Altamiranda_Ramirez_Jiset_Janely_2021

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DESARROLLO DE UN SISTEMA DE CONTROL DE HUMEDAD DE SUSTRATO, 
TEMPERATURA Y FOTOPERIODO PARA EL CULTIVO DE Cannabis sativa L. 
var. wild thailand y Cannabis indica Lam. var. hindu kush EN LA EMPRESA 
GREEN CROSS INTERNATIONAL S.A.S. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
JISET JANELY ALTAMIRANDA RAMIREZ 
LAURA CATALINA GUIO GARAVITO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MODALIDAD: SERVICIO 
BIOINGENIERÍA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
UNIVERSIDAD EL BOSQUE 
BOGOTA D.C. 
2021 
 
 
 
 
 
DESARROLLO DE UN SISTEMA DE CONTROL DE HUMEDAD DE SUSTRATO, 
TEMPERATURA Y FOTOPERIODO PARA EL CULTIVO DE Cannabis sativa L. 
var. wild thailand y Cannabis indica Lam. var. hindu kush EN LA EMPRESA 
GREEN CROSS INTERNATIONAL S.A.S. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
JISET ALTAMIRANDA RAMIREZ 
LAURA CATALINA GUIO GARAVITO 
 
 
 
 
 
Trabajo de Grado 
 
 
 
 
 
Fernando Rivera Insignares 
Pedro Alfonso Lizarazo Peña 
 
 
 
 
 
MODALIDAD: SERVICIO 
BIOINGENIERÍA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
UNIVERSIDAD EL BOSQUE 
BOGOTA D.C. 
2021
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
Agradecemos enormemente a nuestros padres por el apoyo incondicional en todo 
el proceso de nuestra formación académica como bioingenieras. Por siempre estar 
ahí para nosotras, ayudándonos en cada momento. 
 
Estamos también agradecidas con nuestro tutor Fernando Rivera Insignares y con 
el cotutor Pedro Alfonso Lizarazo Peña, por el seguimiento y disponibilidad que 
tuvieron para el desarrollo de este trabajo de grado. 
 
Sin olvidar al representante legal Daniel Sandoval Torres, por otorgarnos la 
oportunidad de llevar a cabo nuestro trabajo de grado como proyecto en su empresa 
Green Cross International S.A.S. Al Ingeniero agrónomo, Juan Carlos Herrera, por 
orientarnos en el proceso agronómico del cultivo. A los cultivadores de la finca El 
paraíso de la empresa, por estar junto a nosotras colaborándonos en el cuidado de 
las plantas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TABLA DE CONTENIDO 
 
Pág. 
 
 
LISTA DE TABLAS 6 
LISTA DE ECUACIONES 7 
LISTA DE FIGURAS 8 
LISTA DE ANEXOS 12 
ABREVIATURAS 13 
GLOSARIO 15 
RESUMEN 19 
ABSTRACT 20 
1. INTRODUCCIÓN 21 
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 23 
3. JUSTIFICACIÓN 25 
4. OBJETIVOS 27 
5. MARCO REFERENCIAL 28 
5.1. MARCO TEÓRICO 28 
5.1.1. Botánica y morfología 28 
5.1.2. Cannabis sativa L. 29 
5.1.3. Cannabis indica Lam. 29 
5.1.4. Variedades de semillas de Cannabis sativa L. y Cannabis indica Lam. 30 
5.1.5. Densidad de siembra 30 
5.1.6. Etapas de crecimiento y desarrollo del cultivo 30 
5.1.7. Factores climáticos importantes para el funcionamiento de los fenómenos 
fisiológicos 31 
5.1.8. Requerimientos ambientales 32 
 
5.1.9. Plagas y enfermedades 33 
5.1.10. Componentes químicos del Cannabis 34 
5.1.11. Importancia de la planta 34 
5.1.12. Sistemas de control 35 
5.1.13. Modelo matemático 36 
5.1.14. Sistema on off 36 
5.1.15. Sensores 36 
5.1.16. Tipos de cultivo 36 
5.1.17. Cultivo cerrado 37 
5.1.18 Variables ambientales relacionadas con el comportamiento microclimático y 
la producción del cultivo cerrado 40 
5.2. ESTADO DEL ARTE 41 
5.3. MARCO NORMATIVO 43 
6. METODOLOGÍA 44 
7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 55 
8. CONCLUSIONES 113 
9. RECOMENDACIONES 116 
10. BIBLIOGRAFÍA 117 
11. ANEXOS 127 
 
 
 
 
LISTA DE TABLAS 
 
Pág. 
 
Tabla 1. Características de las semillas de Cannabis sativa L. y Cannabis indica 
Lam. 30 
 
Tabla 2. Requerimientos del cultivo de Cannabis sativa L. y Cannabis indica Lam. 
según su etapa de crecimiento 33 
 
Tabla 3. Requerimientos del cultivo de Cannabis según su etapa de crecimiento 33 
 
Tabla 4. Normatividad técnica del cannabis en Colombia 43 
 
Tabla 5. Rangos requeridos para el desarrollo vegetativo del Cannabis sativa L. y 
Cannabis indica Lam. 56 
 
Tabla 6. Matriz de decisión para el microcontrolador del sistema de control 69 
 
Tabla 7. Matriz de decisión para el sensor de temperatura del sistema de control 
 71 
 
Tabla 8. Matriz de decisión para el sensor de humedad de sustrato del sistema de 
control 72 
 
Tabla 9. Matriz de decisión para el sensor de luminosidad de sustrato del sistema 
de control 72 
 
Tabla 10. Matriz de decisión para el ventilador del sistema de control 
73 
 
Tabla 11. Matriz de decisión para el bombillo del sistema de control 74 
 
Tabla 12. Matriz de decisión para las bombas de agua del sistema de control 
74 
 
Tabla 13. Matriz de decisión para el sistema de riego del sistema de control 75 
 
Tabla 14. Tasa porcentual de supervivencia de Cannabis sativa L. y Cannabis 
indica Lam. 
108 
 
 
LISTA DE ECUACIONES 
 
Pág. 
 
Ecuación 1. Tasa de intercambio de aire 63 
Ecuación 2. Nivel de iluminación 66 
Ecuación 3. Caudal general 67 
Ecuación 4. Caudal sector 68 
Ecuación 5. Caudal continuo 68 
Ecuación 6. Caudal para la velocidad del agua 68 
Ecuación 7. Velocidad del agua 69 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
Pág. 
 
Figura 1. Morfología de las tres especies del Cannabis más reconocidas (C. sativa, 
C. indica y C. ruderalis) 29 
Figura 2. A. Cotiledón. B. Hipocotilo. C. Radícula de una semilla de cannabis 31 
Figura 3. Enfermedades comunes con el uso de cannabinoides 35 
Figura 4. Invernadero tipo túnel 38 
Figura 5. Invernadero plano o tipo parral 38 
Figura 6. Invernadero tipo capilla 39 
 
Figura 7. Invernadero doble capilla.39 
 
Figura 8. Invernadero asimétrico 40 
 
Figura 9. Diagrama de flujo de la programación del sistema de control 49 
Figura 10. Diagrama de caja negra del sistema de control 58 
Figura 11. Diagrama de bloques del diseño de caja gris del sistema de control 58 
Figura 12. Diagrama de bloques del sistema de control 59 
 
Figura 13. Diagrama de bloques de la temperatura del sistema de control 60 
 
Figura 14. Diagrama de bloques de la humedad de sustrato del sistema de control 
 62 
 
Figura 15. Diagrama de bloques de la iluminación del sistema de control 62 
 
Figura 16. Ubicación de luminarias 66 
 
Figura 17. Plano para la altura de las luminarias 66 
 
Figura 18. Medidas sistema de riego y plantas 66 
 
Figura 19. Planos del sistema abierto y cerrado de Cannabis sativa L. y Cannabis 
indica Lam.. A. Sistema cerrado. B. Sistema abierto 76 
 
 
Figura 20. Planos del sistema abierto y cerrado de Cannabis sativa L. y Cannabis 
indica Lam.. A. Cultivo cerrado. B. Cultivo abierto 77 
 
Figura 21. Distribución hidráulica. Planos del sistema de riego 78 
 
Figura 22. Reservorio de la finca “El Paraíso” de la empresa Green Cross 
International S.A.S. 79 
 
Figura 23. Planos del sistema de energía 80 
 
Figura 24. Planos de ubicación de los sensores 81 
 
Figura 25. Maqueta conceptual 82 
 
Figura 26. Interfaz del software del sistema de control de la maqueta conceptual 
 83 
 
Figura 27. Esquemático del circuito del sistema de control 84 
 
Figura 28. Interfaz de usuario diseñado en AppDesigner 85 
 
Figura 29. Creación de la aplicación del sistema de control, AppDesigner 85 
 
Figura 30. Apertura de la aplicación en el escritorio 86 
 
Figura 31. Interfaz de la aplicación del sistema de control 87 
 
Figura 32. Toma de medidas y limpieza del terreno donde se implementó el cultivo 
abierto y cerrado 88 
 
Figura 33. Proceso de construcción del cultivo cerrado 88 
 
Figura 34. Invernadero, donde se establecieron las plantas de Cannabis sativa L. y 
Cannabis indica Lam. 89 
 
Figura 35. Mediciones para la instalación industrial 90 
 
Figura 36. Protección de las instalaciones eléctricas 90 
 
Figura 37. Pruebas del sistema de control 91 
 
Figura 38. Pruebas del sistema de riego 91 
 
Figura 39. Caja de seguridad: cableado eléctrico y componentes electrónicos del 
sistema de control 92 
 
 
Figura 40. Proceso de germinación de semillas 93 
 
Figura 41. Semillas en proceso de germinación 93 
 
Figura 42. Plantas en crecimiento (macetas) 94 
 
Figura 43. Trasplante de plantas 94 
 
Figura 44. Comparación de la temperatura (°C) con control de variables en la fase 
vegetativa del Cannabis sativa L. var. wild thailand. y el Cannabis indica Lam. var. 
hindu kush. Número de datos: 24. 95 
 
Figura 45. Comparación de la temperatura (°C) con control de variables en la fase 
reproductiva del Cannabis sativa L. var. wild thailand. y el Cannabis indica Lam. var. 
hindu kush. Número de datos: 24. 96 
 
Figura 46. Comparación de la iluminación (lux) con control de variables en la fase 
vegetativa del Cannabis sativa L. var. wild thailand. y el Cannabis indica Lam. var. 
hindu kush. Número de datos: 24. 97 
 
Figura 47. Comparación de la iluminación (lux) con control de variables en la fase 
reproductiva del Cannabis sativa L. var. wild thailand. y el Cannabis indica Lam. var. 
hindu kush. Número de datos: 24. 98 
 
Figura 48. Comparación de la humedad de sustrato (%) con control de variables del 
Cannabis sativa L. var. wild thailand. y el Cannabis indica Lam. var. hindu kush. 
Número de datos: 24. 99 
 
Figura 49. Respuesta del sistema de control en la temperatura 
100 
 
Figura 50. Respuesta del sistema de control en la humedad de sustrato 
101 
 
Figura 51. Respuesta del sistema de control en la luminosidad 102 
 
Figura 52. Diferencias en el tiempo en la altura de plantas de Cannabis sativa (C. 
sativa) y Cannabis indica (C. indica) en etapa vegetativa, cultivadas a libre 
exposición (abierto) y cobertura plástica con manejo de algunas variables 
ambientales (cerrado). Las barras de error denotan desviación estándar. Número 
de datos: 60. 103 
 
Figura 53. Diferencias en la altura de plantas de Cannabis sativa (C. sativa) y 
Cannabis indica (C. indica) en etapa vegetativa con respecto al ambiente de cultivo 
 
(abierto) y cobertura plástica con manejo de algunas variables ambientales 
(cerrado). Número de datos: 60. 104 
 
Figura 54. Diferencias en el diámetro del tallo principal delas plantas de Cannabis 
sativa (C. sativa) y Cannabis indica (C. indica) en etapa vegetativa con respecto al 
ambiente de cultivo (abierto) y cobertura plástica con manejo de algunas variables 
ambientales (cerrado). Número de datos: 60. 105 
 
Figura 55. Diferencias en el número de tallos secundarios de las plantas de 
Cannabis sativa (C. sativa) y Cannabis indica (C. indica) en etapa vegetativa con 
respecto al ambiente de cultivo (abierto) y cobertura plástica con manejo de algunas 
variables ambientales (cerrado). Número de datos: 60. 106 
 
Figura 56. Diferencias en el número de hojas de las plantas de Cannabis sativa (C. 
sativa) y Cannabis indica (C. indica) en etapa vegetativa con respecto al ambiente 
de cultivo (abierto) y cobertura plástica con manejo de algunas variables 
ambientales (cerrado). Número de datos: 60. 107 
 
Figura 57. Plantas de Cannabis indica Lam. en el cultivo cerrado. A. Flores con 
estambres abiertas. B. Flor femenina. 108 
 
Figura 58. Plantas de Cannabis sativa L. y Cannabis indica Lam en el cultivo cerrado 
109 
 
Figura 59. Plantas de Cannabis sativa L. en el cultivo cerrado y Cannabis indica 
Lam. en el cultivo abierto 110 
 
Figura 60. Plantas de Cannabis sativa L. en el cultivo cerrado y Cannabis indica 
Lam. en el cultivo abierto 111 
 
Figura 61. Hojas de Cannabis sativa L. y Cannabis indica Lam. en el cultivo 
cerrado 112 
 
 
 
 
 
LISTA DE ANEXOS 
Pág. 
 
Anexo 1. Árbol del planteamiento del problema 127 
 
Anexo 2. Diagramas de rangos variables ambientales 128 
 
Anexo 3. Manual de usuario del sistema de control 128 
 
Anexo 4. Manual de mantenimiento del sistema de control 129 
 
Anexo 5. Maqueta conceptual del sistema abierto y cerrado 129 
 
Anexo 6. Materiales empleados en la maqueta conceptual. 130 
 
Anexo 7. Materiales necesarios para la implementación del sistema cerrado 131 
 
Anexo 8. Terreno donde se va a implementar el cultivo abierto y el cultivo cerrado 
 133 
 
Anexo 9. Suelo donde se va a implementar el cultivo abierto y el cultivo cerrado 
 134 
 
Anexo 10. Cultivo cerrado con el plástico colocado 135 
 
Anexo 11. Pruebas de los sensores del cultivo cerrado 136 
 
Anexo 12. Software en la interfaz de arduino 136 
 
Anexo 13. Planta de Cannabis sativa L. var. wild thailand en crecimiento 137 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ABREVIATURAS 
 
A/D: Análogo a digital. 
App: Aplicación. 
BTU: Unidad térmica británica. 
CA: Corriente alterna. 
CBC: Cannabicromeno. 
 
CBD: Cannabidiol. 
CBL: Cannabiciclol. 
 
CBN: Cannabinol. 
 
K: Potasio. 
lm: Lumen. 
N: Nitrógeno. 
 
P: Fósforo. 
 
S. A. S.: Sociedad por Acciones Simplificada. 
SCL: Línea de reloj. 
SDA: Línea de datos. 
Sp: Especie. 
SP: Set-point. 
THC: Tetrahidrocannabinol. 
THCV: Tetrahidrocannabivarina. 
 
Var: Variedad. 
VP: Variable de proceso. 
W: Vatios. 
 
WLAN: Wireless local area network. 
 
°F: Grados Fahrenheit. 
Δ9-THC: Delta-9-tetrahidrocannabinol. 
 
 
 
 
GLOSARIO 
 
Aceite medicinal: Producto a base de aceite con propiedades químicas que se 
emplean en el tratamiento médico de distintas enfermedades. 
Actuador: Este dispositivo, convierte una energía en un proceso específico, este 
hace parte de los sistemas de control, se encuentra después de un regulador o 
controlador y este realiza una acción para generar una orden de activación. 
Algoritmo: Es un conjunto de ideas, que conlleva a procesos o instrucciones para 
dar solución a un problema, por medio de un lenguaje de programación. 
App: También conocido como aplicación. Es un algoritmo que se realiza por medio 
de una interfaz, la utiliza un usuario para distintos medios. 
BTU: Cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de una libra de 
agua en 1°F. 
Botánica: Campo de la biología que se encarga de estudiar las plantas teniendo en 
cuenta aspectos; como las características, morfología, clasificación de cada una de 
las especies existentes, relacionándolos en el medio ambiente con otros seres 
vivos. 
Cambio climático: Es una variación en el estado del sistema climático, en periodos 
de tiempos largos o cortos para alcanzar el equilibrio del cambio que se está 
teniendo a nivel terrestre, por la atmósfera, hidrosfera, litosfera y biosfera. Pueden 
ser graduales o abruptos causados por distintos factores como lo es procesos 
bióticos, variaciones en la radiación solar, emisiones de gases entre otros. 
Cannabinoides: Sustancias químicas que produce el ser humano por la planta de 
cannabis, que se unen a los receptores cannabinoides del ser humano produciendo 
diferentes efectos. 
Cannabis: Es un miembro de la familia Cannabaceae, es una planta que cuenta 
con múltiples propiedades. 
Controlador: Elemento o equipo electrónico que tiene como función regular una 
variable a controlar, hace parte de un sistema de control. 
Conversor ADC: Este conversor digital-análogo, su fundamento es transformar 
datos o valores binarios de señales digitales en señales analógicas. 
 
Corriente alterna: Es un tipo de corriente eléctrica, en la cual la dirección del flujo 
de los electrones circula a intervalos regulares o también en ciclos. Esta corriente 
fluye por las líneas eléctricas y la electricidad normalmente empleadas en casas 
procedentes de las tomas de corriente. 
Cultivo: En la agricultura, es la acción de sembrar semillas en la tierra teniendo 
como resultado la obtención del fruto. Pueden ser a gran o pequeña escala, de 
distintos tipos con características del tipo de planta, el tipo de producción, el tipo de 
siembra entre otros. 
Cultivo abierto: Es aquel que se encuentra en contacto a la intemperie, con el 
medio ambiente. 
Cultivo cerrado: Es un cultivo que se encuentra dentro de alguna estructura, sin 
contacto con el medio ambiente. 
Crecimiento vegetal: Es el aumento que se tiene en la morfología y botánica de la 
planta, ya sea en sus dimensiones, masa celular, formación de estructuras nuevas 
en las células, la expresión en los apéndices reproductivos como lo son las flores o 
en la parte vegetal las plantas. 
Deshidratación (planta): Es un estado en el cual se evidencia una pérdida de agua, 
por factores como la baja concentración, ausencia de oxígeno, enfermedades o 
plagas. 
Electrónica de control: Los sistemas de control son diseños que buscan obtener 
una salida en un proceso, poseen entradas que tienen procedencia del sistema que 
se desea controlar que se conoce como planta y a partir de estas entradas se 
modifican algunos parámetros en la planta para volver a un estado normal. Así 
mismo como se tiene una entrada se tiene una salida es deciren la electrónica de 
control existen distintos sistemas de control. 
Error en los sistemas de control: Se conoce como error a la diferencia entre el 
set-point o valor deseado y la variable en proceso del sistema. 
Especie: División o categoría que se tiene establecida por características 
determinadas, ya sean criterios morfológicos, botánicos o anatómicos. Cada una de 
estas son distintas. 
Factores abióticos: Componentes químicos y físicos sin vida del medio ambiente 
que afectan al funcionamiento de los ecosistemas. 
 
Factores bióticos: Se abordan desde las relaciones sinecológicas entre los 
organismos con la planta. 
Familia: En la biología el término familia hace referencia a la unidad y categoría 
taxonómica de los seres vivos, donde se destacan rasgos comunes y con 
parentesco, es la de mayor importancia después del género y la especie. 
Floración: Etapa del desarrollo vegetal donde las plantas tienen flores es posible 
tener una reproducción para tener como fin una formación de un fruto. 
Fotoperiodo: Proceso en el cual las especies vegetales regulan sus funciones 
biológicas (desarrollo), teniendo como parámetro la luz o la oscuridad. Es una 
variable ambiental importante en el desarrollo de las plantas. 
Fotosíntesis: Proceso químico y metabólico de las plantas, convirtiendo sustancias 
inorgánicas como el dióxido de carbono y agua en sustancias como los hidratos de 
carbono, haciendo que se tenga un desprendimiento de oxígeno dado por la 
transformación de energía luminosa. 
Hermafroditismo (planta): Es cuando una planta posee en su estructura 
reproductiva partes masculinas y femeninas, es decir tiene los dos sexos. 
Humedad relativa: Relación entre la presión de vapor del agua a cierta temperatura 
y la presión parcial del vapor del agua, esta depende de la temperatura y presión, 
debido a que son proporcionales, si se tiene la misma cantidad de vapor de agua, 
se produce mayor humedad relativa está dada de manera porcentual como 
parámetro biológico. 
Interfaz: Existen distintos tipos de interfaces, la mayoría de ellas es empleado en la 
informática, con el fin de tener una interacción con un usuario por medio de una 
pantalla, está puede poseer distintos elementos de interacción e información 
dependiendo su uso y elaboración. 
Invernadero: Estructura física utilizada para llevar a cabo algún tipo de cultivo. 
Existen distintos tipos de invernaderos como lo son tipo capilla, tipo túnel, tipo canal, 
entre otros y tienen como finalidad, tener mayor cuidado en el proceso de cultivo. 
Lumen: Unidad que mide el flujo luminoso, para conocer la luz emitida por una 
fuente luminosa y el concepto de eficiencia luminosa, donde es la relación entre la 
cantidad de luz que se produce y la energía que se consume (Lumen/Vatios). 
 
Luminosidad: Cantidad de luz que se emite o refleja por algún objeto, se tiene en 
cuenta, el color observando la saturación máxima y mínima, que llega a la escala 
de colores negro. 
Lux: Unidad derivada de medida para la iluminancia, ayudando a cuantificar la 
cantidad de luz visible y la intensidad. 
Monitoreo: En la electrónica, el monitoreo, es llevar una supervisión del desarrollo 
de alguna situación por medio de equipos electrónicos. 
Nabiximol: Es un derivado de la planta cannabis, teniendo como principios activos 
el CBD y THC, donde es implementado en tratamientos médicos debido a sus 
efectos en enfermedades de índole muscular hasta la esclerosis múltiple. 
Productividad: Capacidad en la cual se obtiene de un proceso que viene dado de 
relación entre los resultados y el tiempo que se implementó para obtenerlos. Se 
debe tener en cuenta que es un indicador de eficiencia dado que evalúa el 
rendimiento y valores de este. 
Rendimiento vegetal: Utilidad que se tiene en cuanto la relación de lo que se 
implementó a lo que se obtiene esperando un beneficio. Es decir, tener buenos 
resultados en el desarrollo vegetal de alguna planta en todos sus aspectos. 
Sensores: Equipos electrónicos que tienen como propiedad la sensibilidad frente a 
una magnitud del medio donde cuando se altera esta también varía con intensidad. 
Set-point: Este valor en los sistemas de control, es conocido como el valor deseado 
al momento de realizar un modelo de control, en la medición de valores censados 
para alguna función en específica. 
Sinecológicas: Es la ciencia que se encarga de estudiar las relaciones entre las 
comunidades biológicas y los ecosistemas de la Tierra. 
Subespecie: Es la sub categoría taxonómica que se le da a la clasificación de los 
seres vivos, donde el rango es menor que el de la especie, están formados por seres 
de la misma área pero que tiene características distintas que los hacen particulares 
de los otros de la misma especie. 
Tiempo de muestreo: Este es el tiempo en el cual se lleva a cabo la medición de 
un valor. 
Variable de proceso: En los sistemas de control, se encuentra definida como la 
variable de medición que se busca controlar. 
 
 
RESUMEN 
 
Actualmente, el sector del uso medicinal del cannabis ha presentado un crecimiento 
exponencial, debido a que en muchos países lo han legalizado y a la demanda 
mundial para su uso medicinal (Andrade et al., 2021), debido a las propiedades 
químicas que presenta. 
Este proyecto, en modalidad de servicio, tiene como objetivo el desarrollo e 
implementación de un sistema de control de humedad de sustrato, temperatura y 
fotoperiodo en un cultivo cerrado piloto de Cannabis sativa L. var. wild thailand y 
Cannabis indica Lam. var. hindu kush. Teniendo en cuenta, los requerimientos de 
la empresa Green Cross International S.A.S. para su objetivo de extraer aceites 
medicinales. 
Por ello, se implementa un sistema de control, de humedad de sustrato, temperatura 
y fotoperiodo para comparar las plantas que se encuentran en un sistema cerrado 
y uno abierto, evaluando el crecimiento y rendimiento de la variedad wild thailand 
perteneciente a la especie Cannabis sativa L. y la hindu kush perteneciente a la 
especie Cannabis indica Lam.. 
 
Palabras clave: Cannabis, variedades, sistema de control, invernadero, 
crecimiento y rendimiento. 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
Currently, the sector of the medicinal use of cannabis has presented an exponential 
growth, due to the fact that in many countries it has been legalized and to the 
worldwide demand for its medicinal use (Andrade et al., 2021), due to the chemical 
properties it presents. 
The objective of this service project is the development and implementation of a 
substrate humidity, temperature and photoperiod control system in a closed pilot 
crop of Cannabis sativa L. var. wild thailand and Cannabis indica Lam. var. hindu 
kush. Taking into account the requirements of the company Green Cross 
International S.A.S. for its objective of extracting medicinal oils. 
Therefore, a control system of substrate humidity, temperature and photoperiod is 
implemented to compare the plants in a closed and an open system, evaluating the 
growth and yield of the wild thailand variety belonging to the Cannabis sativa L. 
species and the hindu kush belonging to the Cannabis indica Lam. species. 
 
Key words: Cannabis, varieties, control system, greenhouse, growth and yield. 
 
 
 
 
21 
1. INTRODUCCIÓN 
 
 
La industria del cannabis ha tenido un crecimiento muy rápido en los últimos años, 
debido a que cada vez en más países están legalizando su uso y a la demanda 
mundial para su uso medicinal (Andrade et al., 2021). En Canadá, este sector está 
en auge, siendo uno de los países con mayor competencia a nivel de producción 
con una tasa de incremento del 32% (Benitez et al., 2021), siendo referentes en el 
mercado frente a las empresas comercializadoras de cannabis a nivel mundial 
(Millán, 2020). 
 
En Colombia, se legalizó en el 2015 y en 2016, permitiendo la exportación de 
productos medicinales derivados del cannabis sativa L., convirtiéndoseen uno de 
los países de Latinoamérica con más compromiso en la inversión extranjera para 
generar productos medicinales derivados del cannabis sativa L. (Benitez et al., 
2021). Actualmente, existen empresas autorizadas para el cultivo de cannabis, 
enfocadas en la producción y extracción de subproductos como es el caso de 
aceites esenciales derivados de la misma (Andrade et al., 2021). 
 
El Cannabis, es una planta dioica y se caracteriza por tener una producción anual 
(Benitez et al., 2021). Para el desarrollo de plantaciones de cannabis, se deben 
tener en cuenta las condiciones ambientales adecuadas como, la localización 
geográfica del país, la radiación solar, las condiciones climáticas, una disposición 
hídrica constante y la condición del suelo (Andrade et al., 2021). Esta planta, posee 
Δ9THC, agente psicoactivo, con propiedades analgésicas, anti psicóticas, 
antiinflamatorias y que contribuyen a la estimulación del apetito (Mila, 2021). Por 
otro lado, posee el CBD, más conocido como cannabidiol, un componente que no 
presenta efectos psicoactivos posteriores a su consumo, sin embargo, tiene 
propiedades que representan beneficios para la salud como antioxidante, 
neuroprotector, inmuno equilibrante (Soracipa, 2021); mostrando efectos positivos 
para contrarrestar los síntomas del cáncer (Notajene et al., 2018), la esquizofrenia, 
el asma, el SARS-CoV-2 (Soracipa, 2021) y aliviar dolores en el sistema óseo 
(Rubiano, 2019). 
 
El desarrollo de cultivos transversales de cannabis en Colombia, marca la diferencia 
en el marco mundial debido a las condiciones meteorológicas ambientales, 
propiciadas por su ubicación en el trópico, las cuales generan la luminosidad 
necesaria para su crecimiento (Andrade et al., 2021), porque las plantas necesitan 
12 horas de luz en la etapa de floración, reduciendo el uso de bombillos en los 
cultivos cerrados y con ello, obteniendo entre 3 y 4 cosechas por año (Benitez et al., 
2021). En un cultivo cerrado, se puede complementar el periodo de luz de manera 
 
 
22 
artificial, con bombillos, para completar el mínimo de 18 horas luz que necesitan las 
plantas en la etapa de germinación y crecimiento (Rojas et al., 2017). 
 
El desarrollo de este trabajo de grado, va dirigido a la industria del cannabis, 
principalmente, como un servicio para la empresa Green Cross International S.A.S, 
con el desarrollo e implementación de un sistema de control de humedad de 
sustrato, temperatura y fotoperiodo en un cultivo cerrado piloto de Cannabis sativa 
L. var. wild thailand y Cannabis indica Lam. var. hindu kush, que le permita a la 
empresa reconocer por medio de un análisis comparativo las variedades y especies 
que necesita para su producción. 
 
 
23 
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 
 
En la actualidad, la tecnificación de cultivos de cannabis, ha marcado un diferencial 
en los resultados de la tasa de éxito en la producción, debido a el control de las 
condiciones extrínsecas que en la mayoría de los casos puede ocasionar la muerte 
de algunas plantas, ya que las temperaturas extremas pueden llegar a ser letales 
(Giraldo et al., 2019), este fenómeno se presenta debido a que en la fase vegetativa, 
la planta resiste rangos de temperatura entre 20 y 26 ºC, de forma constante (Mila, 
2021); el exceso de intensidad lumínica genera como consecuencia la 
deshidratación de las plantas (Monroy et al., 2017) y por el contrario, su ausencia 
genera deficiencias en el crecimiento y desarrollo de la floración afectando su 
capacidad para robustecerse durante la etapa de formación de los cogollos (Mila, 
2021). 
 
Los cultivos que se realizan a campo abierto, dependen de la inclinación del terreno, 
de la intensidad de las lluvias, de la época del año y de horas de luz según la etapa 
del crecimiento en la que se encuentre (Rubiano, 2019). Cuando estos factores no 
son los adecuados para la planta de Cannabis, se puede dar lugar a que la planta 
no crezca lo suficiente (Avello et al., 2017). Además, el estrés puede alterar el sexo 
de las plantas, debido a que el cannabis cuenta con estructuras sexuales duales 
que durante el crecimiento pueden expresarse como masculinos o femeninos (Mila, 
2021). Sin embargo, la tasa de mortalidad de estos cultivos puede llegar a 
incrementarse ocasionando el aumento del tiempo de producción (Aso, 2018) y 
mayor gasto en mano de obra (Rubiano, 2019). 
 
El periodo de cultivo del Cannabis sativa L. es de 9 meses (Giraldo et al., 2019), por 
lo que normalmente solo se realiza un cultivo por año (Rubiano, 2019). En cambio, 
el Cannabis indica Lam., presenta una floración más rápida, pero necesita 5 meses 
en el crecimiento vegetativo, representando más tiempo en comparación con el 
Cannabis sativa L. (Sensi Seeds, 2020), por lo que el periodo de cultivo es casi el 
mismo entre las dos subespecies. 
 
Frente a las condiciones circunstanciales que presentan estos cultivos, actualmente 
la empresa Green Cross International S.A.S, se encuentra desarrollando un 
proyecto piloto en la Finca el Paraíso ubicada en el municipio de Moniquirá 
(Boyacá), con el propósito de generar una pequeña producción de aceites 
medicinales. La empresa durante sus dos primeras plantaciones en campo abierto 
en terrenos de 100 m², experimentó una disminución de un 50% en la productividad 
del cultivo de Cannabis de 43%, debido a que de 100 plantas se murieron 57, a 
causa de factores ambientales, afectando la productividad y el rendimiento de la 
 
 
24 
producción estimada de aceite medicinal durante el trimestre del año 2019 (Informe 
semestral empresa Green Cross International S.A.S). 
 
 
25 
3. JUSTIFICACIÓN 
 
El Cannabis está en auge en el mercado debido al corto tiempo que toma la 
producción de productos medicinales por medio de esta planta (Portafolio, 2020). 
Colombia fue el cuarto país en legalizar el cannabis para uso medicinal 
(Procolombia, 2019) y desde ello, empresarios de diferentes países han invertido 
en este sector debido a la calidad de los derivados del cannabis (Ortiz, 2019). Este 
mercado ha venido creciendo, gracias a aproximadamente 5 empresas que 
actualmente manejan la tecnología para el control de las variables ambientales de 
las plantas (Portafolio, 2020). Los productos medicinales extraídos del Cannabis se 
pueden utilizar en pacientes con enfermedades crónicas y/o terminales como el 
síndrome de Tourette, SIDA, glaucoma, epilepsia, artritis, cáncer, fibromialgia, 
lupus; como una alternativa terapéutica que ayuda a contrarrestar los síntomas de 
estas patologías (Rojas et al., 2017). 
 
Los factores climáticos, son importantes para el comportamiento de los fenómenos 
fisiológicos de los vegetales, ya que inciden de una manera positiva o negativa en 
ellos. Cuando el cannabis se encuentra en condiciones de estrés puede llegar a 
aparecer hermafroditismo en cualquiera de los dos sexos (Schoepke, 2014). Por lo 
cual, se debe proporcionar lo requerido por la planta según la etapa de crecimiento, 
ya que la humedad puede generar un crecimiento desordenado de las hojas 
(Cermeño, 2005), la luminosidad interviene en la fotosíntesis (Rubiano, 2019) y la 
temperatura influye en que las etapas de las plantas sean más rápidas (ElSohly et 
al., 2017). Colombia se encuentra sobre la línea del Ecuador, permitiendo la 
posibilidad de contar casi todo el año con 12 horas de luz, lo cual es requerido en la 
etapa de floración del Cannabis (Rojas et al., 2017). En esta etapa es donde la 
luminosidad afecta el rendimiento y la calidad de la cosecha, si no se tienen los 
rangos establecidos (Fassio et al., 2013). 
 
El Cannabis, se puede realizar en un cultivo abierto o cerrado, en el primer caso, 
carece de control de variables como temperatura y luz (Rubiano, 2019); 
ocasionando la pérdida de plantas debido a los cambios bruscos e intempestivos 
del clima. Por el contrario, en un cultivo cerrado, es posible ejercer un control de las 
variables ambientales para obtener un crecimiento adecuado de las plantas (Anaya& Ojeda, 2020), aumentar de la producción, controlar enfermedades, disminuir el 
tiempo de los ciclos vegetativos, obteniendo más cosechas al año, mejorar la 
calidad y el control de las plagas (Cermeño, 2005). 
 
 
 
 
26 
La empresa Green Cross International S.A.S, tiene como propósito extraer aceite 
medicinal proveniente del Cannabis, para ello necesita que las propiedades 
medicinales aumenten y así obtener un producto de calidad. Por ello, un cultivo 
cerrado les permitirá ejercer control sobre las variables ambientales para evitar la 
muerte de las plantas a causa de los factores climáticos y mitigar los problemas de 
producción. Este proyecto formulado desde la bioingeniería, busca mejorar el 
crecimiento y el rendimiento del cultivo de Cannabis, haciendo un control de 
humedad de sustrato, temperatura y de fotoperiodo diseñando un sistema cerrado 
para poder ser comparado con un cultivo control, cultivando semillas de Cannabis 
sativa L. var. wild thailand y Cannabis indica Lam. var. hindu kush. 
 
Integrar los conocimientos adquiridos, hacen que se le pueda dar solución a 
problemas de manera conjunta teniendo en cuenta que el Cannabis, es un ente 
biológico y cuenta con requerimientos para su crecimiento y cuando estos son los 
correctos se obtiene un producto con un nivel de cannabinoides medicinales altos y 
dentro de los estándares legales permitidos. 
 
 
 
27 
4. OBJETIVOS 
 
4.1. OBJETIVO GENERAL 
Desarrollar e implementar un sistema de control de humedad de sustrato, 
temperatura y fotoperiodo en un cultivo cerrado piloto de Cannabis sativa L. var. wild 
thailand y Cannabis indica Lam. var. hindu kush para la empresa Green Cross 
International S.A.S. 
 
4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
1. Desarrollar un cultivo cerrado piloto y determinar los rangos requeridos de 
humedad de sustrato, temperatura ambiental y fotoperiodo para el cultivo de 
Cannabis sativa L. var. wild thailand y Cannabis indica Lam. var. hindu kush 
para la empresa Green Cross International S.A.S. 
2. Diseñar un sistema de control de humedad de sustrato, temperatura y 
fotoperiodo para un cultivo cerrado piloto de Cannabis sativa L. var. wild 
thailand y Cannabis indica Lam. var. hindu kush para la empresa Green 
Cross International S.A.S. 
3. Implementar un sistema de control de humedad de sustrato, temperatura y 
fotoperiodo para un cultivo cerrado piloto de Cannabis sativa L. var. wild 
thailand y Cannabis indica Lam. var. hindu kush para la empresa Green 
Cross International S.A.S. 
4. Evaluar el funcionamiento del sistema de control de humedad de sustrato, 
temperatura y fotoperiodo en el invernadero piloto a través del crecimiento y 
rendimiento de las dos especies Cannabis sativa L. var. wild thailand y 
Cannabis indica Lam. var. hindu kush para la empresa Green Cross 
International S.A.S. 
 
 
 
 
28 
5. MARCO REFERENCIAL 
5.1. MARCO TEÓRICO 
 
Para llevar a fondo el estudio respecto al proyecto, se realiza una búsqueda de 
información sobre aspectos importantes que se deben tener en cuenta a la hora de 
abordar este proyecto. 
5.1.1. Botánica y morfología 
 
Es una planta anual, dioica, es decir, que posee estructuras sexuales masculinas y 
femeninas creciendo de manera separada (Rubiano, 2019). Normalmente, las 
variedades de esta especie presentan un grado alto de heterogeneidad (Piluzza et 
al., 2013). 
 
El género Cannabis incluye tres especies y pertenece a la familia Cannabaceae. 
Las especies son Cannabis sativa (Cannabis sativa var. sativa), Cannabis indica 
(Cannabis sativa var. indica) y Cannabis ruderalis (=Cannabis sativa var. 
spontanea) (Fassio et al., 2013). En la Figura 1, se puede evidenciar la morfología 
de estas tres especies con unas diferencias notables. Normalmente, las variedades 
de esta especie presentan un grado alto de heterogeneidad (Piluzza et al., 2013). 
Existen variedades de híbridos, que son el resultado de los cruces entre las 
especies anteriores (Andrade et al., 2021). 
 
 
 
 
29 
 
Figura 1. Morfología de las tres especies del Cannabis más reconocidas (C. sativa, C. indica y C. ruderalis). 
Fuente: Rubiano, 2019. 
5.1.2. Cannabis sativa L. 
 
La mayoría de las variedades de Cannabis sativa L., proceden de las zonas del 
ecuador como Tailandia, el sur de la India, Jamaica y México (Sensi Seeds, 2020). 
Es una planta alta con un crecimiento aproximado de hasta los 4 metros, con 5 a 9 
folíolos por hoja, las cuales son palmeadas con forma en espiral gruesas (Farag & 
Kayser, 2017) y presentando una superficie opaca verde claro a oscuro (Rubiano, 
2019). Los tallos son suaves y huecos, presentan un enramado débil con internodos 
largos (Rubiano, 2019). Presentan una floración lenta pero un crecimiento 
vegetativo rápido, aumentan su altura de manera rápida cuando comienza la etapa 
de floración y siguen creciendo en altura a lo largo de toda la fase, llegando a 
aumentar su altura vegetativa en un factor de 200-300% (Sensi Seeds, 2020). 
Principalmente, se cultiva para producir fibras, aceites y algunas veces para la 
producción de sustancias psicoactivas (Andrade et al., 2021). 
5.1.3. Cannabis indica Lam. 
 
La mayoría de las variedades de cannabis indica Lam., proceden de Asia Central, 
Afganistán, Pakistán, norte de la India, Tíbet y Nepal (Sensi Seeds, 2020). Las 
plantas son cortas y no alcanzan los 3 m, presentando tallos suaves y casi sólidos 
con un enramado fuerte. Las hojas cuentan con 7 a 11 folíolos por hoja y con una 
superficie verde-marrón (Rubiano, 2019). Presentan una floración rápida pero un 
 
 
30 
crecimiento vegetativo lento. Apenas empieza la floración, ganan altura de manera 
rápida aumentando su altura vegetativa en un factor del 50-100% (Sensi Seeds, 
2020). Principalmente, se cultiva para la producción de sustancias psicoactivas y 
algunas veces para producir fibras, aceites (Andrade et al., 2021). 
5.1.4. Variedades de semillas de Cannabis sativa L. y Cannabis indica Lam. 
 
En la Tabla 1, se evidencian las características de cada variedad de Cannabis de 
las semillas que se plantaron en el trabajo de grado y de esta manera evidenciar 
que cada una presenta diferencias. 
 
Tabla 1. Características de las semillas de Cannabis sativa L. y Cannabis indica Lam.. 
CARACTERÍSTICAS WILD THAILAND HINDU KUSH 
Genética Sativa (100%) Indica (100%) 
Padres Wild Thailand Hindu Kush 
Lugar de procedencia Islas del archipiélago de Ko 
Chang (Tailandia) 
Hindú Kush (Afganistán-
Pakistán) 
THC 100% 20% 
CBD - 80% 
Interior 550 g/𝑚2 350-400 g/𝑚2 
Exterior 250 g/planta 300 g/planta 
Adaptación de: MYA CANN seeds, 2020. 
5.1.5. Densidad de siembra 
 
El Cannabis, usualmente se siembra en líneas, con una distancia entre surcos de 7 
a 20 cm y debe encontrarse a una profundidad de 1 a 2 cm (Fassio et al., 2013). 
Para la producción de cannabinoides una densidad de siembra de 10 plantas/𝑚2 y 
para una producción de fibra de 30 plantas/𝑚2 (Rosenthal, 1987). 
5.1.6. Etapas de crecimiento y desarrollo del cultivo 
 
La germinación, comienza después de que la semilla se embebe en agua y empieza 
a aparecer una radícula, el hipocótilo y los cotiledones en la superficie (Rubiano, 
2019), como se evidencia en la Figura 2. La temperatura juega un papel de mucha 
importancia ya que interviene en los procesos de desarrollo y metabólicos de la 
 
 
31 
planta (Rojas et al., 2017). Las semillas sólo germinan si están dentro del rango de 
15 a 30 ºC y son capaces de inhibir en agua por menos de 24 horas o si no, esto 
puede ocasionar la presencia de hongos (Mila, 2021). 
 
 
Figura 2. A. Cotiledón. B. Hipocotilo. C. Radícula de una semilla de cannabis. 
Adaptación de: Sensi seeds, 2020. 
 
La siguiente etapa es el estado vegetativo, donde empieza a crecer el tallo y las 
hojas, pero al principio es un proceso muy lento. La planta llega a formar de 7 a 9 
pares de hojas, el primer par tiene solo un foliolo, el segundo tiene tres, el tercero 
cinco y así sucesivamente hasta alcanzarlos folíolos específicos de cada especie 
(Rubiano, 2019). Por último, en la etapa de floración, las hojas se comienzan a 
colocar amarillas quiere decir que ya están llegando a su madurez después de las 
3 o 4 semanas de esta etapa (Rojas et al., 2017). En esta etapa aparecen los 
primordios florales (Rubiano, 2019). 
5.1.7. Factores climáticos importantes para el funcionamiento de los 
fenómenos fisiológicos 
El desarrollo de plantas depende de la interacción que se da entre los factores 
bióticos, abióticos, las características genéticas de cada especie vegetal y los 
manejos agronómicos durante el ciclo productivo. Todo ello, influencia los procesos 
fisiológicos básicos como la absorción y distribución de agua y minerales, la 
fotosíntesis y la respiración (Villagrán, 2016). El Cannabis requiere de factores 
climáticos para que se dé lugar a la producción ya que estos intervienen en el 
desarrollo de los fenómenos fisiológicos como la luminosidad, temperatura y 
humedad (Cermeño, 2005). 
La radiación luminosa es importante para la fotosíntesis porque es su fuente 
primaria de energía y actúa como regulador del crecimiento y desarrollo de las 
plantas (Azcón-Bieto & Talón, 2000). La radiación fotosintéticamente activa, que es 
utilizada por las plantas en la fotosíntesis es uno de los principales determinantes 
de los rendimientos de los cultivos (Villagrán, 2016). A mayor luminosidad, mayor 
temperatura, menor humedad relativa para maximizar el rendimiento de la 
fotosíntesis (Cermeño, 2005). En floración la noche es muy importante, ya que si 
 
 
32 
las horas de luz son demasiadas puede que no florezcan las plantas o que se 
acelere el proceso, pero consiguiendo una menor producción. Las plantas no 
pueden crecer sin luz, ya que entre más luz más peso (Bart, 2017). Cuando hay 
poca luminosidad, las plantas crecen espigadas, poco frondosas, con cogollos 
pequeños y larguiruchas dirigiéndose a la dirección de la luz (Schoepke, 2014). 
 
La temperatura influye en las funciones vitales vegetales como la transpiración, 
respiración, fotosíntesis, germinación, crecimiento y floración. Por debajo de 
determinada temperatura, los vegetales paralizan o detienen su desarrollo 
vegetativo (Cermeño, 2005). Las temperaturas óptimas generan un activo 
crecimiento vegetal (Villagrán, 2016). En cuanto más se aleje la temperatura 
proporcionada a la ideal, más despacio trabajará la planta (Schoepke, 2014). 
Cuando la temperatura aumenta, la humedad relativa empieza a disminuir y 
viceversa. Lo cual interviene en la transpiración (Cermeño, 2005). Los periodos de 
alta radiación, pueden generar condiciones nocturnas secas que pueden hacer que 
la temperatura sea de 0°C produciéndose el fenómeno de helada, limitando la 
producción de los cultivos de forma parcial y según su intensidad o duración puede 
llevar a la pérdida total del cultivo (Villagrán, 2016). 
 
Cuando la planta se encuentra en crecimiento vegetativo es en la etapa en donde 
más necesita de agua. Las plantas grandes necesitan de un gran aporte de agua 
(Schoepke, 2014). Además, los nutrientes que le son suministrados a las plantas de 
cannabis, como el Nitrógeno (N), el Fósforo (P) y el Potasio (K). El nitrógeno, es un 
elemento que ayuda a las proteínas para la creación del tejido y la producción de 
clorofila, relacionado con el crecimiento. Por otro lado, el fósforo es vital para la 
fotosíntesis y el potasio ayuda al transporte y crecimiento (Thomas, 2012). Estos 
nutrientes se suministran por medio de fertilizantes que ayudan a mantener a las 
plantas en un buen crecimiento y así mismo prevenidas de alguna plaga, por eso es 
importante la elección de un buen sustrato para el cultivo. 
5.1.8. Requerimientos ambientales 
 
Según la etapa del crecimiento la planta presenta unos requerimientos ambientales 
que varios autores han establecido a través de sus estudios. En la Tabla 2, se puede 
evidenciar los requerimientos que presenta el cultivo de Cannabis sativa L. y 
Cannabis indica Lam.. 
 
 
 
 
 
 
 
 
33 
Tabla 2. Requerimientos del cultivo de Cannabis sativa L. y Cannabis indica Lam. según su etapa de 
crecimiento. 
 
VARIABLE 
ETAPA DE CRECIMIENTO 
GERMINACIÓN CRECIMIENTO FLORACIÓN 
Periodo C. sativa L. 7 días 90 días 90 días 
Periodo C. indica Lam. - 120 días 45-60 días 
Temperatura máxima 24 ºC 21-27 ºC en el día y 13-21 ºC en la noche 
Fotoperíodo 18 horas de luz 18 horas de luz 12 horas de luz 
Agua 200-700 mm por ciclo 200 mm por ciclo 
Adaptación de: Rubiano, 2019. 
 
En la Tabla 3, se evidencian los resultados de la investigación de (Rojas et al., 
2017), establecen unos rangos diferentes a los propuestos por (Rubiano, 2019), ya 
que no presentan los requerimientos en cada etapa del crecimiento. 
 
Tabla 3. Requerimientos del cultivo de Cannabis según su etapa de crecimiento. 
 
VARIABLE 
ETAPA DE CRECIMIENTO 
GERMINACIÓN FLORACIÓN 
Período 8 días 90 días 
Temperatura máxima 23 a 27 ºC 27 a 29 ºC si son altas y 20 a 21 ºC 
si son bajas 
Fotoperíodo 18 a 24 horas de luz 12 a 14 horas de luz 
Adaptación de: Rojas et al., 2017. 
5.1.9. Plagas y enfermedades 
 
En Colombia, aparecen un gran número de plagas por la diversidad de cultivos de 
la región y la temporada de lluvias, una de las plagas más común en el cultivo de 
 
 
34 
interior es el Tetranychus urticae (araña roja), que aparece como mancha diminuta 
en el envés de las hojas; Aphididae (pulgones), que atacan a las plantas débiles y 
estresadas; Liriomyza (moscas minadoras), causa que el crecimiento de la planta 
sea más lento, prolongar la floración y obtener unos cogollos pequeños; 
Thysanoptera (Trips), se encargan de raspar el tejido de las hojas y los cogollos, 
succionando los jugos de la planta (Mila, 2021) para alimentarse. 
Los virus pueden entrar a las plantas a través de sus heridas, alcanzando las células 
de la planta. Se propagan mediante vectores como insectos, ácaros, plantas, 
animales, animales y el ser humano. Pueden provocar manchas foliares y moteado 
(Rubiano, 2019). 
5.1.10. Componentes químicos del Cannabis 
 
El Cannabis es una planta que posee propiedades medicinales (Rubiano, 2019) y 
efectos analgésicos, antieméticos, orexígenos y ansiolíticos (Eguren et al., 2017). 
Es una de las que más poseen componentes químicos, contando con 
aproximadamente más de 500 compuestos químicos (Rubiano, 2019), donde 100 
se conocen como cannabinoides (Chinesta, 2019) y es el único vegetal capaz de 
producirlos (Fassio et al., 2013). (Bernstein et al., 2019), resalta que existen 5 
cannabinoides importantes para uso medicinal (Radwan et al., 2017), el CBD, Δ9-
THC, CBN, THCV, CBC y CBL (Kalapa, 2016), ya que cada uno se encarga de 
cumplir una función causando algún efecto específico por sus componentes 
químicos. 
5.1.11. Importancia de la planta 
 
Actualmente se han realizado estudios que indican que se utiliza en enfermedades 
del sistema nervioso, como la epilepsia donde se encarga de funcionar como 
anticonvulsivo, debido a los receptores que llegan a las redes neuronales ayudando 
a no desencadenar una crisis y en el parkinson reducen el temblor en el cuerpo, en 
la esclerosis múltiple donde los cannabinoides mejoran la espasticidad del paciente 
(Rubiano, 2019), en el cáncer, donde los pacientes utilizan la planta para manejar 
el dolor, las náuseas, la ansiedad, el sueño y el apetito (Pellati et al., 2018), los 
cuales son asociados a la quimioterapia (Lobo, 2017), por lo que deben hacer un 
tratamiento con antieméticos que son fármacos que ayudan a controlarlo pero los 
cannabinoides son efectivos para tratar las náuseas y los vómitos de una manera 
más eficaz (Rubiano, 2019) y se sigue investigando en otras enfermedades en las 
cuales estos cannabinoides puedan ayudar a mejorar síntomas, dolores o efectos 
secundarios de las distintas enfermedades que existen, como se puede evidenciar 
en la Figura 3. 
 
 
35 
 
 
Figura 3. Enfermedades comunes con el uso de cannabinoides. 
Fuente:Rubiano, 2019. 
5.1.12. Sistemas de control 
 
Son el conjunto de elementos que funcionan para proporcionar las salidas o las 
entradas deseadas. Se componen de las señales de entrada, los componentes del 
sistema de control y las salidas (Carrillo, 2011). 
La variable, se mide con un dispositivo analógico o sensor, la medición se convierte 
a datos digitales por medio de un convertidor de analógico a digital (conversor A/D), 
el dato digital pasa al controlador por medio de una interfaz (Hernández, 2010), se 
compara con el valor de la variable deseada y si se presenta una diferencia, el 
controlador se encarga de enviar una señal al actuador por medio de la interfaz y 
con ello, el valor de la variable aumente o disminuya al valor deseado. La salida del 
sistema es el valor de la variable y la entrada es la señal del sensor (Carrillo, 2011). 
 
 
36 
5.1.13. Modelo matemático 
 
Permite entender el funcionamiento de un sistema por medio de relaciones 
matemáticas con las que se codifica el funcionamiento de todo el sistema (Ávila, 
s.f.). 
5.1.14. Sistema on-off 
 
Este sistema solo puede cambiar entre dos valores (Ávila, s.f.). Para evitar que el 
controlador se descontrole, la variable de control o la señal de entrada cambiará de 
valor solamente cuando se presenten valores que estén dentro o fuera de los 
intervalos establecidos (Demolli, s.f.). 
5.1.15. Sensores 
 
Los sensores se utilizan para controlar automáticamente un proceso. Se puede 
hacer por medio de la medición de las diferentes magnitudes físicas. Es el 
dispositivo que se encarga de medir la magnitud física (Brunete et al., 2014). 
● Sensor de temperatura: Se usan para medir la temperatura del aire, de los 
líquidos y sólidos. Detectan la temperatura cuando existe algún cambio en 
una propiedad física. Existen tres tipos de sensores de temperatura, los 
termopares, RTD y termistores. 
 
● Sensor de humedad de sustrato: Se usan para medir la humedad de sustrato 
mediante el cambio de resistencia presente en la humedad. Monitorea la 
humedad de cualquier sustrato. 
 
● Sensor de luminosidad: Ofrece la posibilidad de encender o apagar las luces 
de un área en función a la luz ambiental. 
5.1.16. Tipos de cultivo 
 
Existen distintos tipos de cultivos donde los más empleados son a cultivo abierto y 
cultivo cerrado, (Rubiano, 2019), encuentra las características de cada uno de ellos 
concluyendo que en un cultivo abierto no se puede tener control sobre las variables 
ambientales, debido a la ausencia de herramientas para hacerlo y por eso se da 
 
 
37 
lugar a pérdidas o un rendimiento bajo de la producción. Por otro lado, el cultivo 
cerrado permite el control sobre cada variable ambiental. 
5.1.17. Cultivo cerrado 
 
Es una instalación cubierta con materiales transparentes (Cermeño, 2005). Permite 
controlar parámetros ambientales como luz y temperatura, para que el desarrollo de 
los cultivos en su ciclo vegetativo sea de mayor calidad (Rubiano, 2019), proteger a 
las plantas de afectaciones a causa de plagas, se da lugar a más cosechas por año 
(Ramírez et al., 2019), llegando a forzar la floración manipulando el tiempo de 
exposición a la luz (Schoepke, 2014). 
 
El cultivo cerrado permite controlar las variables ambientales que requiere la planta 
dependiendo la etapa de crecimiento en la que se encuentre, para que mejoren sus 
propiedades medicinales (ElSohly et al., 2017). Estas instalaciones están formadas 
por una estructura ligera que puede ser de metal, madera o hormigón; en la que se 
coloca una cubierta de un material transparente que debe contar con puertas y 
ventanas (Castilla & Prados, 2007). Construir los cultivos de manera cerrada puede 
tener las siguientes ventajas y desventajas: 
 
● Se pueden cultivar especies vegetales en las zonas climáticas en las que 
nunca se produjeron. 
● Al aumentar la temperatura se puede lograr un crecimiento más rápido y 
minimizar los estadios vegetativos de las plantas, obteniendo más cosechas 
por año aumentando la producción. 
● Se pueden controlar mejor las plagas y enfermedades, ya que los 
tratamientos son más efectivos por el cerramiento. 
● Para disminuir o aumentar la temperatura en un cultivo cerrado se puede 
ventilar, remover el aire interior, restar la luminosidad en la cubierta, regar o 
emplear calefacción (Cermeño, 2005). 
 
Existen diferentes tipos de cultivos cerrados o invernaderos en los cuales cada uno 
tiene características estructurales distintas. 
 
● Invernadero túnel: Característico debido a la forma de su cubierta y en 
algunos casos es metálica, posee mayor capacidad de para el control de las 
variables ambientales, ya que tiene una resistencia alta y rigidez (Cermeño, 
2005), como se evidencia en la Figura 4. 
 
 
 
38 
 
Figura 4. Invernadero tipo túnel. 
Fuente: Horticultivos, 2017. 
 
● Invernaderos planos: Empleado en zonas con poca probabilidad de lluvia y 
se divide en parte horizontal y vertical, no tiene ninguna forma en la parte 
superior (Cermeño, 2005), como se evidencia en la Figura 5. 
 
 
Figura 5. Invernadero plano o tipo parral. 
Fuente: Horticultivos, 2017. 
 
● Invernaderos tipo capilla: Tiene uno o dos planos inclinados, ayuda a la 
evacuación del agua para que no se quede atrapado con una inclinación de 
25°, sus tipos de ventanas vienen construidas de forma frontal y lateral 
(Cermeño, 2005), como se evidencia en la Figura 6. 
 
 
 
39 
 
Figura 6. Invernadero tipo capilla. 
Fuente: Horticultivos, 2017. 
 
 
 
● Invernaderos doble capilla: Estas son las que tienen las dos naves 
yuxtapuestas, posee una mejor ventilación debido a los dos escalones que 
tienen, además pueden dejarse abiertas y se emplea una malla de cobertura 
(Cermeño, 2005), como se evidencia en la Figura 7. 
 
Figura 7. Invernaderos doble capilla. 
Fuente: Horticultivos, 2017. 
 
● Invernaderos asimétricos: Ayuda a la captación de luz solar debido a que se 
coloca paralelo al recorrido del sol, la inclinación de la cubierta es adaptable 
para poder captar la luz, buena ventilación, inclinación recomendada de 60°, 
es un invernadero tropical usado últimamente para cultivos de frutas y fácil 
montaje (Gassó & Solomando, 2011), como se evidencia en la Figura 8. 
 
 
 
40 
 
Figura 8. Invernadero asimétrico. 
Fuente: Horticultivos, 2017. 
5.1.18. Variables ambientales relacionadas con el comportamiento 
microclimático y la producción del cultivo cerrado 
La cantidad de radiación que es captada en el cultivo cerrado, se ve influenciada 
por factores externos como el estado del tiempo, la época del año y la hora del día. 
La radiación incide de manera directa sobre el microclima, alterando el 
comportamiento térmico del aire interno debido a procesos de transferencia de calor 
por conducción y convección (Villagrán, 2016). 
El control de la temperatura en el cultivo cerrado, es importante cuando se presenta 
alta radiación, es necesario evacuar los excesos térmicos producidos al interior, 
debido a que en Moniquirá (Boyacá), se pueden alcanzar temperaturas máximas de 
30°C (Weather Spark, 2021), ocasionando desordenes fisiológicos en las plantas 
(Villagrán, 2016). 
Es necesario contar con climatización para mantener la temperatura adecuada en 
el cultivo cerrado para que la planta presente un crecimiento adecuado. Si la 
presencia de calor produce altas temperaturas en el cultivo cerrado, se debe 
remover el calor por medio de ventilación (Cámara, 2017). La ventilación afecta la 
temperatura del cultivo cerrado y cuando se presenta alta radiación es necesario 
que el aire exterior circule hacia el interior del cultivo cerrado de forma homogénea 
para controlar los excesos de temperatura (Villagrán, 2016). 
La ventilación natural, es un método de control climático de enfriamiento, que 
permite una reducción de costos de operación en el cultivo cerrado, ya que no 
requiere de energía artificial para su funcionamiento. Es un proceso que influye 
directamente en el clima del cultivo cerrado, ayudaa evacuar los excesos de 
 
 
41 
humedad y evita que se acumule sobre la superficie de la cubierta generando 
condensación y con ello, que se dé lugar a un goteo sobre el cultivo provocando 
que aparezcan enfermedades. 
Depende de dos fuerzas impulsoras, la ventilación dinámica causada por la acción 
del viento exterior y la ventilación térmico causada por la diferencia de temperaturas 
entre el exterior y el interior del cultivo cerrado. La ventilación dinámica es 
directamente proporcional con la velocidad del viento exterior y el area del sistema 
de ventilación. Un aumento o disminución de estos factores repercutirá́ positiva o 
negativamente sobre el valor de la ventilación. Por el contrario, la ventilación térmico 
aumenta en función del aumento del gradiente térmico entre el interior y exterior del 
cultivo cerrado o caso contrario disminuye con la reducción de este (Villagrán, 
2016). 
5.2. ESTADO DEL ARTE 
 
La producción de productos medicinales a partir del cannabis ha venido siendo un 
auge a nivel global y nacional, permitiendo un aumento del sector económico a 
causa de las inversiones por partes de empresas extranjeras (Asocolcanna, 2019) 
y por ello, cada vez son más las empresas que se asocian al sector del cannabis, el 
cual es joven y va a seguir creciendo, por la tecnología que maneja es cada vez 
más especializada y con equipamiento para la producción (Blueberries Medical 
Corp., 2019). 
 
Existen empresas ubicadas en 15 departamentos, siendo Cundinamarca con la 
mayor cantidad de empresas que se dedican a la fabricación de productos derivados 
del cannabis (Guevara, 2018). Existen empresas como Clever Leaves, que realiza 
productos medicinales y exporta, implementando nuevas tecnologías obteniendo 
avances y rendimiento en la producción del cannabis (Clever Leaves, 2019). Las 
empresas con cultivos controlados en invernaderos desarrollan cultivos de cannabis 
usando tecnología industrial para tener mayor calidad y productividad (Ministerio de 
Salud y Protección Social, 2018). 
 
Los aspectos morfológicos y botánicos de la planta, se han venido estudiando 
desde años atrás, (Ramos & Fernández, 2000), mostrando cómo esta planta tiene 
distintas subespecies, en dónde se encuentra el Cannabis indica Lam. y el Cannabis 
sativa L., presentando características relevantes sobre las demás debido a sus 
propiedades y estructuras. En el siglo XX, (Andre et al., 2016), concluye su aspecto 
genético, morfológico y botánico (Pinto, 2016). 
 
Se han implementado herramientas para tener control por medio de la 
automatización con interfaces (Leiva & Cabezas, 2016). (Garcia, 2018), plasma 
 
 
42 
cómo los sistemas de control ayudan a tener una mayor exactitud en cada variable 
dentro de los cultivos y así mismo los sistemas de calefacción y de ventilación son 
importantes al momento de monitorear y controlar en cultivos. 
 
En los cultivos cerrados se han implementado tecnologías similares a lo planteado 
en este proyecto, como la empresa Novagric, la cual se encargá de la construcción 
y control de cultivos cerrados de cannabis medicinal para aprovechar las 
condiciones climáticas (temperatura y humedad) del exterior pero que se 
mantengan las condiciones óptimas del cultivo creando diferentes ambientes dentro 
de la estructura del invernadero para cada etapa de crecimiento (Novagric, 2016). 
 
Anaya & Ojeda (2020), implementaron una aplicación móvil para obtener los datos 
de un sistema de control de variables ambientales, la cual muestra por medio de 
una interfaz los rangos que se tienen en cada una, teniendo como resultado un 
monitoreo para los trabajadores del invernadero sin inconvenientes para el cultivo, 
así mismo tener en cuenta cómo se comporta el sistema por medio de estudios 
estadísticos, concluyendo que desarrollar el proyecto da una seguridad para los 
cultivos por medio del monitoreo dando así un suministro de condiciones 
adecuadas. 
 
Mimani et al. (2017), desarrollaron una aplicación web que contiene los datos 
capturados de las variables climatológicas, permitiendo el monitoreo y el control de 
un invernadero activando los dispositivos adecuados a un bajo costo, ya que se 
realiza todo por medio de internet y se pueden adaptar a cualquier cultivo. Barbosa 
et al., (2019), enfatizaron en la elaboración de una red de sensores para el 
monitoreo de variables agroecológicas en cultivos bajo invernaderos, empleando 
sensores de temperatura, humedad y radiación. Teniendo como conclusión la 
importancia que se tiene en estas tecnologías en la competencia agroecológica para 
cultivos de buena calidad. 
 
Las empresas que realizan la producción a gran escala del cannabis medicinal 
trabajan en cultivos cerrados por el control que se puede tener sobre estos, dando 
lugar a un mejor estudio en las propiedades medicinales para tener un producto de 
calidad con alto nivel de CBD y bajo de THC, para la exportación. Green Health 
Colombia (2017), construyó sus cultivos en invernaderos implementando un sistema 
por medio de ventiladores, mostrando la importancia del control de factores para la 
planta, debido a que Santander es un lugar con mucha radiación solar y causaba 
daños a las plantas ya que la temperatura es de suma importancia para la planta. 
Invernaderos empleados para uso de fruta, han venido evolucionando, ya que 
ayudan a mejorar el rendimiento de los cultivos cerrados de tipo holandés (Holanda), 
donde muestran cómo realizan su estructura para tener el control de la humedad y 
luz para poder mejorar y acelerar la producción (Nieves, 2018). 
 
 
43 
5.3. MARCO NORMATIVO 
 
La legalización para el uso de cannabis de forma medicinal ha avanzado debido a 
que la producción de los productos medicinales se ha investigado e implementado, 
pero las leyes son más específicas (Aguilar et al., 2018). 
 
El Congreso de la República Colombiana en el 2016, decretó una ley que permite 
hacer el uso legal del cannabis para producción e investigación de esta planta (Ley 
1787, 2016). Colombia fue el cuarto país en legalizarla (Procolombia, 2019) y la 
primera ley decretada tiene como objetivo el uso del cannabis de manera regulada, 
con uso médico, científico y los derivados en el territorio colombiano (Ley 1787, 
2016). A partir de esa fecha, se han venido desarrollando normativas técnicas para 
el cannabis, su uso, los cultivos entre otros, escritos en decretos y resoluciones que 
se pueden evidenciar en la Tabla 4. 
 
Tabla 4. Normatividad técnica del cannabis en Colombia. 
NORMATIVA OBJETO 
Decreto 613 del 10 de 
abril del 2017 
“Establece considerar nuevas alternativas regulatorias para la adquisición 
del cannabis a fabricadores o cultivadores sin que se generen ineficiencias 
innecesarias y así mismo evaluar que los que no se encuentran dentro de 
la categoría de “pequeños” sean excluidos para tener un cupo en la 
producción de cannabis” (Minjusticia, 2017). 
Decreto 631 del 9 de 
abril de 2018 
“Para la fuente semillera. son aquellas semillas que están dentro del país 
para ser entregadas se tiene un plazo para ser usadas, después de la fecha 
31 de diciembre del 2018, tiene que ser radicado y tramitado en en el ICA” 
(Minjusticia, 2018). 
Resolución 0577 del 8 
de agosto del 2017 
“Establece las disposiciones generales, evaluación y solicitud de las 
licencias, modificación, protocolo de seguridad, requisitos para fines 
investigativos, cupos para el cultivo, seguimiento de las licencias, 
disposiciones finales para el cultivo del cannabis” (Minjusticia, 2017). 
Resolución 0578 del 8 
de agosto de 2017 
“Establece el manual de las tarifas que corresponden a los servicios de 
evaluación y seguimiento de las personas jurídicas y también naturales 
deben pagar para el uso de la semilla en el cultivo de cannabis ya sea 
psicoactivo o no psicoactivo“ (Minjusticia, 2017). 
Resolución 0579 del 8 
de agosto del 2017 
“Se establece la definición de los medianos y pequeños cultivadores, 
productores y comercializadores para la utilizaciónde cannabis a nivel 
nacional” (Minjusticia, 2017). 
Fuente: Elaboración propia, 2020. 
http://www.minjusticia.gov.co/Portals/0/Cannabis/Page/Decreto%20613%20de%202017.pdf
http://www.minjusticia.gov.co/Portals/0/Cannabis/Page/Decreto%20613%20de%202017.pdf
http://www.minjusticia.gov.co/Portals/0/Cannabis/Page/Resolucion%200577%20del%208%20de%20agosto%20del%202017.pdf
http://www.minjusticia.gov.co/Portals/0/Cannabis/Page/Resolucion%200577%20del%208%20de%20agosto%20del%202017.pdf
http://www.minjusticia.gov.co/Portals/0/Cannabis/Page/Resolucion%200578%20del%208%20de%20agosto%20del%202017.pdf
http://www.minjusticia.gov.co/Portals/0/Cannabis/Page/Resolucion%200578%20del%208%20de%20agosto%20del%202017.pdf
 
 
44 
6. METODOLOGÍA 
 
La metodología de la presente investigación de tipo CDIO, será presentada a 
continuación asociada a los objetivos específicos y sus respectivas actividades. 
Para habilitar la compatibilidad con lectores de pantalla, pulsa Ctrl+Alt+Z. Para 
obtener información acerca de las combinaciones de teclas, pulsa Ctrl+barra 
diagonal. 
 
6.1. Objetivo específico 1: Desarrollar un cultivo cerrado piloto y determinar los 
rangos requeridos de humedad de sustrato, temperatura ambiental y fotoperiodo 
para el cultivo de Cannabis sativa L. var. wild thailand y Cannabis indica Lam. var. 
hindu kush para la empresa Green Cross International S.A.S. 
 
6.1.1. Revisión bibliográfica de las variables ambientales 
 
Los rangos de las variables ambientales, humedad de sustrato, temperatura y 
fotoperiodo óptimas para el cultivo de cannabis, se determinaron a partir de la 
búsqueda bibliográfica en libros, artículos científicos y revistas comerciales 
relacionadas con el cultivo de cannabis. La información obtenida, se recopiló en una 
tabla y posteriormente se diferenció según el criterio de clasificación denominado 
estadio de desarrollo vegetativo y reproductivo, el cual determinó un rango promedio 
de las variables a identificar, para finalmente ser empleado para el desarrollo de los 
siguientes procesos. 
 
6.1.2. Identificación y selección de los requerimientos para la construcción del 
sistema cerrado 
 
Para la identificación de los requerimientos, se tuvo en cuenta las necesidades de 
la empresa Green Cross International S.A.S, las variables ambientales de la planta 
y lo indispensable para la construcción de un sistema cerrado, lo cual conllevo a la 
formulación de los requerimientos funcionales, no funcionales, de operación y de 
calidad propios del sistema. 
 
6.2. Objetivo específico 2: Diseñar un sistema de control de humedad de sustrato, 
temperatura y fotoperiodo para un cultivo cerrado piloto de Cannabis sativa L. var. 
wild thailand y Cannabis indica Lam. var. hindu kush para la empresa Green Cross 
International S.A.S. 
 
6.2.1. Diseño básico del sistema de control 
 
El diseño básico del sistema de control, inició con la construcción del diagrama de 
caja negra, en el cual se especifican las entradas (temperatura ambiental, 
 
 
45 
luminosidad y humedad de sustrato), luego se lleva a cabo el proceso, para 
determinar en la salida, si estos actuadores (ventilador, la iluminación y las bombas 
de agua) se encienden o se apagan. Posteriormente, se realizó un diagrama de caja 
gris detallando cada subproceso interno, centrándose más en el funcionamiento de 
cada una de las etapas que contribuyen a el cumplimiento de la funcionalidad del 
sistema de control propuesto. 
 
6.2.2. Diseño detallado del sistema de control 
En está etapa se realiza el diseño detallado, de los modelos matemáticos del 
sistema de control, teniendo en cuenta la implementación del tipo de sistema de 
control a manejar on-off, por medio de diagramas de bloques los cuales se 
diseñaron tres para cada variable (temperatura ambiental, luminosidad y humedad 
de sustrato), por otro lado, implementación de cálculos matemáticos que dieron el 
conocimiento de los valores, medidas y factores importantes para las tres variables 
ambientales. Esto con el fin de poder conocer cuales son estos datos necesarios 
para poder hacer la búsqueda de los distintos componentes pasando a escoger los 
elementos electrónicos y eléctricos para el proyecto. 
Las matrices de decisión, permitieron determinar los componentes del sistema de 
control y del sistema de riego que se iban a implementar, comparando los 
parámetros relevantes para cada elemento, cumpliendo los requerimientos del 
sistema de control. Fue importante primero hacer un estudio de mercado, teniendo 
en cuenta características relevantes, clasificar cada uno de los componentes, darle 
una numeración porcentual obteniendo por medio de este el de mayor número de 
importancia. 
Para determinar el microcontrolador adecuado se evaluaron características como la 
conectividad con un porcentaje de 15%, facilidad de programación con 15%, 
integración conectividad módulo - sensor con 30%, capacidad de entradas con 30% 
y por último costo-beneficio con 10%. Por otra parte, para la selección de los 
sensores y actuadores adecuados, se requirió evaluar una una matriz de decisión 
basados en los siguientes criterios: la funcionabilidad con un 20%, compatibilidad 
con 20% durabilidad con 20%, alcance de toma de datos con 30% y costo-beneficio 
con 10%. Para el caso del sistema de riego, se requirió evaluar según la aplicación 
y posterior evaluación de efectividad del sistema diseñado, los siguientes criterios: 
durabilidad con 20%, alcance en las plantas con 30% y costo con 10%. La 
evaluación de cada uno de los criterios anteriormente mencionados fue evaluados 
con base en la calificación entre 5 a 1, teniendo en cuenta que los criterios 
evaluados con puntuación 5 corresponden a el puntaje más alto y el 1 el más bajo, 
con el objetivo de tener el promedio de los puntajes dados a cada parámetro. 
 
 
46 
Para la selección de los componentes estructurales a utilizar en el proyecto el 
sistema cerrado y abierto de la maqueta conceptual y del cultivo piloto, se tuvo en 
cuenta el diseño preliminar de los planos realizados con antelación. Finalmente, 
para dar cumplimiento, se diseñó el esquemático del circuito del sistema de control, 
que permitiera visualizar cada uno de los componentes y las conexiones en el 
simulador de Proteus®. 
 
6.2.3. Diseño industrial del sistema de control 
 
Se realizaron distintos planos por medio del software, AutoCad®. Primero, los 
planos de distribución para el establecimiento de un cultivo abierto o de libre 
exposición y uno cerrado o bajo cubierta plástica. Para la distribución del área, se 
tuvo en cuenta la densidad de siembra de las plantas (Fassio et al., 2013), tomando 
una distancia entre surcos de 60 cm y una profundidad de 10 cm con una circulación 
para el personal de 1m. Luego, se realizó el plano del sistema de riego, teniendo en 
cuenta planos de distribución para que cada gotero de las mangueras abasteciera 
cada planta por separado y se utilizará la menor cantidad de manguera para no 
sobrecargar las bombas de agua. 
 
Para realizar el plano del sistema de energía, se buscó la manera más adecuada 
de alimentar todo el sistema. Por último, se desarrolló el plano de la ubicación de 
sensores para colocar los componentes del sistema de control en sitios estratégicos, 
que permitieran que los valores se censaran en distintos ambientes de los cultivos. 
 
6.2.4. Maqueta conceptual del sistema abierto y cerrado 
 
Se realizó una maqueta conceptual que permitiera evidenciar de una manera 
tangible el desarrollo del cultivo abierto y cerrado, para que, a la hora de realizar el 
cultivo piloto, se tuviera en cuenta el modelo preliminar, con la finalidad de garantizar 
el correcto desarrollo de la integración de cada una de las etapas propias del 
proyecto. 
 
6.2.5. Software de la maqueta conceptual 
 
El software encargado del almacenamiento, orden y transmisión de los datos de las 
variables ambientales, se realizó por medio del programa Arduino® (Version 
1.8.13), teniendo en cuenta las librerías propias