PerillaHernándezCarlosAndrés2017

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Resumen— El presente documento presenta una solución viable de 
automatización en una granja urbana cultivando pimentones, se 
controlan y monitorean la temperatura, agua y el pH de esta, 
iluminación y se mantiene monitoreado el crecimiento de las 
plantas. 
 
Abstract— The present document presents a viable solution of 
automation in an urban farm cultivating paprika, controlling and 
monitoring the temperature, water and pH, lighting and 
monitoring the growth of plants. 
 
Palabras Claves— Automatización, Granja Urbana, Pimentón. 
 
Index Terms— Automation, Urban Farm, Paprika. 
 
 
I. INTRODUCCION 
 
adas las condiciones socioeconómicas que actualmente 
atraviesa el país, con la caída a niveles ínfimos del precio 
por barril del petróleo y una reforma tributaria que 
endurecerá la canasta familiar y todos los demás productos y 
servicios que no se encuentran en ella, a las puertas de un 
posible cambio económico y cultural gracias al post-conflicto, 
el grueso de la población empieza a plantearse actividades 
económicas alternativas en las que se puedan apoyar para 
combatir y sobrellevar estos cambios que nos presentan. 
 
Varias son las alternativas que se presentan cotidianamente, 
cambio de empleo, dos empleos, prestaciones de servicio, 
alternativas que requieren elevadas cantidades de tiempo, altos 
niveles de estrés que pueden perjudicar la salud de las personas 
y son solo un paño de agua tibia, ya que plantean una solución 
de forma individual al problema, pero dejan a un lado el 
conjunto de individuos, la sociedad. Dadas estas condiciones y 
en busca de alternativas que no afecten la salud, no consuman 
grandes cantidades de tiempo, no requieran supervisión 
constante, sean de bajo costo y puedan ejecutarse de manera 
paralela con la actividad económica principal se encuentran las 
granjas urbanas; está claro que realizar una granja urbana puede 
verse como la principal fuente de ingresos, pero acá se plantea 
como actividad paralela. 
 
Existen varias definiciones de granja urbana que no viene al 
caso mencionar en el presente, pero la idea básica es realizar 
cultivos, como su nombre lo indica, en áreas urbanas, 
obteniendo a cambio alimentos a la mano, sin necesidad de 
esperar que sean suministrados en el supermercado local, 
máxima calidad del producto, puesto que no es necesario el 
transporte desde los lugares de cultivo hasta nuestro hogar 
evitando traumas por golpes o aplastamiento, ahorro energético 
que tanto se necesita y busca, pues no es necesario un gasto de 
energía para transportarlo, reciclaje de comida al utilizar los 
sobrantes como materia prima en la elaboración de abono 
orgánico y compost que minimiza el desperdicio y aprovecha al 
máximo los desechos. 
 
Una vez realizado este breve análisis que señala las ventajas de 
llevar a cabo este tipo de actividad, se plantean ciertas 
inquietudes con respecto a la supervisión necesaria en los 
cultivos, cuando rociar las plantas, cuando aplicar abono, 
crecimiento de la planta y para ello es que se busca automatizar 
el cultivo, dejado a un lado la mayoría de actividades manuales, 
permitiendo que un sistema se encargue de estas operaciones 
repetitivas y presenciales que no permitirían implementar esta 
actividad como una alternativa sino como fuente principal de 
ingresos al obligar al cultivador a estar las 24 horas al pendiente 
del cultivo. 
 
 
II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 
 
Desde el siglo XIX y principios del XX se ve la necesidad de 
autoabastecerse para suplir necesidades básicas de alimentación 
y liberar en parte a las grandes ciudades de la cadena de 
suministro susceptible a una serie de factores socioeconómicos 
AUTOMATIZACIÓN DE UN CULTIVO DE PIMENTÓN 
ENMARCADO EN EL CONTEXTO DE UNA GRANJA 
URBANA EN UN SISTEMA EMBEBIDO. 
 
AUTOMATION OF A PAPRIKA CULTIVATION IN THE 
CONTEXT OF AN URBAN FARM ON A EMBEDDED 
SYSTEM. 
 
 
Perilla H. Carlos A., andresperillah@gmail.com 
Trujillo, José A. tranquilandia@gmail.com 
 
Dirigido por: 
Flórez Cediel, Oscar D., odflorez@udistrital.edu.co 
 
D 
 
 
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que pueden cortarla en cualquier instante, como lo demuestran 
los huertos para pobres (poor gardens) implementados en 
ciudades industriales de Francia Gran Bretaña Alemania. 
 
En Colombia donde estos factores socioeconómicos generan 
constante caos en el abastecimiento alimenticio de las grandes 
ciudades, sumado a los cambios ideológicos por los que 
atraviesa y a la crisis del petróleo mundial, obligan a sus 
habitantes a encontrar alternativas para suplir estas necesidades 
si dejar a un lado las actividades económicas principales. Para 
ello se han desarrollado proyectos con el objeto de identificar la 
población interesada en desarrollar e implementar estas 
alternativas como medio de sustento y de abastecimiento de 
forma artesanal, nada tecnificadas. 
 
Teniendo en cuenta estos factores y los proyectos llevados a 
cabo por el estado, se plantea la siguiente pregunta: ¿Se puede 
llevar a cabo la automatización de una granja urbana, que 
permita tecnificar los procesos disminuyendo la participación 
del cultivador, en capacidad de tomar decisiones y que permita 
su supervisión remota a un bajo costo? 
 
 
III. JUSTIFICACIÓN 
 
Como se resaltó en los ítems anteriores, nuestro país pasa por 
un cambio socioeconómico gigantesco, producto de la crisis 
energética, los bajos precios del petróleo, la firma del tratado de 
paz y una reforma tributaria; estas razones conllevan a un 
aumento en los precios de producción de los productos, sumado 
a un aumento en los costos de transporte y distribución 
terminando con un aumento en la renta de los locales. De esta 
forma la población se mantiene a la expectativa, en búsqueda 
de mejores oportunidades laborales, fuentes de ingresos 
alternativas y de formas que permitan llenar el vacío que 
representa el gravado o el aumento de impuestos sobre los 
productos de la canasta familiar. 
 
El modelo elegido en nuestro país para desarrollo de sus 
ciudades, ciudad densa y compacta[9][10], hace que las redes de 
suministros desde otros lugares del país sean ineficaces y los 
productos que llegan, en comparación con la demanda de estos 
en la ciudad, queden cortos y, como consecuencia, se promueva 
la importación para suplir la esta demanda. 
 
Con la ayuda de las tecnologías actuales, se pueden desarrollar 
sistemas independientes, automatizados, de bajo consumo 
energético, que permitan la supervisión de cultivos en 
superficies horizontales dentro del casco urbano, con una 
mínima participación por parte del cultivador, que mitiguen en 
parte los impactos generados por este cambio socioeconómico, 
y que en puedan ser proyectados en un futuro como alternativas 
viables de suministro en grandes ciudades, como es el caso de 
los cultivos hidropónicos que una ves implementados requieren 
de poca supervisión, pero que a cambio exigen una cantidad 
moderada conocimiento en la parte técnica, ya sea para el 
manejo y control del fluido a través de las tuberías o de las 
soluciones minerales adecuadas para cada planta, sin olvidar la 
contaminación sonora que pueden llegar a producir al mantener 
el fluido en constante movimiento, y de los cultivos 
acuaponicos, una evolución del anterior, que aparte de producir 
productos vegetales se obtienen productos animales, pero que 
requieren de gran dedicación por parte del cultivador y grandes 
conocimiento técnicos para el control de los fluidos por las 
tuberías, la cantidad de animales que se quiere cultivar y la 
estrecha relación con las plantas del cultivo. 
 
 
IV. OBJETIVOS 
A. General 
 
Automatizar un cultivo de pimentón que permita disminuir 
el tiempo dedicado por los cultivadores y lograr aumentar la 
productividad de este, enmarcado en el contexto de una granja 
urbana mediante un sistema embebido. 
 
B. Específicos 
 
1) Realizarun análisis de los métodos de cultivo del pimentón, 
eligiendo la forma más apta para el proceso de automatización. 
 
2) Analizar las diferentes variables que se presentan en la 
forma de cultivo elegida, y realizar un estudio de viabilidad para 
su control en un proceso de automatización. 
 
3) Seleccionar el tipo de tecnología más adecuada para realizar 
el proceso de automatización. 
 
 
V. MARCO TEÓRICO 
Cultivar: 
 
Con una población en aumento constante la demanda de 
vegetales y frutos se incrementa en la misma proporción, sin 
embargo, la cantidad de estos que se da de forma natural no es 
suficiente para satisfacer esta demanda, para ello el hombre 
realiza actividades sobre un terreno elegido, con el objetivo de 
prepararlo para la siembra de semillas u otro método de 
reproducción de las plantas, transformarlo o mejorar sus 
características, de esta forma se tiene una producción 
controlada que puede satisfacer esta demanda, ya sea para 
alimentos, medicinales o estéticos con fines personales o 
comerciales. 
 
Entre los métodos de cultivo encontraos los siguientes, cuyos 
procesos son altamente automatizables: 
 
1) Cultivo Hidropónico: 
Un cultivo hidropónico es aquel en el que se siembran frutos y 
vegetales sin suelo, sin tierra, para ello se hace uso de agua o 
materiales similares mezclada con una solución de nutrientes 
completa que estimula su crecimiento y desarrollo. 
 
 
 
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2) Cultivo Acuaponico 
Se basa en los procedimientos de los cultivos hidropónicos sin 
embargo el agua no es mezclada con la solución de nutrientes, 
en vez de ello, se utilizan los desechos de animales que proveen 
los nutrientes necesarios para estimular el crecimiento de las 
plantas, para ello se genera un equilibrio entre la cantidad de 
animales (peces y/o moluscos) a criar y la cantidad de plantas a 
cultivar. 
 
3) Cultivos en Sustrato 
Se trata de la definición clásica de cultivo, sembrar frutos y/o 
vegetales en sustratos (suelo), ya sean preparados para ello o 
formados naturalmente 
 
Huerto Urbano Ecológico 
Una forma de ocio, cultivar en macetas, balcones, suelo, dentro 
de las ciudades de manera lúdica, con el fin de obtener plantas 
aromáticas, hortalizas, frutos para el consumo en el hogar 
 
Granja Urbana 
Se parte del principio de un huerto Urbano Ecológico con la 
única diferencia que no se cultiva para el consumo propio, sino 
que se hace con fines comerciales. 
 
Pimientos 
Son frutos de baya globosa considerada una verdura y que 
carece de la característica picante de la especie Capsicum. 
Existen varios tipos dentro de pimientos entre ellos 
encontramos los pimientos morrón variedades rojo, amarillo y 
verde. Su cultivo se realiza en zonas con una temperatura 
promedio de 20°C y con una humedad relativa no demasiado 
alta, se requiere grandes cantidades de luz, un suelo húmedo y 
con buen drenaje. 
 
Automatización 
En la automatización las actividades de producción 
comúnmente realizadas por un operador humano son 
transferidas a un conjunto de elementos tecnológicos. Puede 
ser subdividida en dos partes: la sección de mando y la sección 
operativa, la primera encargada de la toma de decisiones dentro 
de la actividad, realizada por un autómata programable y la 
segunda, de realizar las actividades de producción. 
 
Sistema Embebido 
Es una placa de hardware de tamaño reducido y bajo consumo 
de energía, que se programa para realizar una actividad 
específica o un conjunto de estas muy reducido, está basado en 
un microcontrolador, microprocesador o DSP y posee una serie 
de componentes estándar (ADC, GPIO, buses de comunicación, 
etc.). Pueden ser programados directamente usando el lenguaje 
ensamblador, o usando lenguajes de programación más 
avanzados (C, C++, Phyton), dependiendo de la complejidad 
del hardware. 
Sustrato 
Su principal función es la de dar soporte y proteger las raíces de 
las plantas, para que estas se puedan desarrollar, este puede ser 
mineral, orgánico o una mezcla de los dos, e interviene 
directamente en el crecimiento y nutrición de la planta. Es 
necesario, como mínimo, que este posea fácil retención de agua, 
buen suministro de aire, baja densidad aparente y alta 
porosidad. 
 
Temperatura 
Es una propiedad de la materia relacionada con la energía 
interna de un sistema termodinámico y el movimiento de sus 
partículas, cuanto más movimiento estas poseen, se observa que 
el objeto está más caliente y, caso contrario, entre menos 
movimiento el objeto está más frío. Está estrechamente 
relacionada con el crecimiento de las plantas, dado que, 
dependiendo de la especie, subespecie, clase etc. estas son 
endémicas y requieren temperaturas ambiente específicas, qué 
permitan su correcto desarrollo y floración. 
 
Humedad del suelo 
Se denomina humedad del suelo a la cantidad de agua retenida 
en un sustrato en particular en un área determinada, su medición 
puede realizarse a través de sistemas gravimétricos pesando la 
tierra completamente seca y luego pesándola después de ser 
irrigada o a través de la conductividad eléctrica de ciertos 
materiales como el yeso, que absorben la humedad del suelo 
hasta quedar nivelado con la cantidad del sustrato y dan un valor 
aproximado de esta al variar sus propiedades de conducción 
gracias esta cantidad de agua absorbida, entre otras. 
 
Cantidad de luz 
Puede ser denominada también como la energía luminosa, su 
importancia radica en que gracias a ella la planta realiza la 
fotosíntesis y afecta directamente en la transpiración, la 
absorción de agua, la floración, la germinación y en general 
todas las etapas en la vida de una planta. 
 
Plaga 
Son todos aquellos organismos vivos que puede atacar, 
enfermar, comer, matar las plantas, en general, causa daños 
alteraciones fisiológicas en esta. Existen dos tipos generales de 
clasificarlas según el daño que causan, plaga directa, que daña 
directamente los órganos de la planta que el humano cosecha, 
por ejemplo, el gusano de los andes que ataca los tubérculos de 
la planta, y plaga indirecta, que no afecta directamente los 
órganos que el humano cosecha, por ejemplo, las mosquitas 
minadoras, que atacan las hojas de la planta de tomate. 
 
Tamaño 
Es una propiedad de los objetos que determina si este posee 
mayor volumen o no, sin importar de que está compuesto, en 
los frutos este puede variar en gran manera dependiendo de la 
planta que se cultive, desde frutos de 1 milímetro cubico hasta 
 
 
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frutos como las sandias con aproximadamente 20 centímetros 
cúbicos. 
 
Peso 
Esta palabra hace referencia a la fuerza de atracción que hace el 
planeta sobre los objetos, es una unidad derivada de la masa de 
estos y con estrecha relación a la densidad. En un cultivo es la 
segunda variable más importante a tener en cuenta, después de 
garantizar la calidad de este, se busca aumentar su peso para 
aumentar el rendimiento del cultivo. 
 
Color 
Todo cuerpo iluminado absorbe una parte de las ondas 
electromagnéticas que componen el espectro y refleja las 
demás, estas ondas reflejadas son interpretadas por el cerebro 
como los distintos colores dependiendo de su longitud. Los 
colores brillantes deben esta cualidad a la saturación del color, 
pues a mayor saturación más vivo, puro o colorido será el 
objeto. 
 
Textura 
Se refiere a la sensación que produce al tacto el roce con una 
determinada materia, y en la cual el tacto es el principal 
decodificador de la misma. 
 
 
VI. MATERIALES Y MÉTODOS 
 
El sistema de automatización se divide en 5 subsistemas que 
controlan las diversas variables a controlar y monitorear, se 
tiene: 
• Sistema de Riego: Agua y pH. 
• Sistema de Temperatura. 
• Sistema de Iluminación. 
• Sistema de Abono. 
• Sistema de Revisión de Crecimiento. 
 
 
Figura 1. Subsistemas 
En todos los sistemas se tiene un bloque llamado el bloque de 
decisiones,está compuesto por la placa de desarrollo 
TM4C123G LaunchpadTM en la que se realiza la programación 
que controla todo el sistema. Figura 2. 
 
 
Figura 2. TM4C123G LaunchPadTM 
 
Figura 3. Sistema Automatizado a. 
 
Figura 4. Sistema Automatizado b. 
 
Sistema de riego 
Como su nombre lo indica se encarga de irrigar el cultivo, esta 
es una tarea periódica y se ejecuta cada 30 minutos. Está 
compuesto por cuatro bloques, sensórica, pH, actuadores y 
toma de decisiones. Figura 5. 
 
 
Figura 5. Bloques sistema de riego 
 
 
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El bloque de sensórica consta de 2 sensores implementados en 
cada maceta a diferentes alturas, uno en la parte inferior y uno 
en la parte intermedia para garantizar que el agua permee hasta 
las raíces más profundas de la planta. Figura 6. Y Figura 7. 
 
 
Figura 6. Sensor humedad parte inferior 
 
Figura 7. Sensor humedad parte media 
Los sensores están fabricados en yeso con dos pilares 
incrustados fabricados con material conductor separados una 
distancia de 1cm., dentro de una malla cilíndrica plástica que le 
da forma y estabilidad, y un material impermeable en la punta 
para evita que el agua haga contacto con los conductores 
directamente. Figura 8. 
 
 
Figura 8. Sensores de humdad 
Se conectan a un circuito de acondicionamiento habilitado y 
deshabilitado por el bloque de toma de decisiones cada 30 
minutos, de esta forma se disminuye el proceso de oxidación en 
las partes de los conductores en contacto con humedad al 
reducir al mínimo el trasporte de electrones. Figura 9. 
 
 
Figura 9. Acondicionamiento sensores de humedad 
La calidad del agua se verifica a través de un sensor de pH, en 
este caso el scientific grade silver / silver chloride pH Probe, 
Figura 10., que es sumergible indefinidamente, por lo tanto, puede 
depositarse en el repositorio de almacenamiento y dejarse allí 
sin necesidad de supervisión permanente para prevenir daños, 
se implementa el circuito de acondicionamiento EZO™ pH 
Circuit, Figura 11., para evitar inconvenientes de acoplamiento 
y su salida es conectada al bloque de decisiones por el puerto 
serial. El sensor es calibrado con una solución neutra, para 
garantizar medidas exactas. 
 
 
 
Figura 10. Sensor de pH. 
 
 
Figura 11. Acondicionamiento sensor pH 
Para los actuadores se tiene una motobomba, ref. RS360SH 
Figura 12., por maceta que se encarga de suministrar agua a 
esta, se utiliza un drive de motores para prevenir sobrecargas en 
 
 
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el bloque de decisiones, Figura 13.; la motobomba se controla con 
un sistema ON/OFF, se habilita cuan es necesario irrigar y se 
deshabilita cuando no es necesario. La salida de la motobomba 
está conectada a una manguera con el extremo opuesto sellado, 
y en la última sección de esta realizan perforaciones con 
diámetro inferior a 1mm. que permiten irrigar toda la superficie 
del sustrato. 
 
 
Figura 12. Motobomba 
 
Figura 13. Acondicionamiento motobomba 
El bloque de decisiones sensa los valores de ambos sensores y 
verifica cuando existe humedad en ellos, de lo contrario 
compara si existe humedad en el inferior y no en el superior o 
finalmente si no existe en ninguno de los dos, de esta forma 
decide cuanto tiempo permanece activo en bloque de 
actuadores, en el primer caso indica que la planta se encuentra 
irrigada y habilita los actuadores, en el segundo indica que la 
falta humedad en las raíces más profundas y habilita los 
actuadores durante 20 segundos, y en el tercer caso, habilita los 
actuadores durante 40 segundos. También se encarga del 
control del pH en el agua, captura el valor entregado por el 
sensor de pH y verifica que los valores se encuentren entre el 
rango necesario para un cultivo saludable, 6 a 7 en la escala de 
pH, de lo contrario no permite la irrigación y enciende un 
testigo informando la necesidad de verificar la calidad del agua. 
 
 
Sistema de temperatura 
 
La temperatura máxima históricamente registrada para la 
ciudad de Bogotá es de 25.1°C, y las temperaturas mínimas 
pueden alcanzar los 0°C en las noches más frías de la capital. 
Se tiene para el cultivo de pimentón la siguiente tabla de 
temperaturas, 
 
Tabla 1[2]. 
 
 
Tabla en la que se observa que, gracias a la ubicación de la 
ciudad, no hay que preocuparse por las elevadas temperaturas 
que se puedan presentar, por el contrario, hay que controlar las 
bajas temperaturas. 
 
El sistema de temperatura captura datos cada 30 minutos y 
verifica que la temperatura se encuentre por encima de los 
20°C; está compuesto por tres bloques, sensórica, toma de 
decisiones y actuadores. Figura 14. 
 
 
Figura 14. Bloques sistema de temperatura 
la temperatura se mantiene monitoreada con sensores lm35 en 
el bloque de sensórica, dispositivos elegidos por su facilidad de 
uso y amplia disponibilidad en el mercado, estos no emplean 
componentes adicionales y pueden ser conectados directamente 
con el bloque de decisiones. Figura 15. 
 
 
Figura 15. LM35 y acondicionamiento 
El bloque de actuadores lo conforma un termoventilador 
HPT1721R Cerámico, cuyo sistema de encendido fue 
reemplazado por un relevador conectado al bloque de 
decisiones quien a través de un sistema de control ON/OFF 
inyecta aire caliente al cuarto. Figura 16. 
 
 
 
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Figura 16. Termoventilador 
El bloque de decisiones se encarga de verificar temperaturas 
inferiores a los 20°C; cuando este detecta temperaturas por 
debajo de este límite enciende el termoventilador elevando la 
temperatura, espera 1 minutos a que se estabilicen las corrientes 
de aire en cuarto y vuelve a tomar la medida de la temperatura, 
garantizando que se cumpla el límite inferior de temperatura 
permitida. 
 
Sistema de iluminación 
 
Para aumentar el proceso fotosintético en el cultivo, el sistema 
de iluminación se mantiene activo permanentemente, para ello 
se instalan lámparas led E27 de espectro completo, con una 
potencia de 28W, que mantendrán irradiada las plantas las 24 
horas del día. Figura 17. 
 
 
Figura 17. Bombillo Led de 18Watts de espectro completo 
 
Sistema de abono 
 
Este sistema se habilita cada 30 días para entregar a la planta 
los nutrientes necesarios para su crecimiento y posterior 
floración, para ello el bloque de decisiones verifica el RTC, que 
permite verificar cada día cuando se cumplen los 30 días, y 
cumplida esta condición habilitar el bloque de actuadores, 
encendiendo la motobomba por un tiempo de 1 minuto para 
entregar el abono líquido elegido para esta tarea. Figura 18. 
 
 
Figura 18. Bloques sistema de abono 
El bloque de temporización consta de un RTC, el Ds3231 que 
posee una batería de respaldo, previendo pérdidas de 
información o reinicio de los contadores, y que permanece en 
espera y funcionando a ser leído por el bloque de decisiones. 
Figura 19. 
 
 
Figura 19. RTC con batería de respaldo (I2C). 
 
Los actuadores son controlados a través de un sistema ON/OFF, 
y consta de una motobomba RS360SH y su correspondiente 
drive de motores para conectarse al bloque de toma de 
decisiones, Figura 12. Y Figura 13., a la salida de esta se encuentra 
conectada una manguera con el extremo opuesto cerrado y con 
perforaciones de 1mm. máximo de diámetro ubicados en la 
sección cercana al sellamiento. 
 
Sistema de revisión de crecimiento 
 
Este sistema se habilita cada 15 días, realiza la medición de la 
planta, con el objetivo de verificar su crecimiento y en caso de 
obtener resultados satisfactorios, revisar los demás sistemas en 
busca de fallas, o realizar modificaciones en los parámetros 
para obtener los resultados esperados. Consta de tres bloques: 
sensorica, toma de decisiones y visualización. Figura 20. 
 
 
Figura 20. Bloques sistema de revisión de crecimiento. 
El bloque de sensorica está compuesto por un sensor de 
ultrasonido, LV-MaxSonar-EZ, habilitado cada 15 días por el 
bloquede toma de decisiones quien toma la salida analógica de 
este y verifica la altura de la planta en ese momento. Figura 21. 
 
 
 
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Figura 21. Sensor ultrasonido de distancia. 
 
El bloque de visualización cosa de una pantalla lCD 16x2 y un 
módulo conversor I2C a paralelo (expander), en ella se 
visualiza la altura de la planta y la alarma visual de revisión de 
pH. Figura 22. 
 
 
Figura 22. LCD 16x2 y acondicionamiento (I2C) 
 
VII. RESULTADOS Y ANÁLISIS 
 
La captura de resultados se realiza de forma periódica, en dos 
plantas simultáneamente, una con el sistema automatizado y la 
otra sin ningún tipo de ayuda, cada 30 días calendario. En esta 
toma de datos se registra la altura de la planta, su frondosidad, 
y las variaciones de temperatura día a día en la ciudad de 
Bogotá. 
 
 
A. Resultados Obtenidos 
 
• Abril: 
Se presentan temperaturas mínimas de 3°C y máximas de 22°C, 
la media mínima se establece sobre los 10°C ~ 11°C para todo 
el mes y la temperatura media máxima sobre los 19°C, Gráfica 
1. En un solo día se presentan cambios drásticos de temperatura 
que pueden alcanzar una diferencia de 19°C entre la 
temperatura más alta y la más baja. 
 
 
Gráfica 1. Temperaturas abril 2017[1] 
.La planta sin el sistema crece hasta una altura de 8cm, presenta 
poca frondosidad, el color de sus hojas es de un verde intenso, 
no se observa signos de enfermedad en la planta, el suelo, 
aunque posee humedad, presenta fraccionamientos debido a la 
compactación de este debido a los cambios bruscos de 
temperatura. Figura 23. 
 
 
Figura 23. Cultivo sin sistema de automatización primer mes. 
La planta con el sistema crece hasta una altura de 7cm, sus hojas 
presentan un color verde intenso, no se observa signos de 
enfermedad en la planta, presenta poca frondosidad, el sustrato 
se ve llano, sin resquebrajamientos, con humedad visible y 
palpable. Figura 24. 
 
 
Figura 24. Cultivo con sistema de automatización primer mes. 
 
• Mayo: 
Se presentan temperaturas mínimas de 0°C y máximas de 22°C, 
la media mínima se establece sobre los 11°C para todo el mes y 
 
 
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la temperatura media máxima sobre los 19°C, Gráfica 2. En un 
solo día se presentan cambios drásticos de temperatura que 
pueden alcanzar una diferencia de 21°C entre la temperatura 
más alta y la más baja. 
 
 
Gráfica 2. Temperaturas mayo 2017[1]. 
La planta sin el sistema alcanza una altura de 15cm, el color de 
sus hojas es de un verde intenso con tonalidades un poco más 
tenues, presenta poca frondosidad, el sustrato presenta 
fraccionamientos, no presenta signos de algún tipo de 
enfermedad. Figura 25. 
 
 
Figura 25. Cultivo sin sistema de automatización segundo mes. 
La planta con el sistema alcanza una altura de 25cm., el color 
de sus hojas es de un verde intenso y uniforme, poseen forma 
cóncava, la planta no presenta signo de ninguna enfermedad, 
tiene gran frondosidad, el sustrato es liso y posee humedad 
visible y al tacto. Figura 26. 
 
 
Figura 26. Cultivo con sistema de automatización segundo mes. 
• Junio: 
Se presentan temperaturas mínimas de 8°C y máximas de 19°C, 
la media mínima se establece sobre los 11°C ~ 10°C para todo 
el mes y la temperatura media máxima sobre los 19°C ~ 20°C, 
Gráfica 3. En un solo día se presentan cambios de temperatura 
que pueden alcanzar una diferencia de 13°C entre la 
temperatura más alta y la más baja. 
 
 
Gráfica 3. Temperaturas junio 2017[1]. 
La planta sin el sistema alcanza una altura de 40cm., presenta 
su primera floración, sus hojas tienen forma convexa, una 
longitud de 10cm. y son de un color verde intenso con 
tonalidades pálidas, su tallo es único y no presenta 
bifurcaciones, tiene poca frondosidad. Figura 27. 
 
 
Figura 27. Cultivo sin sistema de automatización tercer mes. 
La planta con el sistema alcanza una altura de 83cm, su tallo 
comienza a dividirse en varias secciones divisiones desde la 
parte media hacia arriba, alcanza su primera floración, sus hojas 
son de una tonalidad verde intenso y uniforme, tienen una 
longitud máxima de 14cm. y son de forma cóncava, presenta 
una alta frondosidad. Figura 28. 
 
 
Figura 28. Cultivo con sistema de automatización tercer mes. 
 
 
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• Julio: 
Se presentan temperaturas mínimas de 7°C y máximas de 21°C, 
la media mínima se establece sobre los 10°C para todo el mes y 
la temperatura media máxima sobre los 19°C, Gráfica 4. En un 
solo día se presentan cambios de temperatura que pueden 
alcanzar una diferencia de 12°C entre la temperatura más alta y 
la más baja. 
 
 
Gráfica 4. Temperaturas julio 2017[1] 
La planta sin el sistema alcanza una altura de 42cm., mantiene 
su floración, su tallo permanece único, sin signos de 
bifurcaciones, sus hojas de color verde intenso y uniforme 
tienen una longitud máxima de 12cm. algunas con forma 
convexa otras con forma cóncava, mantiene su floración, la 
frondosidad de la planta es pobre, y esta no presenta ningún 
signo de enfermedad o plagas. Figura 29., Figura 30. Y Figura 
31. 
 
 
Figura 29. Cultivo sin sistema de automatización cuarto mes a. 
 
 
Figura 30. Cultivo sin sistema de automatización cuarto mes b. 
 
Figura 31. Cultivo sin sistema de automatización cuarto mes c. 
La planta con el sistema alcanza una altura de 130cm de altura, 
las bifurcaciones del tallo prosperan, mantienen su floración y 
comienza a dar fruto, sus hojas tienen una longitud máxima de 
15cm. son de un color verde intenso y uniforme, todas ellas de 
forma cóncava. La planta posee gran frondosidad y no muestra 
signos de ninguna enfermedad o plaga. Figura 32., Figura 33. 
Y Figura 34. 
 
 
Figura 32. Cultivo con sistema de automatización cuarto mes a. 
 
Figura 33. Cultivo con sistema de automatización cuarto mes b. 
 
Figura 34. Cultivo con sistema de automatización cuarto mes c. 
 
 
11 
B. Análisis de Resultados 
 
En general la planta que posee el sistema de automatización 
presenta mayor crecimiento, frondosidad y floración que la 
planta que no lo tiene, este comportamiento se observa después 
del primer mes de trasplantada la plántula a las macetas 
definitivas, presenta mayor crecimiento final, más de tres veces 
de altura, varias bifurcaciones en el tallo que aumentan la 
frondosidad y la cantidad de flores en la planta, un número muy 
superior de hojas, más grandes con un intenso color verde 
oscuro y de mayor longitud. 
 
Una característica que se puede ver en detalle se da al comparar 
la morfología de las hojas en ambas plantas, mientras que 
aquella con el sistema las hojas siempre mantuvieron un color 
verde oscuro, intenso y uniforme, siempre son cóncavas y 
alcanzan mayor longitud en comparación a las de la planta sin 
el sistema, que tienen una longitud menor, algunas de ellas son 
convexas y en algunos casos presentaron tonalidades de un 
verde pálido durante el proceso de crecimiento de la planta. 
 
En los meses donde se presenta una mayor magnitud en los 
cambios de temperatura, el sustrato donde se encuentra 
sembrada la planta sin el sistema presenta áreas de humedad 
que lo compactan, permitiendo que esta se desaparezca de 
forma disforme, por otro lado, cuando se mantiene la 
temperatura constante la morfología del sustrato no varía, se 
mantiene liso y con la humedad distribuida uniformemente por 
este. 
 
 
VIII. CONCLUSIONES 
 
Al cultivar pimentones es necesario tener en cuenta que es 
exigente en temperatura, esto implica que si la planta no se 
mantiene permanentemente en un rango de temperatura 
definido se presentan desequilibrios vegetativos y no produce 
los resultados esperados, sin embargo, este rango de 
temperatura es lo suficientemente amplio como para instalar un 
sistema de control ON/OFF de temperatura, ya que no es 
afectada de inmediato por un cambio drástico de temperatura, 
lo que le da al sistema el tiempo suficiente para vencer la inerciatérmica y mantener el cuarto de cultivo dentro de los limites 
requeridos sin necesidad de implementar sistemas de control de 
temperatura sofisticados con bajos tiempos de respuesta y altos 
requerimientos de potencia para su funcionamiento. 
 
El clima colombiano y en específico el clima en Bogotá D.C. 
presenta intervalos muy amplios de temperatura, como se 
registró, cambios con amplitudes de hasta 21°C con solo unas 
horas de diferencia, que afectan directamente al cultivo, 
quemando las hojas de las plantas, ya sea por exceso de 
radiación proveniente del sol o por temperaturas muy bajas, 
evitando la absorción de nutrientes, ahogando la planta, 
permitiendo la proliferación de plagas, etc., sin embargo, no 
solo afecta las planas que se cultivan sino el sustrato donde estas 
están ubicadas, ya que la humedad no se reparte de forma ideal 
en todo el sustrato, dado que este tiene zonas con mayor 
densidad, y por lo tanto, zonas en mayor capacidad de absorción 
y retención de agua, al ser sometido a cambios bruscos de 
temperatura, la zonas con mayor retención mantienen la 
humedad separándose de las demás zonas, esto crea sectores 
con densidad aún mayor y con menor porosidad que dificultan 
el paso de las raíces de la planta, y en consecuencia, evitan el 
crecimiento de esta, al mantener la temperatura constante, ese 
efecto de aumento de densidad y fraccionamiento no se 
presenta, permitiendo que las raíces crezcan sin obstáculos en 
todo el volumen de la maceta permitiendo una adecuada 
absorción de nutrientes del sustrato en donde se cultivada. 
 
La planta de pimentón es una planta que, aunque no requiere 
mucha agua para su cultivo, es necesario mantener un riego 
constante en todo momento de su crecimiento y floración, ya 
que tamaño del fruto depende directamente de esta condición, 
también es necesario tener en cuenta que no es recomendable 
mojar hojas y fruto, dado que favorece el desarrollo de plagas y 
hongos; al implementar los sensores de humedad a diferentes 
alturas dentro de la maceta permite analizar de forma más 
adecuada cual es la cantidad necesaria de agua para aplicar al 
cultivo y mantenerlo irrigado correctamente por el sistema 
dedicado a ello, suministrándola directamente sobre el sustrato 
y solo cuando esta lo requiera, evitando excesos que ahoguen la 
planta y causen la caída de la flores o la falta de esta que no 
permita un correcto crecimiento y produzcan grietas en los 
pimentones, dejando a un lado la supervisión manual, visual o 
periódica, que indica cuando hay que irrigar el cultivo y 
previniendo pérdidas de agua por evaporación. 
 
Uno de los más grandes inconvenientes de un cultivo en 
interiores son los sistemas de iluminación, si se implementan 
sistemas de bajo costo inicial y elevado mantenimiento (High 
Pressure Sodium, HPS) se tienen dos problemas principales: 
alto consumo energético y elevada radiación de calor, el 
primero va en contra del planteamiento inicial de bajo costo y 
nos es amigable con el medio ambiente, el segundo, afecta 
directamente el cultivo dado que esta radiación puede llegar a 
dañar las hojas o la planta en su totalidad , esto implica que su 
instalación debe llevarse a cabo a distancias considerables de la 
planta, situación que no puede presentarse en una granja urbana. 
Al implementar un sistema de iluminación a base de tecnología 
led se solucionan los problemas principales que se tienen con 
los HPS, sin embargo, se adiciona el problema de la radiación, 
dado que en este punto del desarrollo de esta tecnología no es 
la mejor opción para algunas longitudes de onda, entregando 
menos nutrientes. 
 
Tabla 2[3]. 
 
 
 
12 
Cabe resaltar que la planta absorbe mayor cantidad de radiación 
PAR (Radiación Fotosintética Activa), que se encuentran en las 
longitudes de onda de 400nm. y 700nm. requerida en el proceso 
fotosintético debido a la proximidad a las plantas con que estos 
pueden ser ubicados disminuyendo las pérdidas de emisión. 
 
 
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