de las encuestas

aplicadas. El valor “1” corresponde a los sujetos que respondieron “SI” a la pregunta,

mientras que “0” a aquellos que contestaron NO a la misma.

Sujeto Pregunta

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1

2 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1

3 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1

4 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1

5 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0

6 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1

7 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0

8 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1

9 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0

10 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1

11 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1

12 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0

13 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0

14 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1

15 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1

16 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1

17 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1

18 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0

19 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0

20 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1

Totales 20 20 0 5 7 9 7 1 6 13

Porcentaje 100% 100% 0% 25% 35% 45% 35% 5% 30% 65%

Los porcentajes de la tabla están referidos a la respuesta “SI” del cuestionario

2.10 Análisis e interpretación

A continuación se muestran los resultados de la encuesta ilustrando de manera gráfica

el punto de vista de las personas sobre cada pregunta:


47

1. ¿Tiene usted interés en aumentar sus ingresos con un método novedoso de

cultivo?

El 100% de los encuestados tienen interés en aumentar sus ingresos con un método

novedoso de cultivo.

2. ¿Cuenta usted o podría conseguir un terreno en el Estado de México con una

superficie de por lo menos 326 m2?

El 100% de los encuestados cuenta o podría conseguir un terreno en Cuautitlán Izcalli

con una superficie de por lo menos 326 m2.

SI

NO

SI

NO


48

3. Actualmente, ¿cuenta usted con algún cultivo de lechuga con sistema de

riego?

El 0% de los encuestados cuenta con algún cultivo de lechuga con sistema de riego.

4. ¿Sabía usted que en un cultivo sin invernadero se pierde hasta el 50% o más

de una cosecha debido a las condiciones climáticas?

El 25% de los encuestados sabía que en un cultivo sin invernadero se pierde hasta el

50% de una cosecha debido a las condiciones climáticas.

SI

NO

SI

NO


49

5. ¿Sabía usted que en un invernadero no existe la estacionalidad para los

cultivos?

El 35% de los encuestados sabía que en un invernadero no existe la estacionalidad

para los cultivos.

6. ¿Conoce usted los cultivos hidropónicos?

El 45% de los encuestados conocía los cultivos hidropónicos.

SI

NO

SI

NO


50

7. ¿Sabía usted que las lechugas hidropónicas que se consumen son producto

de procesos desarrollados bajo normas y técnicas agrícolas que no ocasionan

repercusiones a su salud?

El 35% de los encuestados sabía que las lechugas hidropónicas que se consumen son

producto de procesos desarrollados bajo normas y técnicas agrícolas que no ocasionan

repercusiones a su salud.

8. ¿Sabía usted que el cultivo hidropónico duplica la producción por metro

cuadrado?

El 5% de los encuestados sabía que el cultivo hidropónico duplica la producción por

metro cuadrado.

SI

NO

SI

NO


51

9. ¿Sabía usted que el Índice de Rentabilidad de un cultivo hidropónico de

lechugas puede ser superior al 80%?

El 30% de los encuestados sabía que el Índice de Rentabilidad de un cultivo

hidropónico de lechugas puede ser superior al 80%

10. Si se le propusiera un proyecto de un invernadero con cultivo hidropónico

de lechugas, ¿estaría dispuesto a invertir?

El 65% de los encuestados estaría dispuesto a invertir si se le propusiera un proyecto

de un invernadero con cultivo hidropónico de lechugas.

2.11 Conclusiones

Con base en que el 100% de los encuestados tienen interés en aumentar sus ingresos

con un método novedoso de cultivo y cuenta o podría conseguir un terreno en

Cuautitlán Izcalli con una superficie de por lo menos 326 m2, así como que el 65%

estaría dispuesto a invertir si se le propusiera un proyecto de un invernadero con cultivo

hidropónico de lechugas, se concluye que es conveniente llevar a cabo este proyecto.

SI

NO

SI

NO

52

CAPÍTULO 3

PLANEACIÓN DEL

PROYECTO

CAPITULO 3: PLANEACIÓN DEL PROYECTO

53

3.1 Definición y uso de la ruta critica

El objetivo del presente capitulo es identificar todas aquellas actividades necesarias

para organizar y ordenar apropiadamente el proyecto con el fin de poder identificar el

tiempo total de duración del mismo y asegurar el adecuado uso de los recursos, como

tiempo y costos, para lo cual se aplicaran los métodos de Gantt y de la Ruta Critica.

3.1.1 Metodología

Para efectos prácticos de este proyecto se desarrollarán los siguientes puntos:

Definición del proyecto

Lista de Actividades

Matriz de Secuencias

Red de Actividades

Costos

3.1.2 Ruta crítica en gestión de proyectos

Dentro de la administración y gestión de proyectos, una ruta crítica es la secuencia de

los elementos terminales de la red de proyectos con la mejor duración entre ellos, con

el objetivo de la determinación del tiempo más corto en el que es posible completar el

mismo.

3.1.3 Etapas de la ruta crítica

A continuación se enlistan las etapas generales a seguir para una correcta

determinación de la ruta crítica:


54

a) Detallar el proyecto y todas sus actividades o tareas significativas

Considerando el alcance del proyecto, se han determinado 14 actividades

principales para la ejecución del mismo.

b) Definir las interrelaciones entre actividades y sus predecesoras

Conste en determinar las actividades anteriores a otra. Deben estar

lógicamente relacionadas.

c) Asignar tiempo a cada actividad

Para estimar el intervalo de confianza de la duración del proyecto, se requieren

tres cantidades estimadas, que son la duración optimista, la duración más

probable y la duración pesimista

La duración más probable (mi) es el tiempo normal que se necesita para la

ejecución de las actividades, basado en la experiencia personal.

La duración optimista (ai) representa el tiempo mínimo posible sin importar el

costo o cuantía de elementos materiales y humanos que se requieran; es

simplemente la posibilidad física de realizar la actividad en el menor tiempo. La

duración pesimista (bi) es un tiempo excepcionalmente grande que pudiera

presentarse ocasionalmente como consecuencia de accidentes, falta de

suministros, retardos involuntarios, causas no previstas, etc.

Las actividades, sus duraciones y la relación de las predecesoras se reúnen en

una sola tabla, matriz de información (Ver tabla 12), que sirve para construir la

red la red PERT y estimar el intervalo de confianza de la duración del proyecto.

En la matriz se ha colocado dentro de la columna de actividades (Act), una

nomenclatura numérica y alfabética. La nomenclatura numérica corresponde a

la entregada automáticamente por Microsoft Project. La alfabética se añade y

es utilizada en la elaboración de la red PERT, con la intención de evitar

confusiones con las holguras o los tiempos calculados de la misma, además de


55

establecer una correspondencia entre con la nomenclatura de Microsoft

Project.

Matriz de información

Act Tarea ai

[días]

mi

[días]

bi

[días]

Predecesor

1 A Selección de hortaliza a producir 1 1 1 -

2 B Selección de método de producción 1 2 4 -

3 C Análisis de variables óptimas de

desarrollo para la hortaliza 2 3 5 1, 2

4 D Estudio de terreno 2 3 6 3

5 E Análisis de variables ambientales

locales 4 5 8 4

6 F Selección de estructura 1 2 5 5

7 G Selección de geotextiles 4 6 10 3, 5, 6

8 H Definición de áreas de producción 1 1 1 3

9 I Definición de layout de células de

plantación 1 1 1 4, 8

10 J Selección de sistema de soportes para

célula de plantación 1 1 1 4, 9

11 K Desarrollo de memoria de cálculo civil 4 6 10 6

12 L Desarrollo de memoria de cálculo

hidráulica 2 4 7 10

13 M Desarrollo de memoria de cálculo de

automatización y control 1 1 3 6, 12

14 N Desarrollo de memoria de cálculo

eléctrica 4 6 10 13

Tabla 11 Tiempos optimistas, más probable y pesimista de las actividades principales del proyecto, mostrando la relación con sus actividades predecesoras.


56

d) Dibujar la red PERT y cálculo de la ruta crítica

Una red PERT es un diagrama semejante a un diagrama de flujo, que muestra

la secuencia de actividades que se necesitaron para terminar un proyecto y el

tiempo asociados a cada actividad.

La siguiente figura es la representación PERT del proyecto, basado en las

actividades descritas en la Tabla 12.

Figura 12 Red PERT del proyecto y su ruta crítica

La red PERT entregará la ruta crítica del proyecto.


57

e) Planificación, programación, monitoreo y control del proyecto

El diagrama de GANTT es una herramienta utilizada que permite modelar la

planificación de las tareas necesarias para la realización del proyecto. Es una

representación grafica del progreso del proyecto y sirve como medio de

comunicación entre las personas involucradas y control del proyecto. La Figura

11 muestra el diagrama de Gantt correspondiente al proyecto.

3.2 Varianza y tiempo total del proyecto

El método PERT ha demostrado ser una herramienta efectiva en el diseño,

desarrollo y defensa de proyectos, ya que permite el cálculo probabilístico de la

duración de las actividades implementando tres posibles duraciones: la óptima, la

duración media y la pesimista de cada actividad.

Para llevar a cabo estos cálculos, se utilizan métodos tipo probabilístico, los cuales

incluyen el cálculo de la varianza y la desviación estándar del proyecto, para lo cual

debe conocerse de antemano los valores de las duraciones optimistas, más

probables y pesimistas de cada actividad. Estos tiempos estarán basados en los

registros de proyectos similares realizados con anterioridad, de los que se tendrán

distintos tiempos de duración dependiendo de circunstancias favorables o

desfavorables.

Para los siguientes cálculos, solo se considera a las actividades resultantes de la

ruta crítica. Así, teniendo como datos el orden de las tareas de la ruta crítica y su

duración más probable, la optimista y la pesimista, se procede al cálculo del tiempo

medio de cada actividad utilizando la siguiente fórmula:


58

Figura 13 Diagrama de Gantt resultante de las actividades del proyecto. Las flechas indican las relaciones entre las actividades para determinar visualmente la dependencia entre ellas, es decir, las actividades predecesoras


59

Donde:

= tiempo medio

ai = duración optimista

mi = duración más probable

bi = duración pesimista

Ahora, se procede al cálculo de las varianzas de cada actividad y del proyecto.

Para el cálculo de la varianza de cada actividad, se utilizará la siguiente fórmula:

Se procede ahora al cálculo de la varianza total del proyecto, que es la sumatoria

de las varianzas individuales de cada actividad. Así, la varianza total del proyecto

queda definida por la fórmula:

Donde:

i = Actividad

U = Ruta crítica

= Varianza del proyecto

Así, sustituyendo los valores en la fórmula anterior se tiene que la varianza del

proyecto es 2.9444 días.

El cálculo del tiempo total del proyecto se lleva a cabo con la expresión

El tiempo promedio del proyecto resulta en 23.9999 días.


60

3.3 Intervalo de confianza

Una vez obtenidos los datos de varianza total y tiempo total del proyecto, es posible

el cálculo del intervalo del mismo, que obedece a la siguiente expresión:

Donde:

Z = estadístico normalizado

σp = Desviación estándar del proyecto

I = Intervalo de confianza

tp = Tiempo total del proyecto

Utilizando una tabla de datos de áreas bajo la curva normal tipificada, y

considerando un nivel de confianza de 95 %, se tiene que el valor de Z es 1.96.

Considerando la parte izquierda de la igualdad como el límite inferior (Li), y la

derecha como el Límite superior (Ls), se tienen los siguientes valores:

Para el Límite inferior:

Para el Límite superior:

Finalmente, el intervalo de confianza resultante para el proyecto es:

Los datos obtenidos del uso de las formulas anteriores pueden agruparse en una

sola tabla que muestre la relación entre las actividades de la ruta crítica; las

duraciones optimista, más probable y pesimista; el tiempo medio de cada actividad

y la varianza correspondiente a cada una de ellas.


61

Duración del proyecto basado en tareas de ruta crítica

[días]

Act. Tarea mi ai bi

2 B Selección de método de producción 2 1 4 2.1667 0.25

3 C Análisis de variables óptimas de desarrollo

para la hortaliza 3 2 5 3.1667 0.25

4 D Estudio de terreno 3 2 6 3.3333 0.4444

5 E Análisis de variables ambientales locales 5 4 8 5.3333 0.4444

6 F Selección de estructura 2 1 5 2.3333 0.4444

13 M Elaboración de memoria de cálculo de

automatización y control 1 1 3 1.3333 0.1111

14 N Desarrollo de memoria de cálculo eléctrica 6 4 10 6.3333 1.00

Total 23.9999 2.9444

3.4 Conclusiones

Utilizar el método de ruta crítica permitió la detección de las actividades del

proyecto que no pueden tener demora en su inicio. Toda vez que se han

identificado estas actividades, es posible priorizar la vigilancia sobre las mismas,

de manera que el proyecto se realice en las fechas establecidas.

Una vez definidas las tareas críticas, el cálculo del intervalo de confianza ayuda a

tener un panorama más claro del tiempo mínimo y máximo posibles a emplear en

la ejecución del proyecto. Con base en este intervalo, es posible ponderar

decisiones basadas en cálculos sólidos de tiempo que ayudarán a la consecución

del proyecto, minimizando desviaciones de las actividades y, con ello, reduciendo

también los gastos adicionales, de mano de obra y materiales, asociados a la

desviación de una actividad en cuanto a su duración.

CAPÍTULO 4

EJECUCIÓN Y

CONTROL DEL

PROYECTO

CAPÍTULO 4. EJECUCIÓN Y CONTROL DEL PROYECTO

63

4.1 Memoria de cálculo estructural

4.1.1 Estructura

El Sistema estructural se proyecta mediante marcos de acero, con techumbre semi-

curva desfasada.

4.1.2 Cimentación

Dado de cimentación de concreto armado, empotrado según norma de diseño

estructural.

Propiedades de todos los aceros

Módulo de elasticidad (E) 210,000 N/mm2

Módulo de rigidez (G) 81.000 N/mm2

Coeficiente de Poisson (v) 3.0

Coeficiente de dilatación térmica (a) 1,2. 10-5 Exponencial.(0°c)-1

4.1.3 Criterios de diseño

De acuerdo para la importancia a la cual serán destinadas, las estructuras se clasifican

en 2 grupos: A y B. La construcción queda clasificada de la siguiente forma:

Clasificación de la construcción según su uso y destino: Grupo: B

Regionalización sísmica Zona: 3

Se analizará y diseñadora considerando:

Análisis y diseño por cargas gravitacionales

Análisis y diseño por viento

Análisis por estados límite de servicio


64

De acuerdo al resultado de los análisis, el diseño estructural se regirá por las acciones

más desfavorables. Las acciones, combinaciones y factores aplicados al análisis y

diseño estructural según el reglamento de construcciones para el distrito federal para

estructuras de concreto son las siguientes:

CM

CV MAX.

CV INST.

CV. MED.

CM + CV MAX. (para diseño por esfuerzos permisibles)

1.40 (CM + CV MAX.) (para diseño por resistencia última)

1.10 (CM + CV INST. + CA) (para diseño por resistencia ultima)

0.75 (CM + CV INST. + CA) (para diseño por esfuerzos permisibles)

CM + CV MED. (para diseño por efectos a largo plazo)

CE

Donde:

CM: Acciones permanentes (carga muerta).

CV MAX: Acciones variables (carga viva con intensidad máxima).

CV INST: Acciones variables (carga viva con intensidad instantánea).

CV MED: Acciones variables (carga viva con intensidad media).

CA: Acciones accidentales (carga debida al sismo)

CE: Carga equivalente

4.1.4 Referencias de diseño

Para el análisis y diseño estructural se consideraron como ayudas y referencias de

diseño los siguientes reglamentos, normas y manuales:

Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal R.C.D.F. - 2007.

Normas técnicas complementarias para diseño por sismo N.T.C. - SISMO 2007.

Normas técnicas complementarias para diseño y construcción de cimentaciones

N.T.C. - Cimentaciones 2007.


65

4.1.5 Especificación de materiales

ACERO Perfil PTR cal. 14

Peso de acuerdo a lo establecido en la norma ASTM - A.6

De acuerdo a normas ASTM-A.36 y Dual ASTM-A-36 / A-512 G50

4.1.6 Descripción estructural

Considérese una estructura de bóveda a cañón corrido, repetido a los costados en

cuatro ocasiones, con una altura de piso a punto más alto de 4.60 m.

4.1.7 Tipo de análisis estructural

Se realizara un análisis tomando en cuenta todos los efectos especificados por el

reglamento de construcciones para el Distrito Federal y sus normas técnicas

complementarias para diseño por sismo, desarrollando básicamente los siguientes

tipos de análisis:

A. Análisis por cargas gravitacionales

Se incluye el peso propio de la estructura y la carga viva máxima.

B. Análisis por viento

En las áreas urbanas y sub-urbanas del Distrito Federal se tomará como base

una velocidad de 80 km/h para el diseño de las edificaciones del grupo B. Las

presiones que se producen para esta velocidad se modificarán tomando en

cuenta la importancia de la edificación, las características de flujo de viento en el

sitio en donde se ubica la estructura y altura sobre el nivel de terreno.

C. Revisión de estados límite de servicio.

Desplazamientos verticales en el centro de trabes y desplazamiento horizontales

relativos entre dos niveles sucesivos.


66

4.2 Descripción de la cimentación

Dadas las características de la estructura, la ubicación geotécnica y suponiendo una

capacidad de carga de Q = 1.00 a 2.50 ton/ m2, se diseñó la cimentación por medio de

dados o muertos aislados.

4.2.1 ANÁLISIS DE CARGAS

Recubrimiento

Concepto Espesor

(m)

Peso vol.

(kg/m2)

Carga

(kg/m2)

Malla antiáfidos. 0 0.01 0.00

Polietileno cal. 720 0 0.01 0.00

C.E. 1.00

Carga para diseño estructural

C. M.= 0.00 kg/m2

C. V.= 0.00 kg/m2

C. E.= 0.00 kg/m2

Diseño por viento (presión estática) C. E.= 7.65 kg/m2

La presión es la fuerza normal ejercida por un fluido por unidad de área. El termino

presión solo aplica en gases o líquidos, la presión tiene cómo unidad N/m2.

Empuje Área Presión

10.2 kg 75.00 m2 765 kg/m2

Ráfaga de viento: 80 km/h

Carga para diseño por estados limite de servicio

C. M.= 0.00 kg/m2

C. V.= 0.00 kg/m2

C. E.= 0.00 kg/m2


67

Acero

Concepto Longitud

(m)

Peso vol.

(Kg/m)

Carga

(kg/m)

Perfil PTR 2" X 2" CAL. 14 2.4 2.85 6.84

Perfil PTR 1 1/4" X 1 1/4"CAL. 14 8.4 1.87 15.71

Perfil PTR 1 1/2" X 1 1/2"CAL. 14 5.5 2.11 11.61

Carga muerta 34.15 kg

Carga para diseño estructural

C. M.= 34.15 kg

C. V.= 0.00 kg

C. E.= 34.15 kg

Carga para diseño por viento

C. M.= 765.00 kg

C. V.= 0.00 kg

C. A.= 765.00 kg

Carga para diseño por estados limite de servicio

C. M.= 34.15 kg

C. V.= 0.00 kg

C. S.= 34.15 kg

TOTAL 833.31 kg (Descarga en kg por

columna)

Se debe más al diseño por

viento, que al peso propio de la

estructura

Propiedades mecánicas acero PTR Grado A

Esfuerzo a tensión min. 3160 kg/cm2

Esfuerzo de fluencia min. 2740 kg/cm2


68

Por tanto cubre satisfactoriamente el peso transmitido a piso y el propio diseño por

viento.

Figura 14 Detalle de estructura de invernadero

Consulte el Anexo 8 para mayor información sobre las Dimensiones y propiedades del

perfil PTR.


69

4.3 Selección de material para cubierta

La importancia del material de cobertura en un cultivo bajo invernadero radica en que

constituye el agente modificador del clima natural de la zona en donde se vaya a

construir. Es por ello que, la elección del material de cobertura dependerá en que la

interrelación de los indicadores ayuden al cliente a elegir el material más adecuado

para sus necesidades.

Se han considerado los siguientes indicadores como los más representativos con base

a los requerimientos del agricultor y de la zona geográfica:

Respuesta agronómica debida al material empleado (precocidad, producción y

calidad).

Propiedades ópticas, térmicas y mecánicas del material de cubierta.

Estructura del invernadero, anclaje o sujeción del material.

Así mismo con fin de considerar apto el material de cubierta a elegir, este deberá

cumplir con la mayoría de las siguientes características:

Peso del material.

Densidad.

Propiedad térmica.

Envejecimiento.

Transmitancia.

Flexibilidad

Forma del techo.

Resistencia a la rotura.

Resistencia al intemperismo.

Costo.

De la lista anterior se han considerado como las características más importantes las

siguientes: propiedad térmica, resistencia al intemperismo, envejecimiento, protección a

rayos UV y costo.


70

4.3.1. Investigación

Para la determinación del material de cubierta se han tomado como base los siguientes

cuadros comparativos entre un plástico de cubierta convencional, una lona

convencional con acabado laminado y un agrotextil con acabado tipo coating.

4.3.2. Comparativo de las características de los materiales flexibles y

rígidos para la construcción de plásticos convencionales, lonas

convencionales y agrotextiles con acabado tipo coating.

En la siguiente tabla se ha realizado una comparación de las características entre las

principales materias primas con las que se obtiene los productos para cubiertas de

invernadero.

Características

Flexibles Rígidos

Polietileno PVC PVC

ondulado

Polimetacril

ato de metilo

Poliéster

estratificado Cristal

(0.08 mm) (0.1 mm) (1-2 mm) (4 mm) (1-2 mm) (2.7 mm)

Densidad 0.92 1.3 1.4 1.18 1.5 2.40

Índice de refracción 1.512 1.538 - 1.489 1.549 1.516

% de dilatación

antes de rotura 400-500 200-250 50-100 Escasa Escasa Nula

Resistencia al frío y

calor [ºC] -40+50 -10+50 -20+70 -70+80 -70+100 Muy elev.

Duración [años] 2 2-3 Elevada Elevada Elevada Elevada

Transparencia %

(0.38-0.76

micrones)

70-75 80-87 77 85-93 70-80 87-90

Transmisión %

(-0.24-2.1

micrones)

80 82 82 73 60-70 85

Transmisión %

(7-35 micrones) 80 30 0 0 0 0


71

4.3.3. Valoración de las principales propiedades de cuatro de los

materiales utilizados para elaboración de plásticos convencionales,

lonas convencionales y agrotextiles con acabado tipo coating.

Tomando como base las características seleccionadas, de la siguiente tabla podemos

determinar que el PVC ofrece mejores propiedades en comparación con su precio. Por

lo que es viable optar pro un producto que este compuesto por PVC.

PROPIEDAD PE PVC EVA PC

Resistencia a UV +/- -/+ + +

Transparencia a radiación visibles -/+ + + - Propiedades térmicas -/+ + +/- +

Propiedades mecánicas -/+ +/- + + Compatibilidad con aditivos - + + + Resistencia al rasgado + + - +

Resistencia a las bajas temperaturas - - + + Resistencia a las altas temperaturas + -/+ - + Precio + - + -

Anchuras grandes + - + - (Fuente: MONTERO; ANTÓN, 1993)

4.3.4. Duración de platicos convencionales normalizados para invernadero

contra lonas convencionales y agrotextiles con acabado tipo coating.

Claramente podemos observar que el tiempo de vida útil de un agrotextil sin la

aplicación de acabados especiales es superior a los demás, lo que se traduce periodos

más cortos de cambio del material de la cubierta.

Tipo de material Espesor

[pulg.]

Duración al

intemperismo

Polietileno “normal” (sin aditivos) 0.059 6-8 meses

Polietileno “larga duración” 0.071 2 años

Polietileno “Térmico larga duración” 0.079 2 años

Copolímero EVA (12 % AV) 0.079 2 años

Copolímero EVA (6 % AV) 0.039 1 año

Lona convencional a base de PVC 0.029

Agrotextil tipo coating 0.020 5-6 años

(Fuente: Serrano, 1994)


72

4.3.5. Rendimiento de materiales para cubierta de invernadero.

Como se observa en el siguiente cuadro comparativo los agrotextiles con acabado tipo

coating son superiores con base a las pruebas de rendimiento de un material para

cubierta.

Prueba Coating Laminado Plástico Observaciones

Rasgado Considerar que la característica más relevante es

la resistencia la tensión.

Tensión

Los productos fabricados con coating presentan

una densidad mayor de hilos por lo que sus

características son superiores.

Punzonado

Los productos fabricados con coating presentan

una densidad mayor de hilos por lo que sus

características son superiores.

Fricción Mayor resistencia en el acabado coating.

Capilaridad Mayor resistencia en el acabado coating.

Sellado Tanto el coating como el laminado presentan

características semejantes.

4.3.6. Desempeño del producto final al intemperismo

La siguiente es una tabla comparativa de resultados de las pruebas más

representativas hechas a los materiales de cubierta que aseguran un buen

comportamiento ante las condiciones climáticas.

Pruebas Coating Laminado Plástico

Resistencia la desgaste por abrasión Superior Medio Menor

Resistencia a la formación de hongos Superior Medio Medio

Resistencia al intemperismo Superior Medio Menor

Estabilidad dimensional Superior Medio Menor

Adhesión PVC-Textil Superior Medio N/A


73

4.3.7. Diferencia entre el proceso de fabricación del plástico convencional,

coating y laminado

La fabricación de los plásticos y sus manufacturados implica cuatro pasos básicos:

obtención de las materias primas, síntesis del polímero básico, obtención del polímero

como un producto utilizable industrialmente y moldeo o deformación del plástico hasta

su forma definitiva. El siguiente diagrama lo ejemplifica:

Figura 15 Diagrama de elaboración de plástico

4.3.7. Lonas convencionales y geotextil tipo coating

Para el proceso de elaboración de una lona convencional o de un agrotextil con

acabado tipo coating convergen en que ambos emplean un recubrimiento de película

PVC.

Habitualmente la película de PVC es una mezcla de resina de PVC, plastificantes y

estabilizadores más aditivos químicos comunes que en conjunto reciben el nombre de

Plastisol.

Los plastisoles con aditivos químicos comunes se utilizan para lonas convencionales,

en cambio para los agrotextiles con acabado tipo coating se emplean aditivos químicos

especiales. Lo cual le confiere características muy específicas al producto final,

considerándolo incluso como una innovación.

La diferencia más importante de estos dos materiales radica en el proceso de

fabricación debido a la maquinaria empleada. Lo que da como resultado por un lado


74

una lona convencional que simplemente es un textil con dos filmes de PVC y un textil

industrial donde se tiene una mezcla intima de los componentes.

El siguiente diagrama ejemplifica el proceso de fabricación de un textil técnico

(agrotextil):

Figura 16 Diagrama de aplicación de película de PVC

4.3.8. Diferencia entre acabado tipo coating y laminado

Como se observa en el diagrama anterior el acabado tipo coating en comparación con

una lona convencional radica principalmente en que la penetración del Plastisol es de

manera intima, lo que significa que se adhiere a las fibras del textil obteniendo así un

producto final homogéneo con características muy especificas de espesor, resistencia

al rasgado, etc.


75

4.3.9. Selección de la cubierta

Con base a los indicadores y a las características de los materiales que se presentaron

en los cuadros y diagramas anteriores se ha determinado que el material ideal es aquel

que presente un espesor medio, la flexibilidad de los plásticos, buenas propiedades de

transmitancia y gran tiempo de durabilidad, por lo que la opción más viable es el

agrotextil tipo coating, ya que es este material el que cubre la mayor parte de las

características e indicadores anteriormente mencionadnos.

4.3.10. Características generales

A continuación se menciona las características más relevantes del material para

cubierta:

Color: Transparente

Composición:

PVC 73%

Textil 27%

Material textil empleado: Poliéster de alta densidad

Ancho de rollo: 1.60 m

Largo de rollo: 50 m

La película de PVC no brinda una penetración intima en las cavidades del tejido.

El acabado de PVC que penetra en todas las

cavidades del tejido.

Tejido

o o o o o o o o

Laminado

Filme

ooooooooooo

Coating

Plastisol

Urdimbre Trama


76

Garantía al intemperismo: 5-6 años

Incremento de vida útil con acabado especial laqueado: 2-3 años

4.3.11. Especificaciones técnicas

El siguiente cuadro muestra las principales características técnicas del agrotextil.

Características

generales Unidades Método base

Valores de

especificación Tolerancia

Peso gr/m2 MNX-A-072-2001 610 +/- 31%

Ancho de rollo cm ASTM D-3774 160 +1 cm / -0.9%

Titulo del hilo Denier ASTM D-2260 1000

Densidad del tejido Hilos/pulg MNX-A-057-200 17 Urdimbre

+/- 1 18 Trama

Resistencia al rasgado lb ASTM D-751 45 Urdimbre

mínimo 35 Trama

Resistencia a la

ruptura lb/pulg ASTM D-5034

340 Urdimbre mínimo

340 Trama

Elongación l punto de

ruptura % ASTM D-5034

20 Urdimbre mínimo

20 Trama

Resistencia al sellado lb/pulg2 ASTM D-751

340 Urdimbre mínimo

340 Trama

4.3.12. Acabados especiales a incorporar

Se muestra a continuación un cuadro con los principales acabados que se le pueden

añadir al agrotextil dependiendo de las necesidades del cliente.

Acabado Descripción

Protección UV Asegura el mantenimiento de las propiedades físico químicas durante la

exposición a la intemperie

Laqueado Facilita la limpieza del material (recubrimiento anti manchas).

Antioxidante Prevención de aparición de grietas en ambientes húmedos

Resistencia al impacto Propiedad que evita el rompimiento del material al disipar la energía en

todas direcciones

Retardante a la flama Propiedad de auto extinguirse. Solo arde en presencia de la flama.

Antimicóticos Evitar la aparición de manchas negras por la aparición de hongos.


77

En relación al cuadro anterior se incluirán los siguientes acabados: laqueado y

antimicóticos.

Por un lado la aplicación del acabado laqueado ofrece aislamiento del PVC al

intemperismo, es decir a las condiciones de lluvia, sol, granizado, entre otras,

ofreciendo con ello las siguientes ventajas:

Prolonga la vida útil del material entre 2 a 3 años

Retarda los efectos de la delaminación del material

Facilita la limpieza, ya que solo será necesario pasar un trapo húmedo en la

superficie para retirar el polvo.

Diagrama del agrotextil con acabado laqueado

La decisión de incorporar un acabado antimicótico y fungicidas al PVC tiene la finalidad

acabado proporcionar protección tanto al material como al cultivo por el tiempo de vida

útil del mismo. Lo que conlleva a reducir por completo la utilización de fungicidas al

cultivo.

4.3.13. Consideraciones específicas

Textil

Con base al uso final del material y para garantizar la vida útil del mismo, se debe de

incluir dentro del proceso de acabado del mismo una baño en fular con agentes

antimicóticos y fungicidas que protejan al material textil de agentes externos que

degraden las fibras con las que se encuentra elaborado.

Capa de acrílico

Tejido

Capa de PVC


78

Proceso de confección

Debido a la propiedad termoplástica del PVC de fundirse mediante una fuente de calor

y enfriarse a temperatura ambiente sin perder sus propiedades, se ha considerado el

método de confección llamado “termofusión” o sellado.

Para determinar que se ha realizado un trabajo de confección con calidad, debe tener

control en las siguientes variables:

Velocidad

Temperatura

Presión

Con base a pruebas de desempeño de campo se recomiendan las siguientes

condiciones de velocidad y temperatura para productos de acabado coating y siguiendo

el modelo Variant de la casa LEISTER.

Producto Rango de temperatura Velocidad

Plastilona 7* 4.75 m/min

*El rango de temperatura es con base a las especificaciones de la maquina.

Mantenimiento del material de cubierta

Para un correcto mantenimiento del material de cubierta y así asegurar que el tiempo

de vida útil se extienda, se recomienda llevar a cabo lo siguiente:

1. Limpiar bajo la sombra o en las primeras horas del día.

2. Aplicar la dosificación exacta del producto seleccionado.

3. Utilizar paños de limpieza con textura suave.

4. Almacenar el material hasta que se encuentre perfectamente seco.


79

Cuadro comparativo de muestras

Conclusión

Conforme a las necesidades propias del cultivo de la lechuga y los requerimientos de la

automatización del invernadero se ha determinado que la mejor opción para el material

de recubrimiento de la cubierta es un agrotextil de tipo coating con acabado laqueado

por ambas caras ya que la vida útil del material se puede llegar a extender hasta 10

años llevando un correcto mantenimiento.

Agrotextil tipo coating Lona convencional Plastico convencional


80

4.4 Memoria de cálculo de sistema hidráulico

Se tiene como objetivo calcular la instalación hidráulica que suministrará agua a los

depósitos cada grupo de producción del invernadero hidropónico con cultivo vertical de

lechuga. Con ello, se demostrará que la instalación proyectada reúne las condiciones

necesarias para operara adecuadamente.

4.4.1 Descripción del sistema

Se estiman los siguientes sistemas hidráulicos:

Área Circuito hidráulico Altura máxima

[m]

Patio exterior Alimentador

HT --

Bloque 1

HB 1-1, HB 2-1

HB 3-1, HB 4-1

HB 5-1

1.75

Bloque 2

HB 1-2, HB 2-2

HB 3-2, HB 4-2

HB 5-2

1.75

Bloque 3

HB 1-3, HB 2-3

HB 3-3, HB 4-3

HB 5-3

1.75

Almácigo HA 1 1.20


Se denomina circuito hidráulico de bloque (HB) a aquel que alimenta los sistemas

NTF de cada conjunto de serpentines de producción.

Se utilizaran bombas sumergibles para cada conjunto de serpentines de producción

Las bombas para cada circuito HB deberán proporcionar un caudal anular en los

serpentines de de producción que alimentan.


81

La bomba del circuito hidráulico de Alimentador se calcula y selecciona

considerando que solo un circuito hidráulico HB opera a la vez.

4.4.3 Tubería de serpentín de producción

Tubería de PVC sanitaria métrica REXOLIT, con las siguientes especificaciones

técnicas:

Características

Características Especificación Método DGN-NMX

Longitud del Tubo MM 6.00 m NMX-E-199-1

Longitud del Tubo DWV 6.10 m ASTM F 891

Resistencia al Impacto 6 a 10 kgf/cm2 NMX-E-29

Resistencia al Aplastamiento 60% del diámetro NMX-E-14

Resistencia a la Acetona 0% e ataque NMX-E-015

Reversión Térmica 7% máximo NMX-E-179

Combustibilidad Autoextinguible NMX-E-25

Absorción del Agua 0.5% máximo NMX-E-32

Ablandamiento VICAT 78 C NMX-E-213

Figura 17 Dimensiones de tubería de PVC REXOLIT

Dimensiones Norma MM

Código Diámetro nominal

[mm]

Diámetro exterior

[mm]

Espesor de pared min.

[mm]

01-MM-075 75 75 1.80


82

4.4.4 Motobombas de circuito hidráulico HB

Cálculo de volumen de agua por serpentín de producción

Se procede al cálculo del área del segmento de agua en el serpentín de producción.

El área de un sector es

Sustituyendo valores, se tiene que el área del sector OAB [S1], es 0.00066 m2

Luego, para el triángulo OAB

x = 0.0178 m

Luego, la base b del triágulo OAB es

h= 0.0309 m

Pared interior del tubo

Área del segmento de agua

r = 0.0357 m

Ɵ = 60º

O

A B

O

A B

0.0357 m

h

x


83

Área del triángulo OAB

S2 = 0.00055 m2

Por tanto, el segmento de agua es:

SA = 0.00011 m2

El serpentín está constituido de 5 tubos de PVC de 6 m de longitud cada uno, más 4

caídas de 0.35 m cada una. Por tanto, la longitud total de la tubería del serpentín de

producción es:

LT =31.4 m

Ya que una motobomba de circuito HB alimenta dos serpentines de producción, se

tiene que el volumen necesario es de:

Sustituyendo valores

VHB = 0.0069 m3

En litros, se tiene que

VHB = 6.908 l

Se considera que el volumen debe cumplirse en un tiempo de 60 segundos. Por tanto,

el caudal necesario es:


84

4.4.5 Selección de motobombas para circuito HB

De la gráfica de desempeño de la bomba, se observa que para el caudal requerido de

6.9 l/h, la bomba Little Giant modelo PES-800-PW cubre las condiciones de caudal y

altura hasta 3.20 m.

Para más detalles sobre la bomba, consultar el Anexo 3 y 4


85

4.4.6 Selección de motobomba Alimentadora

Caudal total del sistema

Considerando que el plan de cultivo para la lechuga es escalonado en el llenado de

depósitos, no es necesario que la bomba Alimentadora suministre el caudal de todos

los circuitos HB al mismo tiempo. Solo se opera un Bloque de producción a la vez,

comenzando a operar en el momento del trasplante y finalizando la operación en la

cosecha.

Plan de cultivo

Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Almácigo 1 S S

Almácigo 2 S S

Almácigo 3 S S

Bloque 1 T C

Bloque 2 T C

Bloque 3 T C

S: Siembra T: Trasplante C: Cosecha

Bajo esta consideración, se tiene que el caudal de la bomba alimentadora (QT) es igual

al del un Bloque de producción (QBP):

Así:

QT = 34.5 l/h

Luego, la bomba Pedrollo de la línea 2CP cubre el requerimiento de caudal y altura

requeridos para el sistema.

Ver Anexo 5 y 6 para mayor información de la bomba seleccionada.


86

4.5 Memoria de cálculo de sistema eléctrico

Se tiene como objetivo calcular la instalación eléctrica de fuerza del invernadero

hidropónico de cultivo vertical de lechuga. Con ello, se demostrará que las

instalaciones proyectadas reúnen las condiciones exigidas por las reglamentaciones

vigentes y con ello, poder obtener la autorización administrativa y de ejecución de

dichas instalaciones.

4.5.1 Descripción del edifico

Se estiman dentro del invernadero, las siguientes áreas de trabajo y sus respectivas

dimensiones:

Área Largo

[m]

Ancho

[m]

Superficie

[m2]

Invernadero

- Bloque 1

- Bloque 2

- Bloque 3

- Almácigo

32.6

8.4

8.4

8.4

7.4

10

10

10

10

10

326

84

84

84

74

4.5.2 Características del suministro en baja tensión

El suministro a los consumidores del edificio se realiza en baja tensión, y sus

características serán:

Características del suministro

Tensión nominal 220 V

Frecuencia 60 Hz

Número de fases 3


87

4.5.3 Normalización de las tensiones

Las características tensiones de para cada servicio, iluminación o fuerza, en las áreas

de trabajo a partir de la red de distribución, son las siguientes:

Área Tensión

[V]

Frecuencia

[Hz Descripción

Todas 120 60 Consumos monofásicos


Los cuadros eléctricos se colocarán lo más cerca posible a los consumidores de

energía eléctrica.

Se llevará control de las caídas de tensión para reducir de esta manera, las

pérdidas de potencia en las líneas eléctricas.

Las instalaciones se protegerán mediante puesta un sistema de puesta a tierra.

Se utilizarán interruptores termomagnéticos para proteger las líneas contra

sobrecargas y cortocircuitos.

El forro de los conductores será no propagador de llama.

4.5.5. Características de la instalación de fuerza

Acometida

La acometida es la parte de la red de distribución que alimenta la caja de protección y

medidores. Esta línea es propiedad de la Comisión Federal de Electricidad, lo que hace

que su diseño esté basado en las normas particulares de la compañía en cuestión.

4.5.6. Cuadro de cargas

El siguiente cuadro muestra todas las cargas eléctricas, su potencia y consumos

nominales. La longitud indicada corresponde del elemento al centro de cargas.


88

Área Carga Circuito Longitud

[m]

Potencia

nominal

[W]

Corriente nominal

[A]

Bloque 1 Mb 1 C-1 33.22 110 2

Mb 2 C-2 35.02 110 2

Mb 3 C-3 36.82 110 2

Mb 4 C-4 38.62 110 2

Mb 5 C-5 40 110 2

Bloque 2 Mb 1 C-6 23.96 110 2

Mb 2 C-7 25.76 110 2

Mb 3 C-3 27.56 110 2

Mb 4 C-9 29.36 110 2

Mb 5 C-10 31.16 110 2

MV 1 C-16 24.00 18.6 0.9

Bloque 3 Mb 1 C-11 14.73 110 2

Mb 2 C-12 16.53 110 2

Mb 3 C-13 18.33 110 2

Mb 4 C-14 20.13 110 2

Mb 5 C-15 21.93 110 2

Patio exterior MbA C-17 20.00 370 5

Mb: Motobomba MbA: Motobomba Alimentadora MV: Motoventilador

4.5.7. Cálculo de conductores

El método seleccionado para el cálculo de conductores es el de caída de tensión. Se

considera que el circuito más alejado del centro de cargas es el C-5.

También se considera que las cargas Mb1 a Mb5 están conectadas al mismo circuito

derivado, por tanto.

Donde:

IT = Corriente total en amperes

IMB = Corriente de la motobomba en amperes

De lo anterior, y sustituyendo datos, se tiene que:


89

La Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-1999, Instalaciones eléctricas (utilización),

en su artículo 430-24 establece que: “Los conductores que suministren energía

eléctrica a varios motores o a motores y otras cargas, deben tener una capacidad de

conducción de corriente, cuando menos de la suma de las corrientes a plena carga

nominales de todos los motores, más un 25% de la corriente nominal del motor mayor

del grupo, más la corriente nominal de las otras cargas determinadas de acuerdo con lo

indicado en el Artículo 220 y otras Secciones aplicables”.

Ajustando el valor de corriente a un 25% más, se tiene

De acuerdo a la tabla Tabla 310-16. “Capacidad de conducción de corriente (A)

permisible de conductores aislados para 0 a 2000 V nominales y 60 °C a 90 °C. No

más de tres conductores activos en una canalización, cable o directamente enterrados,

para una temperatura ambiente de 30 °C” de la NOM-001-SEDE-1999 (Anexo 7), el

conductor seleccionado es un 14 AWG Tipo TW a 60ºC. Sin embargo, se debe hacer la

corrección por caída de tensión.

Considerando una caída de tensión máxima permisible de 3%, de acuerdo a NOM-001-

SEDE-1999, Artículo 210-19, Nota 4 “: Los conductores de circuitos derivados como

están definidos en el Artículo 100, dimensionados para evitar una caída de tensión

eléctrica superior a 3% en la salida más lejana que alimente a cargas de calefacción,

alumbrado o cualquier combinación de ellas y en los que la caída máxima de tensión

eléctrica de los circuitos alimentadores y derivados hasta la toma de corriente eléctrica

más lejana no supere 5%, proporcionarán una razonable eficacia de funcionamiento”,

se calcula la sección del conductor por:


90

Dónde:

ρ = resistividad del conductor (Ω mm2/m)

u = Caída de tensión máxima en la línea (V)

L = Distancia de la carga al punto de alimentación (m)

I = Intensidad de corriente por la línea (A)

S = Sección del conductor de la línea

La caída de tensión máxima es

Considerando la resistividad del cobre como 1/50 a 60º de temperatura ambiente como

un factor de seguridad, se tiene que:

De acuerdo la Tabla 310-16 antes mencionada, el conductor comercialmente

seleccionado es un calibre 8 AWG tipo TW a 60ºC, con una sección transversal mínima

de 8.367 mm2.

La siguiente tabla muestra los calibre de conductores necesarios para los circuitos

restantes:

No se muestran los cálculos de sección de circuitos de longitud menor a los elementos

Mb 5 de cada Bloque, por ser iguales al anterior, excepto en su longitud.

.


91

Área Carga Circuito Sección calculada [mm2] Calibre AWG

Bloque 1 Mb 1 CB 1-1 - 8

Mb 2 CB 1-2 - 8

Mb 3 CB 1-3 - 8

Mb 4 CB 1-4 - 8

Mb 5 CB 1-5 6.6 8


Mb 2 CB 2-2 - 10

Mb 3 CB 2-3 - 10

Mb 4 CB 2-4 - 10

Mb 5 CB 2-5 4.72 10

MV 1 MV 2-1 1.08 14


Mb 2 CB 3-2 - 12

Mb 3 CB 3-3 - 12

Mb 4 CB 3-4 - 12

Mb 5 CB 3-5 3.32 12

Patio exterior MbA MbA 1 0.9 14


92

4.6 Memoria de cálculo de automatización y control

Se tiene como objetivo diseñar el sistema de control y automatización del invernadero

hidropónico de cultivo vertical de lechuga.

El sistema de control y automatización para el invernadero hidropónico de cultivo

vertical de lechuga se desarrolló en dos etapas:

1) Sistema de automatización y control hidráulico

2) Sistema de automatización y control ambiental


93

4.4.1. Sistema de automatización y control hidráulico

Este sistema consiste en el control del suministro de agua para el depósito principal y

los depósitos secundarios que conforman los módulos de abastecimiento a los

serpentines de cultivo de lechugas.

El sistema principal de suministro de agua se compone de un depósito con capacidad

de 1,100 l. El cual estará controlado por una válvula mecánica con flotador para

habilitar y deshabilitar la motobomba alimentadora. La función principal de dicha

motobomba es proporcionar el impulso suficiente al agua para abastecer los recipientes

secundarios.

El sistema secundario de abastecimiento de agua, esta conformado por depósitos con

capacidad de 40 litros. Cada uno de ellos se encargará de abastecer y mantener un

flujo constante de agua al serpentín de cultivo de lechugas.

Cabe mencionar, que cada depósito secundario operará con una motobomba del tipo

sumergible, la cual estará controlada por un flotador con válvula para llenar el

recipiente cada vez que el flotador se encuentre en el nivel mínimo de agua.

La función principal de la motobomba sumergible es proporcionar el impulso suficiente

al agua para abastecer al recipiente secundario cada vez que lo necesite y con ello

garantizar el suministro constante del líquido hacia el cultivo hidropónico de lechugas.

En la parte de abajo se muestra el diagrama de flujo donde se describe el proceso del

sistema hidráulico.


94


95

4.4.2. Sistema de automatización y control ambiental

Este sistema tiene el objetivo de mantener la temperatura ambiental dentro del rango

óptimo de cultivo de lechuga, teniendo como límite máximo 25° C.

Para este sistema se empleará un monitor de temperatura con LED indicador marca

OMRON modelo K8AB-TH11S, un sensor con película de platino modelo F4050-100-

1/3B (termo-acoplador) y un extractor de 25 cm de diámetro marca WAD.

Todo el sistema se energizará con un voltaje de 120 VCA. Finalmente se utilizará un

PH metro para realizar mediciones aleatorias del nivel de PH del agua, tanto de los

recipientes secundarios como del recipiente principal, todo ello con la finalidad evaluar

su calidad.

4.4.3. Modo de operación del sistema de automatización ambiental.

El sistema de automatización ambiental tiene la finalidad de evitar que la temperatura

se eleve a más de 24°C, esto se debe a que el rango de temperatura recomendada

para desarrollar un buen cultivo de lechuga está entre los 16 a 25°C.

La temperatura ambiente se estará registrando automáticamente mediante el sensor de

temperatura con película de platino y el monitor de temperatura OMRON, dicho monitor

estará configurado en un valor de 22°C para generar un impulso eléctrico en cuanto se

alcance o rebase dicha temperatura y con ello activar el arranque del extractor

mediante un relé interno.

El extractor de la marca WAD provocará un flujo de aire dentro del invernadero,

suficiente para disminuir gradualmente la temperatura. Al descender la temperatura en

un rango menor de 22°C el monitor de temperatura activará nuevamente su relé interno

y mediante el impulso eléctrico apagará el extractor.

A continuación se anexan los diagramas unifilar y de flujo correspondiente al sistema

de control y automatización ambiental.


96


97

ESQUEMA DE CONEXIONES EN MONITOR DE TEMPERATURA K8AB-TH11S


98

4.4.4. Selección de componentes

4.4.4.1. Extractor

La selección de extractor se basó en el cálculo del caudal de descarga dentro del

invernadero, con el objetivo de que la temperatura ambiental no exceda los 25°C.

Así, se obtiene el cálculo del volumen del invernadero (Vti):

Vti= b x h x l

Vti = 32.6m x 10m x 2.32 m. = 756.32 m3.

De acuerdo a especificaciones del fabricante de extractores WAD se eligió el modelo

WAD-10, extractor de 25 cm. de diámetro que cubre un volumen de 1,105 m3/h.

Con lo cual se cumple el requerimiento del volumen calculado: 756.32 m3.

2.32m.

32.6m.

10m.


99

4.4.4.2. Monitor y sensor de temperatura

El monitor de temperatura OMRON modelo K8AB-TH11S fue seleccionado por su

facilidad de manejo, operación, voltaje de alimentación (120 VCA) y por su bajo costo.

El sensor de temperatura (termo-acoplador) modelo F4050-100-1/3B esta avalado por

el fabricante OMRON, para acoplarlo con el monitor de temperatura y cubrir los rangos

de temperatura requeridos, además de que cuenta con una película de platino que lo

hace más preciso.

Sensor de temperatura F4050-100-1/3B con película de platino.


100

4.4.4.3. PH metro

La acidez es una de las propiedades más importantes del agua. El agua disuelve casi

todos los iones. El pH sirve como un indicador que compara algunos de los iones más

solubles en agua.

La medición del PH en el agua de los recipientes únicamente servirá como indicador de

las propiedades del agua que se esta suministrando al cultivo.

PH metro PH020 de bolsillo fue seleccionado por su facilidad de uso, cuenta con

pantalla (display) que muestra en forma directa y eficaz la medición del PH.

Cabe mencionar que las lecturas se realizarán aleatoriamente tanto en los recipientes

secundarios como en el primario.

Monitor de temperatura OMRON K8AB-TH11S


101

102

CAPÍTULO 5

EVALUACIÓN DE

RESULTADOS

CAPITULO 5 EVALUACIÓN DE RESULTADOS

103

5.1 Retorno de inversión

A continuación se muestra el presupuesto necesario para la realización del proyecto

ejecutivo correspondiente al invernadero.

Figura 18 Presupuesto de proyecto ejecutivo correspondiente al diseño del invernadero

PRESUPUESTO DE INVERNADERO OBRA NUEVA

Código Concepto Unidad Costo Cantidad Importe

Análisis: PI-ELAB PROY-001 Unidad: LOTE

ELABORACIÓN DE PROYECTO EJECUTIVO PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL INVERNADERO UBICADO EN EL ROSARIO MUNICIPO DE CUATITLAN,

ESTADO DE MEXICO, CONSISTE EN LOS SIGUIENTES ALCANCES: LAMINAS DE PRESENTACIÓN DE PROYECTO, PLANOS: ARQUITECTONICOS,

ALBAÑILERIA, ESTRUCTURALES, TOPOGRAFICOS, INSTALACION ELECTRICA, INSTALACION HIDRAULICA, CONTROL Y AUTOMATIZACION

MEMORIA TECNICA ESTRUCTURAL, DE INSTALACION ELECTRICA, CATALOGO DE CONCEPTOS Y PRESUPUESTO DE OBRA,

CUMPLIENDO CON LOS ALCANCES REQUERIDOS PARA CONSTRUCCIÓN DE DICHO PROYECTO.

MATERIALES

MAT-PAP001 PAPEL ALBANENE ROLLO $884.00 1.241125 $1,097.15MAT-PAP002 PAPEL BOND ROLLO $189.28 1.750000 $331.24MAT-PAP003 PAPEL GLOSSY ROLLO $1,690.00 0.523000 $883.87MAT-PAP004 PAPEL BOND PAQUETE (500 H) $55.90 1.000000 $55.90MAT-PAP005 PAPEL OPALINA PAQUETE (100 H) $141.83 1.000000 $141.83MAT-CART001 CONSUMIBLE HP OFFICE JET PRO K8600 NEGRO CARTUCHO $420.00 2.000000 $840.00MAT-CART002 CONSUMIBLE HP OFFICE JET PRO K8600 AMARILLO CARTUCHO $395.00 1.000000 $395.00MAT-CART003 CONSUMIBLE HP OFFICE JET PRO K8600 CYAN CARTUCHO $395.00 1.000000 $395.00MAT-CART004 CONSUMIBLE HP OFFICE JET PRO K8600 MAGENTA CARTUCHO $395.00 1.000000 $395.00MAT-CART005 CONSUMIBLE HP DESIGN JET 800PS NEGRO CARTUCHO $445.00 1.000000 $445.00MAT-CART006 CONSUMIBLE HP DESIGN JET 800PS AMARILLO CARTUCHO $415.00 1.000000 $415.00MAT-CART007 CONSUMIBLE HP DESIGN JET 800PS CYAN CARTUCHO $415.00 1.000000 $415.00MAT-CART008 CONSUMIBLE HP DESIGN JET 800PS MAGENTA CARTUCHO $415.00 1.000000 $415.00SUBTOTAL: MATERIALES $6,224.99MANO DE OBRA

MO-INGEST001 INGENIERO ESTRUCTURISTA JOR $1,332.80 17.000000 $22,657.60MO-INGINS001 INGENIERO EN INSTALACIONES JOR $1,113.14 19.000000 $21,149.66MO-DIBTEC001 DIBUJANTE TECNICO JOR $717.72 19.000000 $13,636.68MO092 TOPOGRAFO JOR $802.01 7.000000 $5,614.07MO031 AYUDANTE ESPECIALIZADO JOR $565.46 19.000000 $10,743.74MO-ARQ001 ARQUITECTO JOR $1,332.79 21.000000 $27,988.59MO-COOR001 COORDINADOR DE PROYECTO JOR $1,684.18 28.000000 $47,157.04SUBTOTAL: MANO DE OBRA $148,947.38EQUIPO Y HERRAMIENTA

EQCOMPU EQUIPO DE COMPUTO HOR $215.22 0.030000 $6.46EQIMPRE IMPRESORA HP OFFICE JET PRO K8600 HOR $335.57 0.030000 $10.07EQ-PLOTT002 PLOTTER HP DESIGN JET 800PS HOR $565.68 0.030000 $16.97SUBTOTAL: EQUIPO Y HERRAMIENTA $23.43

Costo Directo: $155,195.80INDIRECTOS

SUBTOTAL $155,195.80

PRECIO UNITARIO $155,195.80

(* CIENTO CINCUENTA Y CINCO MIL CIENTO NOVENTA Y CINCO PESOS 80/100 M.N. *)

Obra: OFICINAS DE PISA, PROYECTO INVERNADERO S.A.DE R.L., MEXICO D.F.

Lugar: PASEO DEL CARDENAL S/N, EL ROSARIO, CUAUTITLAN IZACALLI, ESTADO DE MEXICO.

PROYECTO

PISA, PROYECTO INVERNADERO S.A. DE R.L.MEXICO D.F.


104

Cabe mencionar que tales costos solo suponen el diseño del inmueble y no su

ejecución. Por tanto, se considera que el proyecto queda finiquitado al realizarse el

cobro correspondiente al cliente por lo englobado en el presupuesto. Lo anterior

apoyado en el entendido que el alcance del proyecto solo está delimitado al diseño del

invernadero y no a su ejecución.

Sin embargo y a manera de complemento de este proyecto, se realiza el cálculo de

retorno de inversión debido a la ejecución del mismo.

5.1.1. Cálculo de retorno de inversión

Para realizar el cálculo, se considera lo siguiente:

Inversiones

A continuación se muestra la listan los conceptos del presupuesto necesarios para

llevar el proyecto a cabo.

Código Concepto Unidad Cantidad P. Unitario Importe

PI-ELAB PROY-001 ELABORACIÓN DEL PROYECTO LOTE 1.00 $ 155,195.80 $ 155,195.80

Total PROYECTO $ 155,195.80

PI-PRE-001

LIMPIEZA Y DESHIERBE DEL TERRENO EN ZONA DE EDIFICACION

PARA TRAZO, APILE DE YERBA Y MATERIAL, ACARREO DE

ESCOMBRO FUERA DE LA OBRA A PRIMERA ESTACION (20 MTS.),

TRABAJOS REALIZADOS POR MEDIOS MANUALES, INCLUYE:

MANO DE OBRA, EQUIPO Y HERRAMIENTA, P.U.O.T.

M2 465.17 $ 12.12 $ 5,637.86

PI-PRE-002

DESPALME DE TERRENO CON DESENRAIZADO REMOVIENDO CAPA

VEGETAL HASTA 0.20 MTS POR MEDIOS MANUALES, ACARREO

EN CARRETILLA A 20 MTS., INCLUYE: MANO DE OBRA. EQUIPO Y

HERRAMIENTA, P.U.O.T.

M2 465.17 $ 24.84 $ 11,554.82

PI-PRE-003

TRAZO Y REFERENCIA DE NIVELES A REVENTON DE HILO

ESTABLECIENDO EJES Y REFERENCIAS NECESARIAS, INCLUYE:


M2 465.17 $ 6.53 $ 3,037.56

PI-PRE-004

TRAZO Y NIVELACION DE EJES DE EDIFICACION CON APARATOS

TOPOGRAFICOS, ESTABLECIENDO NIVELES Y REFERENCIAS,

INCLUYE: ESTACAS, MOJONERAS, BANCO DE NIVEL, MANO DE

OBRA, EQUIPO Y HERRAMIENTA, P.U.O.T.

M2 465.17 $ 10.30 $ 4,791.25

PI-PRE-005

DELIMITACION DEL TERRENO POR MEDIO DE MALLA CICLONICA,

INCLUYENDO EN EL PRECIO UNITARIO LOS MATERIALES,

HERRAMIENTAS Y MANO DE OBRA NECESARIOS PARA SU

CORRECTA COLOCACION.

ML 94.84 $ 105.95 $ 10,048.30

Total PREELIMINARES $ 35,069.79

PRELIMINARES


105


PI.TER-001

EXCAVACION DE CEPAS A MANO EN TERRENO TIPO "B" DE 0.00

HASTA 2.00 MTS, DE PROFUNDIDAD, INCLUYE AFINE DE FONDO Y

TALUD Y ACARREO DENTRO DE LA OBRA 1ERA. ESTACION (20

MTS.), INCLUYE: MANO DE OBRA, EQUIPO Y HERRAMIENTA,

P.U.O.T

M3 2.59 $ 212.93 $ 551.91

PI.TER-002

CARGA MANUAL AL CAMION DE MATERIAL PRODUCTO DE LA

EXCAVACION Y/O DEMOLICION, INCLUYE: MANO DE OBRA, EQUIPO

Y HERRAMIENTA, P.U.O.T.

M3 2.59 $ 53.22 $ 137.95

PI.TER-003

MEJORAMIENTO DE TERRENO NATURAL A BASE DE RELLENO DE

TEZONTLE DE UN ESPESOR PROMEDIO 12 CM. EL PRECIO INCLUYE:

MATERIALES, ACARREOS, ELEVACION, MANO DE OBRA, EQUIPO Y

M3 39.12 $ 615.73 $ 24,087.36

PI-TER-004

AFINE Y COMPACTACION DE TERRENO NATURAL AL 90%

COMPACTADO POR MEDIOS SEMIMECANICOS, INCLUYE: MANO DE

OBRA, EQUIPO Y HERRAMIENTA, P.U.O.T.

M2 465.17 $ 8.79 $ 4,088.84

Total TERRACERIAS $ 28,866.06

TERRACERIAS


PI-CIM-001

PLANTILLA DE CONCRETO SIMPLE R.N. H.O F'C=100 KG/CM2 T.M.A.

3/4" DE 0.05 MTS DE ESPESOR PARA DESPLANTE DE DADOS DE

CONCRETO, INCLUYE: MATERIALES, MANO DE OBRA, EQUIPO Y

HERRAMIENTA, P.U.O.T.

M3 0.25 $ 92.33 $ 23.08

PI-CIM-002

ZAPATA AISLADA DE 60 POR 60 CMS. Y 15 CMS. DE PERALTE ,

DE CONCRETO HECHO EN OBRA DE F'C=200 KG/CM2, ARMADO

CON VARILLA, DEL NO. 3 A CADA 10 CMS, EN AMBOS SENTIDOS

EN EL LECHO INFERIOR, INCLUYE: MATERIALES, ACARREOS EN

CARRETILLA A 20 MTS, DESPERDICIOS, HABILITADO, CORTES,

TRASLAPES, AMARRES, CIMBRADO, DESCIMBRADO, LIMPIEZA,

EQUIPO Y HERRAMIENTA.

PZA 15.00 $ 630.51 $ 9,457.65

PI-CIM-003

DADO DE CONCRETO ARMADO 0.30X 0.30 MTS. CON ACERO DE

REFUERZO 6 No.3 (3/8") Y ESTRIBOS DE No.2 (1/4") @ 0.10 MTS.

CONCRETO F'C=200 KG/CM2 TMA 3/4", CIMBRA COMUN CON

MADERA, CIMBRADO Y DESCIMBRADO, INCLUYE: MATERIALES,


ML 5.10 $ 571.61 $ 2,915.21

Total CIMENTACION $ 12,395.94

CIMENTACION


PL-IHS-001

SUMINISTRO Y COLOCACION DE MODULO DE SERPENTIN PARA

PRODUCCION, INCLUYE: MATERIALES, MANO DE OBRA , EQUIPO Y

HERRAMIENTA

PZA 15.00 $ 4,174.25 $ 62,613.75

PL-IHS-002

MOTOBOMBA SIEMENS DE 1/2 HP, INCLUYE: SUMINISTRO,

INSTALACIÓN, PRUEBAS, MANO DE OBRA, EQUIPO Y

HERRAMIENTA.

PZA 1.00 $ 1,688.81 $ 1,688.81

PL-IHS-003

TINACO DE BICAPA 1100 LITROS C/ACCS ROTOPLAS, INCLUYE:

SUMINISTRO, INSTALACIÓN, MANO DE OBRA, EQUIPO Y

HERRAMIENTA.

PZA 1.00 $ 1,603.88 $ 1,603.88

PL-IHS-004

TUBO DE COBRE TIPO "M" DE 25 MM. DE DIÁMETRO, INCLUYE:


HERRAMIENTA.

M 30.00 $ 178.13 $ 5,343.90

PL-IHS-005

TUBO DE COBRE TIPO "M" DE 19 MM. DE DIÁMETRO, INCLUYE:


HERRAMIENTA.

M 35.00 $ 133.25 $ 4,663.75

Total INSTALACION HIDRAULICA $ 75,914.09

INSTALACION HIDRAULICA


106


PI-EST-001

ESTRUCTURA DE ACERO MEDIO-LIGERO DE MENOS DE 20KG/M2,

MENOR DE 20M DE ALTURA CON GRUA. PTR (DIMENSIONES

VARIAS) MENOR A 50KG/M (PERFIL SEMIPESADO). INCLUYE

ELEMENTOS HORIZONTALES, VERTICALES, EN ANGULOS VARIOS,

COLUMNAS Y/O CELOSIAS. MATERIALES DE FABRICACION DE

DIMENSIONES VARIAS 2", 1 1/2", 1 1/4". CARGA Y ACARREO DE

ESTE. ELEVACION, NIVELES, PLOMEO, ARMADO, SOLDADURA

E60/10, CORTES Y TODO LO NECESARIO PARA SU FABRICACION.

KG 932.28 $ 97.75 $ 91,130.37

PI-EST-002

RECUBRIMIENTO EN ESTRUCTURA DE PTR BASE DE METAL

DESPLEGADO SOLDADO A ESTRUCTURA, INCLUYE: MATERIALES,

EQUIPO, HERRAMIENTA, MANO DE OBRA Y LO NECESARIO PARA

SU EJECUCION

M2 63.96 $ 189.86 $ 12,143.45

PI-EST-003

PINTURA DE ESMALTE TRANSPARENTE EN ESTRUCTURA A BASE

DE PERFILES PTR Y METAL DESPLEGADO APLICADA CON

COMPRESORA, A DOS MANOS, ANTICORROSICVOS. INCLUYE:

PREPARACIÓN DE LA SUPERFICIE, MATERIALES, MANO DE OBRA,

EQUIPO Y HERRAMIENTA.

M2 63.96 $ 75.34 $ 4,818.75

PI-EST-004

MONTAJE DE ESTRUCTURA DE ACERI MEDIO-LIGERO A BASE DE

PERFILES DE HASTA 12KG/M, POR MEDIOS MECANICOS, GRUA,

CON PERSONAL ESPECIALIZADO.

TON 0.47 $ 4,537.36 $ 2,141.63

PI-EST-005

SUMINSTRO Y COLOCACION DE GEOTEXTIL TERMOFUSIONADO

TIPO COATING EN TECHUMBRE ACABADO LAQUEADO EN AMBAS

CARAS, INCLUYE: MATERIALES, M.O, EQUIPO Y HERRAMIENTA.

M2 358.81 $ 350.16 $ 125,640.56

PI-EST-006

SUMINSTRO Y COLOCACION DE GEOTEXTIL TERMOFUSIONADO

TIPO COATING EN FALDONES ACABADO LAQUEADO EN AMBAS

CARAS, INCLUYE: MATERIALES, M.O, EQUIPO Y HERRAMIENTA.

M2 249.95 $ 350.16 $ 87,522.49

PI-EST-007

SUMINSTRO Y COLOCACION DE CORTINAS LATERALES

TERMOFUSIONADAS TIPO COATING, ACABADO LAQUEADO EN

AMBAS CARAS, INCLUYE: MATERIALES, M.O, EQUIPO Y

HERRAMIENTA.

M2 251.02 $ 242.58 $ 60,892.43

PI-EST-008

COLOCACION DE PUERTA CON RECUBRIMIENTO GEOTEXTIL

INCLUYE: MATERIALES, M.O, EQUIPO Y HERRAMIENTA PARA

CORRECTA EJECUCION

PZA 1.00 $ 1,095.34 $ 1,095.34

Total ESTRUCTURA $ 385,385.01

ESTRUCTURA


PI-CON Y AUT-01

SUMINSTRO Y COLOCACION DE MONITOR DE TEMPERATURA

K8ABTH-11S DE LA MCA. OMRON , INCLUYE TODO LO NECESARIO

PARA SU CORRECTA EJECUCION

PZA 1.00 2,114.00$ 2,114.00$

PI-CON Y AUT-02

SUMINSTRO Y COLOCACION DE SENSOR DE TEMPERATURA (RTD

PLATINUM SENSOR) F4050-100-1/3B DE LA MCA. OMEGAFILM,

INCLUYE TODO LO NECESARIO PARA SU CORRECTA EJECUCION

PZA 1.00 1,400.00$ 1,400.00$

PI-CON Y AUT-03

SUMINSTRO Y COLOCACION DE EXTRACTOR WAD-10 CON

DIÁMETRO DE 25 cms. DE LA MCA. WAD, INCLUYE TODO LO

NECESARIO PARA SU CORRECTA EJECUCION

PZA 1.00 2,100.00$ 2,100.00$

PI-CON Y AUT-04SUMINISTRO DE PH METRO PH020, INCLUYE TODO LO NECESARIO

PARA SU CORRECTA EJECUCION

PZA 4.00 720.00$ 2,880.00$

PI-CON Y AUT-05

SUMINISTRO Y COLOCACION INTERNA DE FLOTADOR CON

VÁLVULA INOXVALE VFI-00 -1" PARA TINACO DE 1100, INCLUYE

TODO LO NECESARIO PARA SU CORRECTA EJECUCION

PZA 1.00 500.00$ 500.00$

PI-CON Y AUT-06

SUMINISTRO Y COLOCACION DE FLOTADOR CON VALVULA

INOXVALE VFI-00-1/2" PARA DEPOSITOS CON CAPACIDAD DE 40L

DE AGUA, INCLUYE TODO LO NECESARIO PARA SU CORRECTA

EJECUCION

PZA 15.00 400.00$ 6,000.00$

Total INSTALACION DE CONTROL Y AUTOMATIZACION $ 14,994.00

INSTALACION DE CONTROL Y AUTOMATIZACION


107

Tres personas han decidido unirse para invertir en el proyecto y cada una de ellas,

denominadas Inversionista 1, Inversionista 2 e Inversionista 3, aportan un capital inicial

de $ 150, 000.00 pesos cada uno.

El costo total de la ejecución del proyecto es de $ 973,215.82 pesos.

En la actualidad no se cuenta con el dinero suficiente para la realización del proyecto,

por lo que se decide solicitar un crédito financiero a HSBC, correspondiente Programa

de crédito bancario, que ofrece un apoyo integral para todos los productores y


PI-ELECT-01

TABLERO GENERAL TIPO I-LINE DE 600AMPERES CON

INTERUPTORES DERIVADOS , EL PRECIO INCLUYE: MATERIALES,

MANO DE OBRA, HERRAMIENTA, EQUIPO Y TODO LO NECESARIO

PARA LA CORRECTA EJECUCION DEL CONCEPTO.

PZA 1.00 111,225.01$ 111,225.01$

PI-ELECT-02

SUMINITRO Y COLOCACION DE INTERRUPTOR TERMOMÁGNETICO

DE 1X15 A, QO115 DE LA MARCA SQUARE'D, INCLUYE,

INSTALACIÓN, MANO DE OBRA, EQUIPO Y HERRAMIENTA.

PZA 15.00 103.64$ 1,554.60$

PI-ELECT-03

SUMINISTRO Y COLOCACION DE CONTACTO DUPLEX POLARIZADO

SERVICIO NORMAL, 127 V. MARCA LUNARE O SIMILAR, EL PRECIO

INCLUYE: MATERIAL, MANO DE OBRA, HERRAMIENTA, EQUIPO Y

TODO LO NECESARIO PARA LA CORRECTA EJECUCION.

PZA 1.00 121.14$ 121.14$

PI-ELECT-04

SUMINISTRO Y COLOCACION DE SALIDA ELECTRICA PARA

CONTACTO CON CABLE DE COBRE CALIBRE 10 Y TODO LO

NECESARIO PARA SU CORRECTA EJECUCION

PZA 2.00 1,189.76$ 2,379.52$

PI-ELECT-05

SUMINISTRO Y COLOCACION DE EXTRACTOR ELECTRICO CON

CABLE DE COBRE CALIBRE 10 Y TODO LO NECESARIO PARA SU

CORRECTA EJECUCION

PZA 1.00 2,810.08$ 2,810.08$

PI-ELECT-06

SUMINISTRO, INSTALACION Y TENDIDO, EN CEPA, DE TUBO

CONDUIT DE PVC PESADO (COLOR VERDE) DE 32 MM (1-1/4"), EL

PRECIO INCLUYE: MATERIALES, MANO DE OBRA ESPECIALIZADA,

HERRAMIENTA, EQUIPO Y TODO LO NECESARIO PARA LA

CORRECTA EJECUCION DEL CONCEPTO.

ML 32.00 289.76$ 9,272.32$

Total INSTALACION ELECTRICA $ 127,362.67

INSTALACION ELECTRICA


PI-LIM-001

LIMPIEZA FINAL GENERAL DE TODA LA OBRA, PARA SU

UTILIZACION Y RECEPCION DE MAQUINARIA Y EQUIPO NECESARIO

PARA SU DESARROLLO, COMPRENDE LA RECOLECCION DE TODA

LA MATERIA ORIGINADA DE LOS CONCEPTOS REFERENTES A

INFRAESTUCTURA, BASURA Y SU ACARREO FUERA DE LA OBRA

(MEDIDO EN SUPERFICIE LIMPIADA), INCLUYE: MATERIALES, MANO

DE OBRA, EQUIPO Y HERRAMIENTA, P.U.O.T.

M2 465.17 $ 8.16 $ 3,795.79

Total LIMPIEZA $ 3,795.79

SUBTOTAL 838,979.16$

IVA 16% 134,236.67$

TOTAL 973,215.82$

LIMPIEZA


108

empresas del campo, y que abarca todas las etapas de la cadena productiva. Dicho

crédito es solicitado a un plazo de 5 años, con una tasa TIIE a 28 días de 4.76% y un

monto de $ 600,000.00 pesos.

Figura 19 Tomado del portal del Banco de México, julio 2012

En el periodo del crédito, se espera que la empresa tenga ventas anuales, esto es,

ejecuciones de diversos proyectos iguales, por 1, 2, 2, 3 y 6 invernaderos.

Se consideran anualmente 250,000 pesos 00/100 M.N. de costos variables y 180,000

pesos 00/100 M.N de costos fijos; Para simplicidad del cálculo, se asume que no hay

inflación y que no se pagan impuestos. Así:

Considere todos los valores de la tabla en pesos mexicanos.

Item Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5

Unidades 1 2 2 3 6

Precio por unidad 973,215.82$ 973,215.82$ 973,215.82$ 973,215.82$ 973,215.82$

Costos variables 250,000.00$ 250,000.00$ 250,000.00$ 250,000.00$ 250,000.00$

Costos fijos 180,000.00$ 180,000.00$ 180,000.00$ 180,000.00$ 180,000.00$

Ventas 973,215.82$ 1,946,431.64$ 1,946,431.64$ 2,919,647.46$ 5,839,294.92$

Costos variables 250,000.00$ 500,000.00$ 500,000.00$ 750,000.00$ 1,500,000.00$

Costo fijo 180,000.00$ 180,000.00$ 180,000.00$ 180,000.00$ 180,000.00$

Utilidad neta 543,215.82$ 1,266,431.64$ 1,266,431.64$ 1,989,647.46$ 4,159,294.92$

Cuentas por cobrar 81,101.32$ 162,202.64$ 162,202.64$ 243,303.96$ 486,607.91$

Incremento 81,101.32-$ 81,101.32-$ 81,101.32-$ 162,202.64-$ 324,405.27-$

Flujo de efectivo

Utilidad neta 543,215.82$ 1,266,431.64$ 1,266,431.64$ 1,989,647.46$ 4,159,294.92$

Capital de trabajo 81,101.32-$ 81,101.32-$ 81,101.32-$ 162,202.64-$ 324,405.27-$

Total de flujo de efectivo 462,114.50$ 1,185,330.32$ 1,185,330.32$ 1,827,444.82$ 3,834,889.65$

Periodo0 1 2 3 4 5

Valor

presente

Superavit

Déficit

Utilidad Neta 1,450,000.00$ 543,215.82$ 1,266,431.64$ 1,266,431.64$ 1,989,647.46$ 4,159,294.92$ 1,775,799.97$ 325,799.97$

Flujo de efectivo 1,450,000.00$ 462,114.50$ 1,185,330.32$ 1,185,330.32$ 1,827,444.82$ 3,834,889.65$ 1,623,259.95$ 173,259.95$


109

Conclusiones

De lo anterior, se puede observar que con los invernaderos proyectados, se tendría una

buena respuesta tanto en la utilidad neta y el flujo de efectivo en el plazo del crédito,

por lo que consideramos que el proyecto es viable para llevarse a cabo y recuperar la

inversión inicial.

110

GLOSARIO

Activo. Propiedad física o derecho intangible que tiene valor económico.

Agrotextil. Fibra natural diseñada a partir de tejidos técnicos especializados, con

diferentes usos en la agricultura, ganadería y jardinería.

Son utilizados en la agricultura como cubierta de invernaderos, para protección de

vientos, lluvia y bajas temperaturas.

Arancel. Impuesto gravado sobre cada unidad de una mercancía importada por un

país.

Automatización. Amplia variedad de sistemas y procesos que operan con mínima

intervención humana ó sin intervención humana.

Balance. Expresión contable de la posición financiera de una empresa en una fecha

dada, que enumera el activo en una columna y el pasivo más el neto patrimonial en

otra.

Coating. Aplicación de plastisoles por impregnación a un cuerpo textil.

Cultivo. Planta sembrada y cuidada por el hombre para su aprovechamiento, y toda la

serie de labores, operaciones que se realizan para este fin.

Desviación Estándar. La desviación estándar (σ) mide cuánto se separan los datos.

La fórmula es la raíz cuadrada de la varianza

Diagrama de Gantt. Conjunto de barras que ilustran el desarrollo de un proyecto.

Diagrama de PERT. Por sus siglas en inglés (Program Evaluation and Review

Technique) Programa de Evaluación y Revisión Técnica, es un modelo para la gestión

111

de proyectos diseñado para analizar y representar las actividades ó tareas

involucradas en un proyecto dado.

Hidroponía. Es una técnica de producción agrícola en la que se cultiva sin suelo y

donde los elementos nutritivos son entregados en una solución líquida.

Intemperismo. Daño que se produce en aquello que está expuesto directa y

permanentemente a la intemperie.

Invernadero. Lugar cubierto en el que se crea artificialmente un clima adecuado para

el cultivo de plantas fuera de su ámbito natural.

Legislación. Conjunto de leyes que regulan una actividad determinada.

Matriz. Cuadro de números o elementos dispuestos ordenadamente en filas

numeradas de arriba abajo y en columnas de izquierda a derecha; si se emplea la

misma letra, esta lleva dos subíndices, el primero para la fila y el segundo para la

columna.

Mercantil. Relativo al comercio.

Norma. Regla o conjunto de reglas que hay que seguir para llevar a cabo una acción,

porque está establecido o ha sido ordenado de ese modo.

Plastisol. Mezcla de una resina (PVC), de un plastificante y otros aditivos que se

encuentra en estado líquido a temperatura ambiente con propiedades visco-elásticas,

dependiendo de la resina se puede tener un comportamiento ligeramente dilatante ó

pseudoplástico, es de color blanco pero depende en gran medida de los aditivos

incorporados.

Presupuesto. Cuenta, normalmente anual, de los gastos planeados y los ingresos

esperados.

http://es.wikipedia.org/wiki/Resina

http://es.wikipedia.org/wiki/PVC

http://es.wikipedia.org/wiki/Plastificante

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Aditivos_qu%C3%ADmicos&action=edit&redlink=1

112

Riesgo. En economía financiera, se refiere a la variabilidad de los rendimientos de una

inversión.

Seguro Social. Seguro obligatorio suministrado por el Estado para mejorar el bienestar

social impidiendo las pérdidas creadas por los fallos del mercado como el riesgo moral

o la selección adversa.

Sensor. Dispositivo que capta magnitudes físicas (variaciones de luz, temperatura,

humedad, etc.) u otras alteraciones de su entorno.

Siembra. Acción que consiste en arrojar y esparcir semillas en un terreno preparado

para que germinen.

Tabulación. Cálculo de un conjunto de valores formado por una función cuando sus

variables toman valores que dividen un intervalo en subintervalos iguales.

Transmitancia. Es la propiedad de los materiales de dejar pasar la radiación solar, se

expresaría como la relación entre la radiación en el interior del invernadero y la medida

simultáneamente en el exterior. La transmisión depende del ángulo de incidencia de la

cubierta.

Varianza. En estadística es, la media de las desviaciones cuadráticas de una variable

aleatoria, con relación al valor medio de esta.

113

BIBLIOGRAFÍA

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http://books.google.com.mx/books?id=rnqan8BOVNAC&printsec=frontcover&dq=agroecologia&hl=es&sa=X&ei=6_rrT_LxHeKS2QXav_DEAQ&ved=0CDEQ6AEwAA#v=onepage&q=agroecologia&f=false

http://books.google.com.mx/books?id=rnqan8BOVNAC&printsec=frontcover&dq=agroecologia&hl=es&sa=X&ei=6_rrT_LxHeKS2QXav_DEAQ&ved=0CDEQ6AEwAA#v=onepage&q=agroecologia&f=false

http://books.google.com.mx/books?id=ol9tGvcTiJ0C&pg=PA63&dq=ventilacion+de+invernaderos&hl=es&sa=X&ei=-m3sT_i4MNLy2gXSlpWvAQ&ved=0CEIQ6AEwAg#v=onepage&q=ventilacion%20de%20invernaderos&f=false

http://books.google.com.mx/books?id=ol9tGvcTiJ0C&pg=PA63&dq=ventilacion+de+invernaderos&hl=es&sa=X&ei=-m3sT_i4MNLy2gXSlpWvAQ&ved=0CEIQ6AEwAg#v=onepage&q=ventilacion%20de%20invernaderos&f=false

ANEXOS

115

ANEXOS

ANEXO 1

Tabla 12 Adaptado de la revista Agro San Luis, Principales ventajas y desventajas de los diferentes tipos de invernadero, Secretaría de Desarrollo Agropecuario y Recursos Hidráulicos de San Luis Potosí, Enero 2012 [43]

VE

NT

AJ

AS

Mic

rotú

ne

l M

ac

rotú

ne

l

Ma

lla

o

So

mb

ra

Pla

no

s

o

pa

rra

l

Ra

sp

a

y

am

ag

ad

o

As

imé

tric

o

Se

mic

ilín

dri

co

o

de

tú

ne

l

Cri

sta

l

Ca

pill

a

se

nc

illa

o

do

ble

Su

eco

no

mía

de

co

ns

tru

cció

nX

XX

XX

X

Me

no

s c

os

to d

e o

pe

raci

ón

XX

X

Bu

en

ap

rove

cha

mie

nto

de

l ag

ua

de

llu

via

en

pe

río

do

s s

eco

sX

XX

X

Bu

en

ap

rove

cha

mie

nto

de

la lu

z e

n la

ép

oca

inve

rna

lX

Bu

en

re

pa

rto

de

la lu

min

os

ida

d e

n e

l

inte

rio

r d

el i

nve

rna

de

roX

XX

XX

X

Bu

en

a e

sta

nq

ue

ida

d a

la ll

uvi

a y

al a

ire

XX

XX

Bu

en

a v

en

tila

ció

nX

XX

XX

Tie

ne

gra

nd

es

faci

lida

de

s p

ara

eva

cua

r e

l

ag

ua

de

llu

via

X

Ele

vad

a in

erc

ia té

rmic

a d

eb

ido

a s

u g

ran

volu

me

n u

nita

rio

X

Es

de

fáci

l co

ns

tru

cció

n, i

ns

tala

ció

n y

de

fáci

l co

ns

erv

aci

ón

XX

XX

X

Ad

ap

tab

le p

ara

la c

olo

caci

ón

de

tod

o ti

po

de

plá

stic

o e

n la

cu

bie

rta

.X

Es

tru

ctu

ras

co

n p

oco

s o

bs

tácu

los

en

su

es

tru

ctu

raX

XX

Pe

rmite

la in

sta

laci

ón

de

ve

ntil

aci

ón

ce

nita

l

a s

ota

ven

toX

XX

X

Pe

rmite

la u

nió

n d

e v

ari

as

na

ves

en

ba

terí

aX

Su

gra

n a

da

pta

bili

da

d a

la g

eo

me

tría

de

l

terr

en

oX

XX

X

Ma

yor

volu

me

n u

nita

rio

y p

or

tan

to u

na

ma

yor

ine

rcia

térm

ica

DE

SV

EN

TA

JA

SM

icro

tún

el

Ma

cro

tún

el

Ma

lla

o

So

mb

ra

Pla

no

s

o

pa

rra

l

Ra

sp

a

y

am

ag

ad

o

As

imé

tric

o

Se

mic

ilín

dri

co

o

de

tú

ne

l

Cri

sta

l

Ca

pill

a

se

nc

illa

o

do

ble

Ma

yor

su

pe

rfic

ie =

pé

rdid

as

de

ca

lor

a

tra

vés

de

la c

ub

iert

aX

XX

X

De

ma

sia

da

es

pe

cia

liza

ció

n e

n s

u

con

str

ucc

ión

y c

on

se

rva

ció

nX

Dife

ren

cia

s d

e lu

min

os

ida

d e

ntr

e v

ert

ien

tes

X

Difi

culta

d e

n la

s la

bo

res

de

cu

ltivo

po

r

Fo

rma

de

la e

str

uct

ura

XX

Ab

un

da

nci

a d

e e

lem

en

tos

es

tru

ctu

rale

s

imp

lica

n m

en

or

tra

ns

mis

ión

de

luz

XX

La

ins

tala

ció

n d

e v

en

tan

as

ce

nita

les

es

ba

sta

nte

difí

cil

X

Ma

la v

en

tila

ció

nX

X

Na

ves

mu

y p

eq

ue

ña

s d

eb

ido

a la

com

ple

jida

d d

e s

u e

str

uct

ura

X

No

ap

rove

cha

el a

gu

a d

e ll

uvi

aX

XX

Pe

ligro

de

hu

nd

imie

nto

po

r la

s b

ols

as

de

ag

ua

de

llu

via

X

Po

co e

sta

nco

al g

ote

o d

el a

gu

a d

e ll

uvi

a y

al a

ire

po

r lo

s o

rific

ios

de

las

un

ion

es

de

la

cub

iert

a,

favo

rece

la p

rolif

era

ció

n d

e

XX

Po

co o

na

da

aco

ns

eja

ble

en

los

lug

are

s

lluvi

os

os

XX

Po

co v

olu

me

n d

e a

ire

X

Vu

lne

rab

ilid

ad

a lo

s v

ien

tos

y r

áp

ido

en

veje

cim

ien

to d

e la

ins

tala

ció

nX

XX

X

Se

difi

culta

el c

am

bio

de

l plá

stic

o d

e la

cub

iert

a.

XX

Su

ele

vad

o c

os

toX

XX

ANEXOS

116

ANEXO 2

VE

NT

AJ

AS

Mic

rotú

ne

l M

ac

rotú

ne

l

Ma

lla

o

So

mb

ra

Pla

no

s

o

pa

rra

l

Ra

sp

a

y

am

ag

ad

o

As

imé

tric

o

Se

mic

ilín

dri

co

o

de

tú

ne

l

Cri

sta

l

Ca

pill

a

se

nc

illa

o

do

ble

Su

eco

no

mía

de

co

ns

tru

cció

nX

XX

XX

X

Me

no

s c

os

to d

e o

pe

raci

ón

XX

X

Bu

en

ap

rove

cha

mie

nto

de

l ag

ua

de

llu

via

en

pe

río

do

s s

eco

sX

XX

X

Bu

en

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rove

cha

mie

nto

de

la lu

z e

n la

ép

oca

inve

rna

lX

Bu

en

re

pa

rto

de

la lu

min

os

ida

d e

n e

l

inte

rio

r d

el i

nve

rna

de

roX

XX

XX

X

Bu

en

a e

sta

nq

ue

ida

d a

la ll

uvi

a y

al a

ire

XX

XX

Bu

en

a v

en

tila

ció

nX

XX

XX

Tie

ne

gra

nd

es

faci

lida

de

s p

ara

eva

cua

r e

l

ag

ua

de

llu

via

X

Ele

vad

a in

erc

ia té

rmic

a d

eb

ido

a s

u g

ran

volu

me

n u

nita

rio

X

Es

de

fáci

l co

ns

tru

cció

n, i

ns

tala

ció

n y

de

fáci

l co

ns

erv

aci

ón

XX

XX

X

Ad

ap

tab

le p

ara

la c

olo

caci

ón

de

tod

o ti

po

de

plá

stic

o e

n la

cu

bie

rta

.X

Es

tru

ctu

ras

co

n p

oco

s o

bs

tácu

los

en

su

es

tru

ctu

raX

XX

Pe

rmite

la in

sta

laci

ón

de

ve

ntil

aci

ón

ce

nita

l

a s

ota

ven

toX

XX

X

Pe

rmite

la u

nió

n d

e v

ari

as

na

ves

en

ba

terí

aX

Su

gra

n a

da

pta

bili

da

d a

la g

eo

me

tría

de

l

terr

en

oX

XX

X

Ma

yor

volu

me

n u

nita

rio

y p

or

tan

to u

na

ma

yor

ine

rcia

térm

ica

DE

SV

EN

TA

JA

SM

icro

tún

el

Ma

cro

tún

el

Ma

lla

o

So

mb

ra

Pla

no

s

o

pa

rra

l

Ra

sp

a

y

am

ag

ad

o

As

imé

tric

o

Se

mic

ilín

dri

co

o

de

tú

ne

l

Cri

sta

l

Ca

pill

a

se

nc

illa

o

do

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Ma

yor

su

pe

rfic

ie =

pé

rdid

as

de

ca

lor

a

tra

vés

de

la c

ub

iert

aX

XX

X

De

ma

sia

da

es

pe

cia

liza

ció

n e

n s

u

con

str

ucc

ión

y c

on

se

rva

ció

nX

Dife

ren

cia

s d

e lu

min

os

ida

d e

ntr

e v

ert

ien

tes

X

Difi

culta

d e

n la

s la

bo

res

de

cu

ltivo

po

r

Fo

rma

de

la e

str

uct

ura

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Ab

un

da

nci

a d

e e

lem

en

tos

es

tru

ctu

rale

s

imp

lica

n m

en

or

tra

ns

mis

ión

de

luz

XX

La

ins

tala

ció

n d

e v

en

tan

as

ce

nita

les

es

ba

sta

nte

difí

cil

X

Ma

la v

en

tila

ció

nX

X

Na

ves

mu

y p

eq

ue

ña

s d

eb

ido

a la

com

ple

jida

d d

e s

u e

str

uct

ura

X

No

ap

rove

cha

el a

gu

a d

e ll

uvi

aX

XX

Pe

ligro

de

hu

nd

imie

nto

po

r la

s b

ols

as

de

ag

ua

de

llu

via

X

Po

co e

sta

nco

al g

ote

o d

el a

gu

a d

e ll

uvi

a y

al a

ire

po

r lo

s o

rific

ios

de

las

un

ion

es

de

la

cub

iert

a,

favo

rece

la p

rolif

era

ció

n d

e

XX

Po

co o

na

da

aco

ns

eja

ble

en

los

lug

are

s

lluvi

os

os

XX

Po

co v

olu

me

n d

e a

ire

X

Vu

lne

rab

ilid

ad

a lo

s v

ien

tos

y r

áp

ido

en

veje

cim

ien

to d

e la

ins

tala

ció

nX

XX

X

Se

difi

culta

el c

am

bio

de

l plá

stic

o d

e la

cub

iert

a.

XX

Su

ele

vad

o c

os

toX

XX

Tabla 13 Adaptado de la revista Agro San Luis, Principales ventajas y desventajas de los diferentes tipos de invernadero,

Secretaría de Desarrollo Agropecuario y Recursos Hidráulicos de San Luis Potosí, Enero 2012

ANEXOS

117

ANEXO 3

Bomba de sistema HB

ANEXOS

118

ANEXO 4

Características de la bomba

Modelo: PES-800-PW

Marca: Little giant

Características:

- Amigable al ambiente, sin aceite

- Eficiente eléctricamente

- Cuerpo resistente a la corrosión

- Cable de corriente 15´

- Máxima elevación 11.75´

- 85 Watts

- Adaptador de 1" compatible con tubería de vinilo de 1" D.I.

Descripción:

- Motor: Rotor húmedo con encapsulado epóxico

- Temperatura intermitente del líquido hasta 120ºF

- Carcasa: ABS

- Cubierta: ABS

- Voluta: ABS

- Impulsor: POM

- Rejilla: ABS

- Eje del motor: Cerámica

ANEXOS

119

ANEXO 5

Características de motobomba Alimentadora

Líquido bombeado: agua limpia

Utilización: doméstico, civil, industrial

Tipología: superficie

Familia: centrífugas

Campo de las prestaciones

Caudal hasta 450 l/min (27 m³/h)

Altura manométrica hasta 112 m

Límites de empleo

Altura de aspiración manométrica hasta 7 m

Temperatura del líquido de -10 °C hasta +90 °C (+40 °C en la versión con rodetes en

tecnopolímero)

Temperatura ambiente de -10 °C hasta +40 °C

Presión máximo en el cuerpo de la bomba 10 bar (6 bar para 2CP25/130N)

Funcionamiento continuo S1

ANEXOS

120

ANEXO 6

ANEXOS

121

ANEXO 7

ANEXOS

122

ANEXO 8

Dimensiones y propiedades del perfil PTR

Documents

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL - tesis.ipn.mxtesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/12925/1/im226.pdf · 3.1 Definición y uso de la ruta critica ... 3.1.2 Ruta crítica en gestión