Tesis / 0030 / I.M by MAOSABO

PROPUESTA DE DETECCCIÓN NO INVASIVA DE ENFERMEDAD BSR (SECAMIENTO BASAL DEL ESTÍPITE) EN PALMA ACEITERA

Presentado por: VANNESA GALVIS BOCANEGRA

FUNDACION UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA MECATRÓNICA CURSO PROFUNDIZACIÓN EFICIENCIA Y EFICACIA DE PROCESOS INDUSTRIALES BOGOTÁ D.C - 2015

PROPUESTA DE DETECCCIÓN NO INVASIVA DE ENFERMEDAD BSR (SECAMIENTO BASAL DEL ESTÍPITE) EN PALMA ACEITERA

Presentado por: VANNESA GALVIS BOCANEGRA

Trabajo de grado para obtener el título de Ingeniero(a) Mecatrónico(a)

Director: GERMAN LEONARDO RAMIREZ MORENO Ingeniero Mecatrónico

FUNDACION UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA MECATRÓNICA CURSO PROFUNDIZACIÓN EFICIENCIA Y EFICACIA DE PROCESOS INDUSTRIALES BOGOTÁ D.C - 2015

Nota de aceptaci贸n

_______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________

Presidente del jurado

_______________________________

Jurado

_______________________________

Jurado

_______________________________

BOGOTA D.C- 2015

Agradecimientos

Doy gracias a Dios por permitirme estudiar una carrera profesional, que me lleno de humildad, experiencias y reflexiones.

A mi padre Jaime Galvis Zea, por su inmensa sabiduría, dedicación, comprensión y apoyo. Porque gracias a él cada día soy una mejor persona.

A mi bella madre María Jesús Bocanegra, por su cariño, bondad, paciencia y dedicación.

A mi padre Carlos María Sánchez Bernal, por estar presente desde mi infancia y hacer parte de mi crecimiento espiritual y profesional.

Agradezco a mis hermanos por su paciencia y compañía en mi proceso de formación.

A mi madrina, que ha estado presente en cada fase de mi vida.

Un especial agradecimiento a la Ingeniera Elizabeth Beltrán Roa, por su constante comprensión, carisma y orientación.

Al ingeniero German Leonardo Ramírez Moreno por su dedicación y tiempo.

Doy gracias a todos los que aportaron, de alguna u otra forma, en este reto que decidí emprender.

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN

11,12

2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

3. JUSTIFICACIÓN

4. OBJETIVOS

4.1 Objetivos generales 4.2 Objetivos específicos

5. MARCO TEÓRICO

5.1 Palma aceitera africana

5.1.1 Clasificación científica

16,17

5.1.2 Generalidades palma aceitera africana

17,18

5.1.3 Subproductos palma aceitera

19,20

5.1.4 Producción y rendimiento en Colombia

21-26

5.2 Enfermedades que afectan a la palma aceitera africana

5.3 Enfermedad BSR en palma aceitera africana a. Infección

b. Organismo causal: Ganoderma Boninense

28,29

c. Síntomas

29,30

5.3.1. Análisis de signos de alarma

31,32

5.3.2. Métodos de detección no tecnificados

33,34

5.4 Sensores

35,36

5.4.1 Tipos de sensores

36-38

5.4.2 sensores químicos

39-41

5.4.2.1 Basados en propiedades de conductividad de materiales semiconductores  Sensores de óxido de metal (MOS)

41-43

 Sensores de polímeros orgánicos conductores (CP)

44,45

5.4.2.2 Sensores de gases sensibles a masa  Microbalanzas de cristal de cuarzo (QCM)

5.5 Sensor olfativo electrónico

47-49

6. ANTECEDENTES

6.1 Hand-held electronic nose sensor selection system for basal stamp

50- 52

rot (bsr) disease detection

6.2 Intelligent electronic nose system for basal stem rot disease detection

53- 54

6.3 Esta nariz electrónica puede salvarle la vida en un desastre natural

55-56

7. PROPUESTA INNOVADORA

57-61

CONCLUSIONES

62, 63

ANEXOS PROPUESTA INNOVADORA

64-80

REFERENCIAS

81-88

LISTA DE IMÁGENES

Imagen 1. Ubicación cultivos de palma de aceite 2011 en Colombia

Imagen 2. Ubicación cultivos de palma de aceite en el año 2012 en Colombia.

Imagen 3. Cuerpo fructífero del hongo Ganoderma Boninense

Imagen 4. Cultivo de palma aceitera sano, contaminado por BSR

Imagen 5. Resultado de método de sacabocado en palma aceitera

palma sana. Palma infectada con BSR.

Imagen 6. Configuración física del sensor polímero conductores (CP)

Imagen 7. Desarrollo físico de la nariz electrónica

Imagen 8. Nariz electrónica Cyranoise 320

Imagen 9. Nariz electrónica creada por la científica Blanca Villarreal

Imagen 10. Recomendación de estructura física de la plataforma móvil

LISTA DE CUADROS

Cuadro 1. Generalidades de la palma aceitera

Cuadro 2. Algunas de las enfermedades mรกs importantes que afectan al cultivo

de palma aceitera.

LISTA DE DIAGRAMAS

Diagrama 1. Cadena productiva palma aceitera

Diagrama 2. Desarrollo de enfermedad BSR en palma aceitera africana

Diagrama 3. Esquema general de funcionamiento de un sensor

Diagrama 4. Algunos parámetros para la clasificación de sensores

Diagrama 5. Sensores de gases disponibles en el mercado y principio de

operación de cada uno de ellos.

Diagrama 6. Principio de operación de sensor MOS

Diagrama 7. Comparación entre la secuencia de funcionamiento de la nariz

humana con respecto a la nariz electrónica

Diagrama 8. Diagrama de bloque de la nariz electrónica de mano

Diagrama 9. Descomposición funcional propuesta innovadora.

LISTA DE GRAFICAS

Grafica 1. Crecimiento anual de la producci贸n de aceite de palma crudo por zonas

Grafica 2. Crecimiento anual de la producci贸n de aceite de palma crudo por zonas

1. INTRODUCCIÓN

La enfermedad más importante de la palma de aceite es la pudrición basal del estipe, causada por Ganoderma Boninense. Algún grado de control de esta enfermedad se

obtiene

mediante la destrucción de las fuentes de inóculo durante la renovación. Aunque es efectivo, este método cultural no elimina totalmente la enfermedad.

Al ser transmitido en su primera etapa por el suelo, como se muestra en el Diagrama 2, es imposible eliminar totalmente los tejidos enfermos. Las raíces subterráneas interconectadas que quedan de la población anterior pueden actuar como focos de inóculo. También se deben considerar medidas a corto plazo, como el tratamiento químico por medio de la inyección a presión de fungicidas que permite una fumigación más exacta. Los intentos por controlar la enfermedad con fumigantes en el suelo han mostrado ser promisorios, pero está por determinar el efecto a largo plazo. (Instituto Malayo de Investigación, s,f)

Es por esto, que se evidencia una gran necesidad de realizar investigaciones de sistemas o métodos que vinculen una tecnología eficiente para, de esta manera, lograr en la agroindustria un mayor control en materia de inspección o supervisión. Además, estos sistemas o métodos ofrecen

confianza en los datos obtenidos por el mismo, una disminución de tiempos de

recolección de datos, disminución en la asignación de labores que pongan en riesgo la vida y salud de los trabajadores. Considerando que, con soluciones tecnológicas los periodos de tiempo de inspección de los cultivos de palma aceitera reducirían, se garantiza una disminución de labores que pongan en riesgo la seguridad e integridad física de los trabajadores, entendiéndose que las funciones de campo poseen un alto factor de riesgo al ser este ambiente muy hostil para los seres humanos.

El presente trabajo menciona algunos sistemas de nariz electrónica que están en proceso de investigación y desarrollo, al cual se les tienen grandes expectativas ya que ha demostrado ser prometedores en la tarea de cubrir la necesidad de obtención de sistemas eficientes y eficaces para la supervisión y reconocimiento no invasivo de la enfermedad BSR en la palma aceitera.

Además, se hará una propuesta innovadora, que responda a la necesidad actual de la industria de palma aceitera, de investigar e implementar sistemas de detección no invasivos, que garanticen la veracidad de los datos obtenidos tras la inspección en las plantaciones de palma aceitera. Se hablara del sensor olfativo electrónico, el cual es un instrumento de detección no invasivo que, además, es capaz de clasificar los diferentes tipos de olores, ayudando de esta manera con el reconocimiento de la enfermedad BSR en las plantaciones de palma aceitera.

2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

Colombia es actualmente el primer productor de aceite de palma en América y el cuarto en el mundo. En tanto, el país cuenta con 58 núcleos palmeros distribuidos en las cuatro zonas palmeras: la zona norte la componen la Costa y el Cesar con 15 en la zona central se encuentran el Sur del Cesar, Bucaramanga y Norte de Santander con 13; la zona oriental está compuesta por el Meta y Casanare con 25; y el suroccidente abarca Tumaco y Caquetá con 5, la distribución de las zonas geográficas en Colombia se muestran en la Imagen 1 (Portafolio, 2014). Es decir, que gran parte de los habitantes estas zonas dependen de este tipo de cultivos para su subsistencia y debido a la baja inversión en el agro tienen pocas alternativas de superación económica, en el caso de que estos cultivos empiecen a desaparecer.

Según reportes de FEDEPALMA en el año 2012, el rendimiento nacional del aceite de palma crudo fue de 3,25 t/ha, con una reducción de 8,3 % frente al observado el año anterior. A nivel regional, se observa un decrecimiento en los rendimientos de las zonas Suroccidental (-17,5 % con 2,44 t/ha), Central (-15,3 % con 3,26 t/ha) y Oriental (-12,2 %, con 3,11 t/ha) (Fedepalma, 2013).

Esta decaída la ocasionaron enfermedades que afectan las

plantaciones de palma

aceitera, entre estas la Pudrición basal del estípite (BSR, por su sigla en inglés) (Idris Abu, 2013). Por consiguiente, ¿Cómo se hacer una inspección de la enfermedad BSR, implementando la tecnología, para evitar la propagación de la enfermedad y por ende pérdidas en la producción?

3. JUSTIFICACIÓN

Los cultivos de palma aceitera tienen un promedio de vida útil entre 24 y 28 años. En Colombia durante el año 2013 la producción de aceite de palma crudo superó el millón de toneladas. En complemento, la palma aceitera se encuentra entre los cultivos oleaginosos con rendimientos elevados por hectárea. Este hecho ha contribuido al desarrollo de una industria que se expande rápidamente en África, Asia Suroriental y América del Sur y Central. (Portafolio, 2014)

El agente causal de la enfermedad BSR de carácter letal es el hongo Ganoderma, el cual se expande desde las raíces hasta la copa, pudriendo internamente el tronco de la palma. Por lo cual, genera un gran reto a la hora de hacer una detección temprana sin afectar dicha plantación. Actualmente la detección de la enfermedad BSR se realiza de forma invasiva, realizando el método de sacabocado en el tronco de la palma para efectos de comprobación de alguna evidencia de la infección al interior del mismo. Por lo cual, se ve la necesidad de implementar tecnologías eficientes y confiables que garanticen una recolección no invasiva de datos con los que se pueda discriminar la posibilidad de infección en la palma.

Desde la parte ingenieril, se pretende conseguir interés por parte de la agroindustria para lograr un avance tecnológico que se le suministraría a las plantaciones de palma alternativas sustentables, viables y eficientes. Es por esto que se propone un sistema plataforma móvil, el cual cumpla una función de exploración de las plantaciones de palma aceitera, detectando de manera no invasiva una probable presencia de la enfermedad BSR, la cual es ocasionada por el hongo Ganoderma Boninense. Adicionalmente, ayudaría en el proceso de prevención de futuras pérdidas en la producción y

también apoyaría el proceso, en caso de ser necesario,

recuperación de cultivos.

Adicional a esto, el autor del presente trabajo al ser estudiante de la Fundación Universitaria Agraria de Colombia está comprometido con el medio ambiente y el desarrollo de la agroindustria colombiana. Es por esto que propone en su monografía una alternativa desde la ingeniería mecatrónica para el control o recuperación del sector palmicultor colombiano.

4. OBJETIVOS

4.1 OBJETIVO GENERAL

Proponer una idea innovadora con el fin mejorar el proceso de detección de la enfermedad BSR en cultivos de palma aceitera, para evitar la propagación de la enfermedad, pérdidas en la producción y riesgos laborales.

4.2 OBJETIVOS ESPÉCÍFICOS 

Conocer elementos importantes de la palma aceitera y su proceso de producción.



Indagar causas y consecuencias de la enfermedad BSR en la palma aceitera africana.



Consultar los diferentes métodos que se han utilizado en el proceso de inspección de la enfermedad a través de los años.



Investigar acerca del sensor olfativo electrónico y su ayuda en el proceso de identificación de la enfermedad BSR, en una etapa temprana y de una manera no invasiva en la palma aceitera africana.



Proponer una alternativa

innovadora para hacer una detección no invasiva de la

enfermedad BSR en la palma aceitera africana.

5. MARCO TEÓRICO

El presente trabajo se basa en la búsqueda de una alternativa viable, desde la ingeniería mecatrónica, a una problemática en el sector agrícola. En tanto, se debe

realizar una

investigación de los aspectos que intervienen en el problema identificado, para posteriormente dar una propuesta de solución. En consecuencia, se realiza a continuación una descripción general de algunos de los aspectos más destacables de la palma aceitera africana, la enfermedad BSR que está afectando su óptima producción y de algunos dispositivos de los que se puede hacer uso para dar solución al problema.

5.1 PALMA ACEITERA AFRICANA

La palma aceitera africana es una palma, que como su nombre lo indica, proviene del continente Africano, que fue traída a Colombia desde los años cincuenta, debido a que las condiciones climatológicas de Colombia, cumplen los requisitos para realizar una plantación con proyección de crecimiento a futuro. A continuación, se describen algunos aspectos importantes de la palma aceitera africana, entre los que se encuentran; su clasificación científica, generalidades, subproductos, producción y rendimientos en Colombia, entre otros.

5.1.1 CLASIFICACIÓN CIENTÍFICA

La clasificación científica permite comprender la ubicación de las especies en su medio natural. A continuación, se hace una breve mención de los ítems más importantes que se encuentran en la clasificación científica de la palma aceitera.

Nombre científico: Elaeis guineensis Jacq. Reino: vegetal Clase: Angiosperma Subclase: Monocotyledoneae

Orden: Spathiflorac Familia: Arecaceae Género: Eaeis Especie.: guineensis Jacq (Navas, 2001)

5.1.2 GENERALIDADES DE LA PALMA ACEITERA AFRICANA

Botánicamente, la Palma aceitera africana es una planta tropical propia de climas cálidos, los cuales abundan en Colombia. Los orígenes de esta palma tienen lugar en la región occidental y central del continente africano, concretamente en el golfo de Guinea, de ahí su nombre científico Elaeis guineensis Jacq. (Infoagro, 2009)

En cuanto a la llegada al continente americano de palma aceitera, en publicaciones de INVERPAL se indica que, las primeras plantaciones en América, de palma africana, se establecieron en la década de los cuarenta en México y Costa Rica. Posteriormente, debido a las excepcionales condiciones climatológicas se establecieron en Colombia, Ecuador, Brasil, Perú y Venezuela en la década de los cincuenta. (INVERPAL, 2014)

En lo referente a la agronomía, la palma aceitera es una planta oleaginosa (vegetales de cuya semilla o fruto puede extraerse aceite), su tallo puede sobrepasar alturas de 30 metros.. En el cuadro 1 se muestran generalidades de la palma africana. “Se caracteriza por ser la oleaginosa más productiva del planeta (Fedepalma, 2013). En cuanto a la vida productiva de la palma se caracteriza por ser mayor de 50 años, pero se evidencia una problemática significativa en la etapa entre los 20 a 25 años ya que por su altura dificulta labores de cosecha, lo cual arroja un indicativo de renovación en las plantaciones comerciales en ese periodo de tiempo. (Navas, 2001)

Cuadro 1. Generalidades de la palma aceitera (Navas, 2001)

5.1.3 SUBPRODUCTOS PALMA ACEITERA

Del fruto de la palma africana se extrae un aceite, denominado aceite de palma, de este se obtienen dos productos: La oleína (Sustancia que se puede mezclar con otros aceites vegetales) y la estearina de palma (Para la elaboración de margarinas y jabones). En el diagrama 1 se hace una síntesis de las etapas y productos en la cadena productiva de la palma de aceite. (Fedepalma, 2011)

De acuerdo al anuario estadístico de Fedepalma en su capítulo 2, los frutos de color naranja rojizo contienen en su interior la semilla, llamada almendra o palmiste, protegida por una pulpa carnosa de la que se obtiene el aceite de palma. El palmiste es utilizado en la producción de concentrados o como suplemento de alimentos para animales. Por otro lado, se utilizan para la fabricación de láminas de aglomerado y contrachapado: Los frutos secos, las fibras de las hojas y los racimos vacíos. La madera de los troncos viejos, se utiliza en la fabricación de muebles. (Fedepalma, 2011)

Al ser el fruto un producto altamente perecedero se refleja una importante dificultad en el proceso de extracción del aceite, después del corte, estos frutos deben ubicarse cerca de la planta extractora. El proceso de extracción consiste en esterilizar los frutos, desgranarlos, macerarlos extraer el aceite de la pulpa, clarificarlo y recuperar las almendras del bagazo resultante. Luego, el aceite de palma recibe un proceso de refinación para reducir la humedad, blanquearlo y desodorizarlo. Usualmente se presenta al consumidor mezclado con otros aceites vegetales. (Web Superintendencia)

Diagrama 1. Cadena productiva palma aceitera. (Fedepalma, 2011)

5.1.4 PRODUCCIÓN Y RENDIMIENTO EN COLOMBIA En la publicación del anuario informativo de Fedepalma del año 2012, se afirma que “en el 2011 aumentó 6% con respecto al año 2010, se evidencia que esta área alcanzo 427.368 hectáreas, 23.264 más que en el año 2010. Durante el periodo de 2005 al 2009, la Zona Oriental fue la de mayor participación en el área total sembrada, alcanzando en el año 2011 un peso relativo de 38,2%. En la imagen 1, se muestra la ubicación de cultivos de palma aceitera por zonas en el año 2011.

Además, durante ese 2011 los rendimientos en la producción de aceite nacionalmente aumentaron 17,3% pasaron de 3 a 3,52 toneladas/hectárea. Se considera que esta es la primera variación positiva de los rendimientos que se observa desde el 2004. Otro tema importante a considerar es el rendimiento actual de aceite en Colombia (3,5 toneladas/hectárea) que es 12,0% inferior al rendimiento de Malasia (4,0 toneladas/hectárea).

En Colombia los rendimientos de aceite crecieron en todas las zonas palmeras durante 2011. En tal sentido, la Zona Oriental experimentó un incremento relativo en rendimientos de 29,3% y las zonas Suroccidental, Norte y Central evidenciaron incrementos de 22,4%; 16,0% y 5,8%, respectivamente. Específicamente, en materia de frutos los rendimientos aumentaron en las cuatro zonas palmeras, pero se destacaron: La zona Oriental (29,1%) y la zona Suroccidental (27,6%). De la misma manera, la producción de la Zona Norte aumentó 22,3%, al pasar de 249.973 en el año 2010 a 305.704 toneladas en el año 2011, como se muestra en la Grafica 1.” (Fedepalma, 2012).

Grafica 1. Crecimiento anual de la producci贸n de aceite de palma crudo por zonas (en porcentaje). (Fedepalma, 2012)

Imagen 1. Ubicaci贸n cultivos de palma de aceite 2011 en Colombia. (Fedepalma, 2012)

En la publicación del anuario informativo de Fedepalma del año 2013, se afirma que “La producción de palma aceitera en el año 2012, se estima un área sembrada de 452.435 hectáreas, lo que indica un incremento de 5,9 %, representado en 25.067 hectáreas adicionales en el país, respecto al año anterior. En complemento, en el área en producción se observa un aumento del 12,4 %, alcanzando 299.953 hectáreas.

En comportamiento regional, se observa que la Zona Oriental continúa liderando la participación en el área sembrada con 170.662 hectáreas (37,7 %), seguida por la zona Norte con 132.530 hectáreas (29,3 %), la zona Central con 129.112 hectáreas (28,5 %) y la zona Suroccidental con 20.131 hectáreas (4,4 %).

En cuanto a la producción de aceite crudo de palma, durante 2012, indico 973.703 toneladas, lo que representó un incremento de 3,03 %, con 28.673 toneladas adicionales, respecto a las 945.030 toneladas observadas el año 2011.

En el año 2012, el rendimiento nacional del aceite de palma crudo fue de 3,25 t/ha, con una reducción de 8,3 % frente al observado el año anterior. A nivel regional, se observa un decrecimiento en los rendimientos de las zonas Suroccidental (-17,5 % con 2,44 t/ha), Central (15,3 % con 3,26 t/ha) y Oriental (-12,2 %, con 3,11 t/ha). La Zona Norte se destacó por mostrar un incremento de 3,1 % en su productividad (3,42 t/ha). En la imagen 2, se muestra la ubicación de cultivos de palma aceitera por zonas en el año 2012.

El rendimiento nacional de fruto de palma fue de 15,52 t/ha, 9,7 % menor al registrado el año anterior.

En cuanto al comportamiento por zonas, la mayor reducción se dio en la

Suroccidental con 19,9 % (14,17 t/ha), seguida por la Central que cayó en 18,5 % (15,07t/ha) y la Oriental que registró disminución del 13 % (14,62 t/ha); el único crecimiento se evidenció en la Zona Norte con 2,4 %, que alcanzó 16,97 t/ha, como se muestra en la imagen 2, siendo mayor al rendimiento nacional (15,52 t/ha)”. (Fedepalma, 2013)

Grafica 2. Crecimiento anual de la producci贸n de aceite de palma crudo por zonas (en porcentaje). (Fedepalma, 2013)

Imagen 2. Ubicaci贸n cultivos de palma de aceite en el a帽o 2012 en Colombia. (Fedepalma, 2013)

5.2 ENFERMEDADES QUE AFECTAN A LA PALMA ACEITERA AFRICANA

Existen una gran variedad de enfermedades que afectan a la palma aceitera, deteriorando los cultivos y disminuyendo los índices de producción. En Complemento del libro “El cultivo de la palma aceitera” del autor Rubén Alberto Ortiz Vega, se rescata el Cuadro 2, en el cual se describen algunas de las enfermedades más importantes que afectan al cultivo de palma aceitera. Sin embargo, se aclara que la enfermedad en la que se va a centrar el presente trabajo es la BSR o Secamiento Basal del Estípite en cultivos de palma aceitera africana.

Cuadro 2. Algunas de las enfermedades más importantes que afectan al cultivo de palma aceitera (Ortiz, 2011).

5.3 ENFERMEDAD BSR EN PALMA ACEITERA AFRICANA

La pudrición basal del estipe, causada por el Ganoderma boninense, es la enfermedad más importante de las palmas de aceite. En palmas jóvenes los principales síntomas son el moteado y posterior secado de algunas hojas, la aparición de hojas más cortas y cloróticas, la necrosis de los tejidos, un follaje de tonalidad pálida y un crecimiento general retardado.

En palmas adultas, los síntomas se caracterizan por el desarrollo de una coloración pálida en las hojas más nuevas, las hojas más viejas amarillean, mueren y permanecen colgando alrededor del tronco y en la base de estas palmas se desarrollan los cuerpos fructíferos del hongo, que son grandes "orejas" de color café rojizo brillante y con un margen blanco en la cara superior y crema en la cara inferior. (Infoagro, 2009) (Instituto Malayo de Investigación, s,f)

La Detección temprana del nivel de resistencia o susceptibilidad es fundamental para un programa de mejoramiento y para la sostenibilidad de este cultivo. (Fedepalma publicaciones especiales, 2010)

a. Infección

La infección natural por Ganoderma comienza por el contacto establecido entre raíces sanas de la palma y tejidos enfermos que quedan enterrados en el suelo. En consecuencia, la palma infectada actúa como foco que puede transmitir la enfermedad mediante el contacto de las raíces con las palmas vecinas. (Nawawi, 1985)

b. Organismo causal: Ganoderma Boninense

El organismo causal responsable de esta enfermedad en las palmas de aceite pertenece a las especies de Ganoderma. “Estudios detallados de los cuerpos fructíferos de Ganoderma

recolectados de palmas enfermas en distintos sitios de Malasia Peninsular, establecieron que todas son de la misma especie Ganoderma Boninense”. (Nawawi, 1985)

Nombre Científico: Ganoderma Boninense. Phylum: Basidiomycota. Clase: Basidiomycetes. Orden: Polyporales. Distribución: Subtropical Latina y Asia. (Web Biota Taiwanica)

Imagen 3. Cuerpo fructífero del hongo Ganoderma Boninense (Nawawi, 1985)

c. Síntomas

Los síntomas de la pudrición basal del estipe causada por Ganoderma reflejan un deterioro en la absorción de agua y deficiencia de nutrientes manifestados en el follaje de las palmas infectadas. (Instituto Malayo de Investigación, s,f)

Imagen 4. Cultivo de palma aceitera a) sano, b) contaminado por BSR. (Diario Roatรกn, 2014)

5.3.1 ANÁLISIS DE SIGNOS DE ALARMA

Las plantaciones de palma aceitera africana deben ser supervisadas, para determinar si existen signos o síntomas que indiquen la presencia de la enfermedad BSR en dicha plantación. La enfermedad BSR se logra extender rápidamente desde la raíz hasta alcanzar las hojas, demorándose en este proceso un tiempo aproximado de 6.3 años, como se observa en el Diagrama 2. (Idris abu, 2013)

A continuación se describen algunos de los signos de alarma y su respectivo tiempo de proliferación. Presencia de Ganoderma Boninense (GB) en el suelo: La velocidad de movimiento de GB dentro de la raíz es de un aproximado de 2,5 cm por mes. (Idris abu, 2013)

Aparición de espóforos de GB: Luego de que la GB ha logrado desplazarse por la raíz hasta el tallo, proceso que tarda aproximadamente 4 años, aparecen los espoforos. El tiempo de aparición de los espoforos en el estípite o tallo de la palma es de es de 2 meses. Es decir que aproximadamente a los 4 años y dos meses de haberse infectado la palma, se empiezan a evidenciar los hongos en el tallo. (Idris abu, 2013)

Ausencia de Hierro en la palma: la enfermedad BSR causa deficiencia de hierro en la palma, es decir, desde el inicio de la infección se presenta una disminución de este nutriente en la palma. En tanto, al evidenciarse presencia de espoforos en el tronco de la palma, el suministro de nutrientes como el Hierro es casi nulo. Todo esto hace que la palma entre en proceso de descomposición.

Clorosis en hojas de palma: Las palmas infectadas normalmente mueren en un plazo de 6 a 24 meses después de la aparición visual de los primeros síntomas. (Idris abu, 2013)

Presencia de Ganoderma Boninense (GB) en el suelo Se extiende a través de las raíces

2,5 cm por mes

Aparición de Esporóforos de GB Cuerpos fructíferos o esporóforos de GB aparecen en el extremo inferior del estipe, cerca del nivel del suelo.

50 meses (4 .2 años)

Presencia de GB el aire Causada por las Basidoesporas, que son proliferadas por los poros de los hongos (Esporóforos) que se presentan en la parte inferior del tronco.

50 meses (4.2 años )

Ausencia de Hierro en palma La disminucion de Hierro restringe la absorción de agua y nutrientes que se dirigen a la palma.

51 meses (4.3 años)

Proceso de descomposición Entra el tallo en un proceso de descomposición, con un corte transversal se pueden observar las etapas de descomposición y por ende el estado de maduración de dicho patógeno.

51 meses (4.3 años)

Clorosis en hojas de palma La clorosis (Amarillamiento del tejido foliar causado por la falta de clorofila) se presenta por falta de hierro. Comienza en las hojas más jóvenes y luego avanza hacia las hojas más adultas.

75 meses (6.3 años)

Diagrama 2. Desarrollo de enfermedad BSR en palma aceitera africana. (SpringerPlus, 2013) (Web Universidad de Illinois)

5.3.2. MÉTODOS DE DETECCIÓN NO TECNIFICADOS

En palmas aparentemente sanas pero con posibilidades de estar afectadas por su cercanía a palmas enfermas es posible recurrir a la prueba del sonido, el método de sacabocado, a la inspección visual o al método de muestreo, para determinar la presencia de la enfermedad. En complemento, el método más utilizado es el sacabocado, para detectar si hay pudrición, ya que no requiere elementos ni personal especializados para su realización.

 Prueba del sonido

Cuando el estipe de una palma enferma se golpea con un objeto contundente, como el cabo de una pala, se escucha un sonido sordo y apagado. En cambio, cuando se golpea el estipe de una palma sana se produce un sonido firme y resonante, siendo todo lo contrario, es decir que es un método en el que se puede hacer verificación auditiva en el momento preciso en que se hace el análisis. Adicional a esto, este método afecta al estípite de la palma al ser golpeado. (Instituto Malayo de Investigación, s,f)

 Método sacabocado

Este método consiste en realizar un corte transversal en el estípite de la palma de 45 cm de largo y 1,9 cm de diámetro, este corte se realiza introduciendo el sacabocado en un ángulo de 45° y siempre a menos de 50 cm del suelo para realizar la inspección. (Nieto 1994). Este procedimiento se efectúa en todas las palmas de la plantación

y es el más utilizado en

plantaciones con bajos índices de tecnificación, causando así el deterioro de las palmas y mayor exposición a enfermedades. En la imagen 5 se observa el resultado del método de sacabocado en una palma sana al igual que el resultado del método en una palma infectada por el BSR (Instituto Malayo de Investigación, s,f)

Imagen 5. Resultado de método de sacabocado en palma aceitera a. Palma sana b. Palma infectada con BSR. (Be Bioenzyme, 2014).

 Inspección visual

El método de inspección visual se basa en la observación de síntomas en campo, uno de los aspectos que se evalúan en este método son, por ejemplo, hojas que se marchitan y caen por presencia del basidioma del patógeno Ganoderma en el árbol. Este método se realiza inspeccionando cada palma visualmente, lo que

implica un alto costo cuando se trata de

plantaciones grandes y requiere alta disponibilidad de mano de obra calificada para este tipo de actividades. (Instituto Malayo de Investigación, s,f)

5. 4 SENSORES

Se denomina sensor, en general, a todo dispositivo que convierte una señal de una forma física en una señal eléctrica, sin afectar las propiedades del elemento sensado. Es, por tanto, un dispositivo que convierte un tipo de energía en otro. (Pallás, 2003)

Dado que se encuentran diferentes tipos de señales, tales como: mecánicas, térmicas, magnéticas, eléctricas, ópticas y moleculares (químicas), cualquier dispositivo que convierta una señal de un tipo, en una señal de otro tipo debería considerarse un sensor. No obstante, se consideran transductores por antonomasia aquellos que ofrecen una señal de salida eléctrica. (Pallás, 2003)

Diagrama 3. Esquema general de funcionamiento de un sensor. (Yerga, 2012)

Como se mencionó anteriormente, los sensores son los elementos de un sistema que se conectan con el entorno físico que los rodea. La función de los sensores es obtener señales eléctricas en respuesta a magnitudes de entrada no eléctricas, como se observa en el Diagrama 3.

Ahora bien, tras la entrada de la magnitud no eléctrica obtenida por el sensor, se debe hacer un proceso de adquisición de la información (en forma de señales analógicas o digitales), procesarla y presentarla. A veces, además, hay que registrarla. (Pallas, 1993)

En el caso de que este sensor pertenezca a un sistema de control, la señal obtenida se compara con la medida patrón (medida de referencia) y de ser necesario actuar sobre el sistema físico o proceso, ejecutando una orden para obtener la acción deseada (Pallas, 1993). En tanto, un ejemplo de ejecución de acción deseada es la modificación de parámetros en el sistema o simplemente ejecutar la orden para empezar el almacenamiento de los datos recolectados.

5.4.1 TIPOS DE SENSORES

El número de sensores disponibles para las distintas magnitudes físicas es tan elevado que no se puede proceder racionalmente a su estudio sin clasificarlos previamente de acuerdo con algún criterio. Según el aporte de energía, los sensores se pueden dividir en moduladores y generadores. En los sensores moduladores o activos, la energía de la señal de salida procede, en su mayor parte, de una fuente de energía auxiliar. La entrada sólo controla la salida. En loa sensores generadores o pasivos, en cambio, la energía de salida es suministrada por la entrada. (Pallás, 2003)

Según la señal de salida, los sensores se clasifican en analógicos o digitales. En sensores los analógicos la salida varía, a nivel macroscópico, de forma continua. Si es en forma de frecuencia, se denominan, a veces, casìdigitales, por la facilidad con que se puede convertir en una salida digital. (Pallás, 2003)

En los sensores digitales, la salida varía en forma de saltos o pasos discretos. No requieren conversión A/D y la transmisión de su salida es más fácil. Tienen también mayor fidelidad y mayor fiabilidad, y muchas veces mayor exactitud, pero lamentablemente no hay modelos digitales para muchas de las magnitudes físicas de mayor interés (Pallás, 2003).

Desde el punto de vista de la ingeniería electrónica, la clasificación de los sensores suele ser de acuerdo con el parámetro variable: Resistencia, capacidad, inductancia, añadiendo luego los sensores generadores de tensión, carga o corriente. Existe gran cantidad de parámetros con los que se pueden identificar diferentes tipos de sensores, es por esto que los sensores tienen la flexibilidad de ser clasificados dependiendo del interés que se tenga en particular, para algún tipo de situación en que se requiera efectuar una medida, como se muestra en el Diagrama 4. (Pallás, 2003).

En tanto, si es el caso del estudio de un gran número de sensores se suele acudir a su clasificación de acuerdo con la magnitud medida. Se habla, en consecuencia, de sensores de:

Temperatura  Luz  Presión  Caudal  Humedad  Acides  Posición  Contacto  Velocidad  Aceleración  Fuerza  Par, etc (Pallás, 2003)

Diagrama 4. Algunos parámetros para la clasificación de sensores. (Buitrago, 2014)

La clasificación de sensores según el tipo de variable física medida, difícilmente puede ser exhaustiva ya que la cantidad de magnitudes que se pueden medir es prácticamente inagotable (Pallás, 2003). Por lo tanto, la clasificación de los sensores se realiza de acuerdo a la aplicación en la que se vaya a utilizar, siempre y cuando realice una correcta evaluación de los parámetros con los cuales se van a catalogar dichos sensores para, de esta manera, incurrir en confusiones o complicaciones.

evitar

5.4.2 SENSORES QUIMICOS

En el presente trabajo se hará

énfasis específicamente en los sensores químicos para

medición de gases y químicos, ya que estos poseen la capacidad de medir las variables en el ambiente, que se requieren para detectar la enfermedad BSR en la palma aceitera.

El Dr. Raül Díaz Delgado, en su tesis Doctoral Tin Oxide Gas Sensors: An Electrochemical Approach, indica que “Un sensor químico es un mecanismo que convierte la interacción entre el material sensible del sensor y el compuesto químico en una señal eléctrica. Se pueden utilizar dos tipos de recubrimientos sensibles:

INORGÁNICOS: tales como óxidos de metal (SnOg, TÍO2, etc.). La ventaja de utilizar materiales inorgánicos es su estabilidad y pureza, aunque resultan también mucho más difíciles de modificar y por tanto de obtener recubrimientos con variedad de propiedades en cuanto a selectividad y sensibilidad.

ORGÁNICOS: la gran ventaja de los compuestos orgánicos es que pueden ser estructuralmente modificados usando distintos métodos de síntesis con lo que sus propiedades de sensibilidad pueden afinarse. Esto exige comprender a nivel molecular los mecanismos de interacción entre el material sensible y el compuesto a detectar para introducir modificaciones racionales. El inconveniente fundamental es que en ocasiones la falta de estabilidad de los compuestos orgánicos crea problemas en la respuesta de los sensores. En complemento, entre todos los sensores disponibles en el mercado, los más empleados hasta el momento en la fabricación de equipos comerciales de NE son los semiconductores de óxidos de metal, los polímeros conductores, las microbalanzas de cristal de cuarzo y los de onda acústica de superficie. Todos estos y algunos más se detallan en Diagrama” (Díaz, 2002).

TIPOS DE SENSORES Semiconductores de óxido de metal (MOS) ∆c, ∆σ, ∆l, ∆v

PRINCIPIO DE OPERACIÓN

Polimeros orgánicos conductores (CP) ∆c, ∆σ, ∆ɸ, ∆l, ∆v

Transistor efecto de campo de semiconductores de óxido de metal

∆c, ∆σ, ∆ɸ, ∆i, ∆v

Amperométricos

∆c, ∆ε, ∆C

de Capacitancia

∆c, ∆Q, ∆T, ∆l, ∆v

Calorimetricos Microbalanzas de cristal de cuarzo

∆c, ∆M, ∆f

Onda acustica de superficie (SAW

SAW sintonizables eléctricamente ∆c, ∆n, ∆l, ∆v

Ópticos de fibra óptica

∆c, ∆color, ∆patrón color

Ópticos de colometría

Diagrama 5. Sensores de gases disponibles en el mercado y principio de operación de cada uno de ellos. ∆ variación de; c: Concentración; σ: Conductividad; i: Corriente; v: Voltaje; ɸ: Función

de trabajo; ε: Constante dieléctrica; C: capacitancia; T: Temperatura; M: masa; f: frecuencia; n: índice de refracción; I: intensidad de la luz. (Correa, 2003)

En el Diagrama 5 anteriormente descrito se realiza un esquema explicativo de los sensores más comerciales para la implementación de una nariz electrónica de acuerdo al principio de funcionamiento de cada uno de ellos.

5.4.2.1 BASADOS EN PROPIEDADES DE CONDUCTIVIDAD DE MATERIALES SEMICONDUCTORES

Se procederá a hablar de los sensores de Óxido de metal (MOS), los sensores de polímeros orgánicos conductores (CP), se hará mención de su funcionamiento, composición y algunas generalidades.

 SENSORES DE ÓXIDO DE METAL (MOS)

Actualmente se usan principalmente los sensores que basados en semiconductores de óxidos de metal (MOS, Metal Oxyde Semiconductors) como material sensible. En complemento Los recubrimientos más empleados son el óxido de estaño (Sn02), óxido de wolframio (WO3) y óxido de zinc (ZnO), entre estos el más importante es el óxido de estaño que es el más usado por tener una buena estabilidad y alta sensibilidad a menores temperaturas de trabajo.

Este tipo de sensores son los más utilizados en los sistemas de olfato electrónico puesto que, como se mencionó anteriormente, presentan una alta sensibilidad ante la presencia de diversos volátiles orgánicos, pueden ser integrados en un equipo portátil y su coste de fabricación es bajo. Además, no requieren de una instrumentación demasiado compleja para su operación y pueden ser utilizados en tiempo real (Gopel, 1991) Göpel W., Sensors, a Comprehensive Survey, Vol. 2, Chemical and biochemical Sensors, VCH, Weinheim, 1991, pp. 430-466.

Los sensores de gases comerciales de tipo MOS son de principio resistivo ya que convierten los cambios de concentración del olor en una variación de su resistencia eléctrica de salida. Estos dispositivos están compuestos por cristales de óxidos metálicos, como por ejemplo el dióxido de estaño (SnO2) y pueden responder ante gases oxidantes o reductores. En lo referente al óxido de estaño (SnO2), se debe destacar que es un semiconductor tipo n debido a la presencia de vacantes de oxígeno, que actúan como donantes de electrones. En cuanto a la sensibilidad química del (SnO2) al ser utilizado en sensores de gas, se pude decir que se divide en dos partes: La primera parte, corresponde a, la función receptora, que reconoce o identifica una sustancia química y la segunda parte, corresponde a, la función transductora, que traduce la señal química en una señal de salida. Mientras la primera parte se da en la superficie de cada partícula semiconductora, la microestructura total del elemento sensor influye en la segunda. (Diaz, 2002)

Los electrones donados en el dióxido de estaño son atraídos hacia el oxígeno que se adsorbe en la superficie del material de detección, evitando el flujo de corriente eléctrica.

La densidad superficial de oxígeno adsorbido disminuye a medida que reacciona con los gases. Los electrones son entonces liberados en el dióxido de estaño, permitiendo que la corriente fluya libremente.

AIRE LIMPIO

AIRE CONTAMINADO

Diagrama 6. Principio de operación de sensor MOS. (Figaro web)

 SENSORES DE POLÍMEROS ORGÁNICOS CONDUCTORES (CP)

En los sensores polímeros conductores (CP, Conducting Polymers), gracias a sus recubrimientos de lípidos biológicos se obtienen mayores posibilidades de elección de las condiciones de trabajo del sensor. Existe varios polímeros con diferentes grupos funcionales que se encuentran disponibles en la actualidad, entre los principales, se encuentran: Los polipirroles, los ácidos butano y decano sulfónicos, el ácido p-toluenesulfónico y su sal de tetra-etilamonio, políanilinas, monohidrogenosulfato de sodio, poli (3- metiltiofenes) y el tetrafluoroborato de tetraetilamonio (González, 2005).

Las aplicaciones de los polímeros conductores son numerosas y variadas, entre ellas destacan: baterías orgánicas, visores electrocrómicos, sensores químicos, diodos emisores de luz, aditivos anticorrosivos, entre otras. Por otra parte cualquier dispositivo que incorpore un polímero conductor requiere un compromiso entre la conductividad, la procesabilidad, la solubilidad y la estabilidad química y ambiental. (González, 2005)

En los polímeros conductores la conductividad es compleja y depende de su preparación y dopado. Es bastante conocido que en una cadena polimérica los electrones se distribuyan en estados discretos de energía llamados bandas. La banda ocupada de electrones de más alta energía se llama banda de valencia, y la vacía situada justo encima de ésta es la llamada banda de conducción (González, 2005).

Para que se pueda dar la movilidad de los electrones deben haber electrones libres, y esto se consigue mediante el dopado. El proceso en cuestión es el dopado extrínseco. Éste consiste en la adición de impurezas que aportan electrones (dopaje tipo n) o los quitan, formándose huecos, (dopaje tipo p) en la estructura del polímero, con lo que se crea una fuerte distorsión de la estructura conjugada. Este efecto conduce a la generación de estados energéticos discretos adicionales entre las bandas de valencia y de conducción, que facilitan el tránsito de electrones entre éstas (González, 2005).

Imagen 6. Configuración física del sensor polímero conductores (CP). (Correa, 2003)

En complemento, al adsorberse moléculas de la especie Polímero Conductor gaseosa sobre la superficie del polímero se produce un cambio en sus propiedades de conductividad, esta alteración es detectada como una variación del voltaje de la corriente que llega al electrodo al otro lado del polímero (Correa, 2003), para efectos de claridad en el tema, se muestra la composición física del sensor en la Imagen 6. En tanto, la variación del voltaje se produce al generarse un tránsito de electrones, con el que, se obtiene la señal que el sensor necesita para transmitir los datos recolectados, que luego serán interpretados, para determinar la composición gaseosa del medio en el que se encuentra el sensor.

5.4.2.2 SENSORES DE GASES SENSIBLES A MASA

 MICROBALANZAS DE CRISTAL DE CUARZO (QCM)

En los sensores Microbalanzas de cristal de Quarzo (QCM, Quartz Cristal Microbalance) si una masa es adsorbida o se coloca sobre la superficie del cristal de cuarzo la frecuencia de oscilación cambia en proporción a la cantidad de masa adquirida, de forma que midiendo el cambio en la frecuencia de oscilación se puede determinar la cantidad de masa. Estos mecanismos han sido usados como sensores de gases recubriendo el cristal con un material selectivo hacia la especie gaseosa de interés. (Correa, 2003).

La sensibilidad de este tipo de sensores está relacionada con la frecuencia de oscilación del cuarzo, que se sitúa entre 10-30 MHz. En complemento, el recubrimiento del sensor de cristal de cuarzo es imprescindible para transformarlo en un sensor químico y así poder ser capaz de capturar moléculas volátiles del ambiente. Los recubrimientos formados por complejos de porfìrina con distintos metales permiten modificar la selectividad y sensibilidad del sensor. Ahora bien, en materia de sensores olfativos o narices electrónicas, es conveniente utilizar algoritmos como las redes neuronales para realizar el procesamiento de los datos recolectados (Viñas, 2013).

5.5 SENSOR OLFATIVO ELECTRÓNICO

Un sensor olfativo electrónico es un instrumento dotado de sensores químicos que es capaz de reconocer y comparar olores individuales o complejos. Su nombre se debe a que intenta reproducir el comportamiento y las funciones del sistema olfativo humano, como se observa en el Diagrama 7, su objetivo es relacionar el aroma que se percibe con una respuesta que, tras ser almacenada en la memoria, optimiza el proceso de realizar un análisis de mezclas complejas de gases. Aunque aún se considera un sistema mucho más elemental e imperfecto. En el artículo “Sistema de nariz electrónica para el análisis de la evolución del vino controlada por pc” del Instituto Madrileño de Investigación Agraria y Alimentaria, se afirma que, el concepto de nariz electrónica como sistema inteligente no apareció realmente sino hasta el año1982. (Lozano y cols., s,f) (Busto, s,f)

Diagrama 7. Comparación entre la secuencia de funcionamiento de la nariz humana con respecto a la nariz electrónica. (Gutiérrez, 2011)

Como se mencionó anteriormente, de la idea de emular el sistema olfativo biológico con los sensores de gas nace el concepto de nariz electrónica, que se define como un instrumento que consta de una colección de sensores químicos electrónicos y de un sistema de reconocimiento de

patrones adecuado para distinguir y olores simples o complejos y trata de caracterizar distintas mezclas de gases. (Sensores de gas y narices electrónicas, s.f)

Hay distintas tecnologías de sensores, cada una con sus puntos fuertes de aplicación en función del olor a detectar y las concentraciones esperadas para la medida, las condiciones ambientales, el tiempo de vida requerido para el sensor, el costo, la precisión de la medida, etc. Los sensores más utilizados son los sensores de óxido de metal, que basan su principio físico en el cambio del valor de una resistencia eléctrica por la presencia de un gas determinado. También son frecuentes los sensores ópticos, basados en la absorción óptica por parte del gas de radiación infrarroja. (Sensores de gas y narices electrónicas, s.f)

En una nariz electrónica el componente principal es el sensor o detector. Hay amplias posibilidades de elección de sensores químicos para gases en el mercado, como se observa en el Diagrama 5, en cuyo desarrollo están en la actualidad involucradas numerosas universidades y centros de investigación europeos y norteamericanos. Los sensores químicos de estado sólido se suelen clasificar en función del principio de operación que utilicen, entre las propiedades más empleadas son conductividades, potenciales, capacidades, calentamientos, masas o constantes ópticas las cuales cambian al variar la concentración de las especies químicas que interaccionan con el sensor. (Correa, 2003)

La Dra. Olga Busto de la Universidad Rovira en la publicación “La nariz electrónica: una nueva herramienta para analizar el aroma”, afirma que “La nariz electrónica globalmente está compuesta por tres regiones:



En la primera región se encuentra la cámara de medida o sistema de exposición al aroma desde la muestra a analizar hasta los sensores esta parte es la encargada de la toma de la muestra que, en algunos casos, dadas las características de volatilidad de la misma, se puede fundamentar en la técnica del espacio de cabeza (headspace) estático. La cámara de medida es el lugar en donde se coloca el multisensor y por la cual va a circular el gas

que se va a medir. También contiene el circuito de calefacción de los sensores, un termopar para la medida de la temperatura de los mismos y un conector eléctrico para la medida tanto de la temperatura como de la resistencia de los sensores. 

La segunda región está compuesta el sistema detector compuesto por el arreglo de sensores, en los cuales se sensan los volátiles, por ejemplo, concentrados por calentamiento en la fase vapor que está sobre la muestra (líquida o sólida), es esta región se medirá las diferentes propiedades físico-químicas de los componentes del aroma.



En la tercera región se encuentra el sistema de tratamiento de datos convirtiendo el olor o los parámetros fundamentales de la señal proveniente del sensor, que posteriormente un ordenador se encargará de procesar (mediante por ejemplo técnicas quimiométricas), proporcionando un gráfico que representa la huella digital de dicho olor. Además, esta región se compone del sistema electrónico que controla el sistema completo.”

Siendo estas las tres regiones esenciales de cualquier tipo de nariz electrónica, como se muestra en el Diagrama 3 y 7, la toma de muestra, el conjunto de sensores y el sistema de tratamiento de datos serán las partes esenciales de una nariz electrónica comercial. (Busto, s,f)(Lozano, s,f)

Los sensores más utilizados para las narices electrónicas son los de polímero conductivo (CP), los de Microbalanza de cristal de cuarzo (QCM), los Semiconductores de Óxido de Metal (MOS) y los de superficie de onda acústica (SAW). Estos sensores se basan en una amplia selectividad de perfiles, imitando las respuestas de los receptores olfativos en el sistema olfativo biológico. (Adom A.H. y cols., 2012)

6. ANTECEDENTES

Los sensores olfativos surgieron como una solución de la necesidad de obtener datos precisos y en menor tiempo, en el proceso de detección de la enfermedad BSR en la palma aceitera africana. A continuación, se describen brevemente 2 proyectos de investigación en los que se expuso al sensor olfativo como una solución viable para la detección de BSR en palma aceitera. Además se hace mención de un proyecto presentado en el año 2014, por la científica mexicana Lorena Villarreal, el cual pretende salvar vidas en desastres naturales, haciendo uso de su capacidad de detección de olores.

6.1 “HAND-HELD ELECTRONIC NOSE SENSOR SELECTION SYSTEM FOR BASAL STAMP ROT (BSR) DISEASE DETECTION”

En el numeral actual se muestran generalidades del artículo investigativo de la IEEE “Hand-held Electronic Nose Sensor Selection System for Basal Stamp Rot (BSR) Disease Detection”

presentado en la 3ra Conferencia Internacional sobre Sistemas Inteligentes,

Modelado y Simulación (ISMS, por sus siglas en ingles “International Conference on Intelligent Systems, Modelling and Simulation”). En dicha investigación se tomaron como base las plantaciones de palma aceitera en Kota Kinabalu, Malasia, para la investigación e implementación de una nariz electrónica que ayudara con la inspección de una posible presencia de vestigios del hongo Ganoderma Boninense.

El número de sensores empleados en una nariz electrónica suelen oscilar entre cinco y veinte para maximizar el número de respuesta a los compuestos. En tanto, la nariz electrónica portátil, mostrada en la Imagen 7, que diseñaron e implementaron consiste en varios subsistemas como se muestra en el Diagrama 8. Este sensor posee una unidad de detección que está compuesta por diferentes tipos de sensores Semiconductores de Óxido de Metal (MOS) de la empresa japonesa Figaro. Además, posee un microcontrolador dsPIC33 de Microchip programado usando idioma C en el software de entorno de desarrollo MPLAB. En cuanto a la cámara de detección, se utiliza una bomba de aire para realizar el proceso de recepción de la

muestra de olor. Adicional a esto se digitalizo la señal recibida por el receptor biológico mediante el uso de un convertidor analógico-digital (ADC). (Adom A.H y cols., 2012)

Diagrama 8. Diagrama de bloque de la nariz electrónica de mano. (Adom A.H y cols., 2012)

Como se mencionó anteriormente, la nariz electrónica desarrollada en la investigación utiliza sensores MOS, los cuales se seleccionaron basándose en las siguientes características: 

Alta sensibilidad a la muestra.



Buena selectividad y estabilidad.



Respuesta estable, rápida y capacidad optima de recuperación.



Robusto y fiable.



Pequeño, compacto y de bajo precio.

(Adom A.H y cols., 2012)

El rendimiento de la nariz electrónica desarrollado fue evaluado por su capacidad para diferenciar los olores de Ganoderma Boninense con una referencia que era el aire ambiente. Se verifico que efectivamente los sensores daban una respuesta de señales con sus "huellas digitales" medidas para Ganoderma Boninense y la medición respectiva del medioambiente

(Adom A.H y cols., 2012).

Por consiguiente, en esta investigaci贸n

e implementaci贸n se

demuestra que el instrumento desarrollado es capaz de diferenciar el olor de los hongos del olor del ambiente.

Imagen 7. Desarrollo sensor olfativo a) Matriz de sensores seleccionados, b) Estructura. (Adom A.H y cols., 2012)

6.2 “INTELLIGENT ELECTRONIC NOSE SYSTEM FOR BASAL STEM ROT DISEASE DETECTION”

El artículo “Intelligent electronic nose system for basal stem rot disease detection” escrito por M.A. Markoma y cols, de la universidad de Perlis Malasia, publicado en la revista “Computers and Electronics in Agriculture (2009)”, presenta la implementación de una nariz electrónica que incorpora la inteligencia artificial para detectar la enfermedad BSR (Secamiento Basal del Estípite), esta

enfermedad que es causada por el hongo Ganoderma Boninense

afectando plantaciones de palma aceitera..

Este estudio utilizó la nariz electrónica disponible en el mercado Cyranose 320, mostrado en la Imagen 8 y redes neuronales artificiales (ANNs, Artificial Neural Networks) para el reconocimiento de patrones. Además, se empleó un computador para la clasificación de dichas muestras. Se escogieron 8 (5, 6, 10, 12, 19, 23, 28 y 31) de los 32 sensores que posee el Cyranose 320, ya que presentan altas respuestas a las muestras para todos los parámetros. Es tanto, el sistema es capaz de diferenciar entre palmas de aceite sanas e infectadas utilizando diferentes características de olor, con una alta tasa de exactitud. Se considera importante que la siguiente fase de la investigación sea estudiar la capacidad de la configuración de la nariz propuesta, para diferenciar los distintos niveles de las etapas de infección del hongo. (Markoma M.A y cols.,2009)

Imagen 8. Nariz electrónica Cyranoise 320. (Markoma M.A y cols.,2009)

En conclusión, se presentó con éxito la aplicación de una nariz electrónica Cyranose 320, con redes neuronales artificiales para la discriminación de los árboles de palma aceitera que están infectados por Ganoderma Boninense. Este es un paso importante para demostrar la viabilidad de utilizar una nariz electrónica para la detección de enfermedades de las plantas. (Markoma M.A y cols.,2009)

6.3 “ESTA NARIZ ELECTRÓNICA PUEDE SALVARLE LA VIDA EN UN DESASTRE NATURAL”

Ximena Arias en su publicación “Esta nariz electrónica puede salvarle la vida en un desastre natural”, afirma que “la científica Blanca Lorena Villarreal, estudiante del Instituto Tecnológico de Monterrey, desarrolló un sistema olfativo electrónico. La realización de este sistema fue inspirado en la forma en que funciona el sentido del olfativo de los animales. En cuanto a estructura, su diseño posee un tabique artificial que separa dos sensores que simulan las cavidades nasales, como se observa en la Imagen 9. Se le acreditan varias aplicaciones como el rescate de personas en caso de desastres naturales como terremotos, huracanes o inundaciones. (Arias. s,f)

El olfato electrónico creado por la científica Blanca Lorena Villareal, puede ser programado para reconocer diferentes sustancias químicas como sangre, alcohol, dulce, orina y sustancias tóxicas. Al haber reconocido ciertos olores, la máquina convierte en algoritmos esta información y luego la envía a un computador que realiza un cálculo del lugar de procedencia y la forma en que se puede llegar a éstos. En tanto, la capacidad que le ha dado la científica Villarreal a este sistema olfativo tiene bastante aplicabilidad con el reconocimiento de la enfermedad BSR, ya que además de hacer reconocimiento de la huella química de la enfermedad, hace un cálculo revelando su posible lugar de procedencia. (Arias. s,f)

Imagen 9. Nariz electrónica creada por la científica Blanca Villarreal (MIT Tecnology Review, 2014).

Los sistemas de olfato electrónico, son instrumentos no invasivos e inteligentes que como se dijo anteriormente son capaces de clasificar los diferentes tipos de olores, otras de las aplicaciones de la nariz electrónica incluyen la garantía de calidad de los alimentos, fragancia la industria, diagnóstico médico, vigilancia ambiental, industria agrícola y la seguridad nacional. En tanto, este instrumento es capaz de discriminar las muestras basadas en su perfil de olor en tiempo real.” (Arias. s,f) Adicionalmente, la científica Villareal afirmó para el Science Daily que: “A diferencia de otros sistemas olfativos, una de sus características es que en cada ciclo de ventilación, la cámara de aire se vacía, haciendo que los sensores estén listos para realizar una nueva medición”. (Arias. s,f)

7. PROPUESTA INNOVADORA

Para llevar a cabo la propuesta innovadora, primero, se realiza un diseño conceptual del proceso que se va a ejecutar, en donde se analicen; los conceptos necesarios a evaluar, los componentes que se requieren, la metodología que se va a implementar, entre otros. De esta manera se obtiene el análisis del proceso que se debe llevar a cabo, este desglosamiento del procedimiento a seguir, se denomina descomposición funcional, la cual se muestra en el Diagrama 9.

Teniendo en cuenta que la nariz electrónica es funcional, se procede a hacer un análisis de puesta en marcha, con esto se deduce que al ser un elemento portable y que se está preservando la integridad de los trabajadores se ve la necesidad de implementarle al sensor olfativo de tipo MOS -, una plataforma con sistema de rodamiento para su traslado como se muestra en la Imagen 10, con el fin de aumentar la eficiencia e independencia en la inspección, este sistema de movilidad debe ser alimentado por energía solar, ya que es una fuente renovable y sustentable, además esta alimentación por paneles fotovoltaicos debe tener acumuladores de energía Anexo 4, para alcanzar una mayor eficiencia en cuanto a horas de trabajo. Se debe tener un sistema de verificación permanente de carga de batería, en caso de generarse una caída de carga por consumo, los acumuladores de energía deben activarse permitiendo la carga de la batería con radiación solar.

Los sensores de tipo MOS ofrecen ventajas frente a los QCM, PC, entre otros; principalmente por su fácil obtención en el mercado, pero también por su precisión en la toma de datos y por su facilidad en la implementación, se observa su principio de funcionamiento en el Diagrama 6. Por tal motivo, se recomienda la implementación de este sensor en el proceso de detección de Ganoderma Boninense en la palma aceitera africana.

Además, se recomienda que esta plataforma robótica con sistema de rodamiento, se le implemente un acondicionamiento de señal tipo PWM, el cual se muestra en el Anexo 2, con el

cual el sistema de rodamiento de la plataforma tenga un control de velocidad, que garantice un óptimo control motriz, ya que su traslado será sincronizado y no hará paradas repentinas que puedan dañar el equipo o arruinar el proceso de inspección del sensor.

Para hacer el rastreo oportuno anti choques, se debe implementar un sensor ultrasónico, mostrado en el Anexo 3, que además de evadir obstáculos, permite que el la plataforma móvil haga una parada al detectar cada palma para hacer su respectiva verificación.

En cuanto a programación, se debe realizar por medio de un PIC mostrado en el Anexo 1, para efectos de reducción de costos y fácil manejo, este PIC tendrá un firmware el cual le dará la libertad de comportarse como un sistema autómata, para asegurar así el funcionamiento independiente e inteligente del mismo.

Imagen 10. Recomendaci贸n de estructura f铆sica de la plataforma m贸vil.

Diagrama 9. Descomposici贸n funcional propuesta innovadora. (Fuente el autor)

Diagrama 10. Circuito electr贸nico propuesta innovadora

CONCLUSIONES

La enfermedad BSR causada por el hongo Ganoderma Boninense, afecta las plantaciones de una manera letal, ya que ataca a cada palma desde la raíz extendiéndose por el interior del estípite de la palma. Se observa una gran dificultad a la hora de pretender hacer una detección temprana, pero sobre todo no invasiva. Es por esto, que desde la ingeniería se proponen soluciones integrales de inspección no invasiva como por ejemplo, la nariz electrónica, que cumple la función de detectar la huella química –en caso de que haya- que esparce al ambiente la Ganoderma Boninense.

Durante los últimos años se ha evidenciado un creciente interés en este tipo de cultivo, ya que de la palma aceitera y sus frutos se obtiene gran variedad de materias primas y productos terminados, entre los más importantes se encuentran: el aceite de palma, combustibles, lubricantes, entre otros. Adicionalmente los subproductos que se obtienen de la palma de aceite son de uso frecuente, es decir, se requiere gran cantidad de producción con índices de eficiencia considerablemente altos, para garantizar una producción integral.

En tanto, se refleja la necesidad de realizar una intervención exhaustiva en la tecnificación de procesos de verificación de enfermedades, aclarando que de una manera no invasiva, ya que de esta forma se garantiza una inspección transparente y limpia de los elementos que interfieren en la etapa productiva, en este caso esos elementos a inspeccionar son específicamente las palmas aceiteras. En complemento, se considera que con la investigación realizada en esta monografía, sienta las bases para la implementación de tecnología en partes críticas en los procesos de producción agrícola, ya que mejora tiempos y garantiza la seguridad de los trabajadores; al no tener que trasladar personal a realizar labores de campo riesgosas, como por ejemplo hacer socavado con herramientas cortantes.

Haciendo un análisis de las necesidades que se general a partir de estas problemáticas y su respectiva solución desde el ámbito de la ingeniería mecatrónica se llega a la conclusión que la implementación de la nariz electrónica es un método factible para realizar las inspecciones pertinentes, a fin de que se detecte en el menor tiempo posible y de una no invasiva la

enfermedad en las plantaciones, implementando así nuevas tecnologías en la agroindustria, las cuales permiten un considerable desarrollo rural y fortalecimiento de los procesos agroindustriales en el país. Teniendo en cuenta el Diplomado “Eficiencia y eficacia de procesos industriales” (Modulo 6 “robótica móvil”), dicho sensor hará un barrido en la zona de cultivo de forma automática e independiente gracias al sistema móvil, que le permitirá desplazarse por el cultivo libremente. Con el sensor olfativo se tendrán registros de posibles vestigios de la enfermedad BSR en tiempo real, para proceder con la prevención y cuidados de las palmas más susceptibles, con lo cual se aumentara la eficiencia del proceso de inspección de la enfermedad. Cambiando de tema, evocando el Diplomado en “Eficiencia y Eficacia de Procesos Industriales” en su Modulo 4 denominado “Robótica móvil”, se evidencia la gran utilidad de la comunicación con un centro de mando de los elementos que se pueden trasladar en este caso la plataforma móvil que tendrá el sensor olfativo, que en la investigación “Hand-held Electronic Nose Sensor Selection System for Basal Stamp Rot (BSR) Disease Detection”, hace referencia a esta comunicación inalámbrica por medio de un sistema integrado que permite el intercambio de datos con un PC portátil a través XBee por medio de Radio Frecuencia (RF).

De la misma manera, se hace referencia del módulo 6 Lean Manufacturing en su sección TPM del Diplomado “Eficiencia y eficacia de procesos”, ya que al corroborar el sensor olfativo la información recibida por medio de una pantalla alfa numérica, se aplican algunos ítems de la teoría del TPM, como por ejemplo “Visibilidad de procesos”, “Seguridad y entorno”, “Gestión temprana”, entre otros.

ANEXOS PROPUESTA INNOVADORA

ANEXO 1

MICROCONTROLADOR (PIC) 16F628A

Un microcontrolador es un circuito integrado digital que contiene todos los elementos de un procesador digital secuencial síncrono programable. Se le suele denominar también mirocomputador integrado o empotrado y está especialmente orientado a tareas de control y comunicaciones (Mandado, 2007).

Por su pequeño tamaño., los microcontroladores permiten incluir un procesador programable en muchos productos industriales. Su costo

reducido y su consumo de energía y velocidad

adaptables, resultan apropiados para numerosas aplicaciones. Además, poseen mecanismos de seguridad de funcionamiento y proporcionan protección del equipo electrónico contra copias y modificaciones del programa no autorizadas (Mandado, 2007).

Los microcontroladores PIC son fabricados por la empresa MICROCHIP Technology INC. Ademas, cada PIC tiene unas caracteristicas especiales, de las que se basa su utilizacion para determinados diseños.

El PIC 16F628A posee las siguientes caracteristicas especiales: • opciones de oscilador externo e interno: - Precisión de fábrica del oscilador interno de 4 MHz calibrada a ± 1% - oscilador de 48 kHz de bajo consumo interno • Modo de ahorro de energía en modo sueño • Resistencias programable pul-ups del PORTB (Puerto B) • Temporizador Watchdog con oscilador independiente para un funcionamiento fiable • Baja tensión de programación ™ In-Circuit Serial (a través de dos pines) • Protección de código programable

• Amplio rango de funcionamiento de tensión (2.0-5.5V) • Alta durabilidad de la memoria Flash /EEPROM: - 100.000 ciclos de escritura Flash - 1.000.000 ciclos de escritura EEPROM - 40 años de retención de datos • Doble velocidad del oscilador interno: - Tiempo de ejecución seleccionable entre 4 MHz y de 48 kHz • 15 pines de I/O y 1 exclusivamente tipo In (entrada) RA5. -Pin RA5 MCLR programable como reset externo o pin de entrada. •Módulos CCP, Captura Compara PWM. (Microchip, 2007)

Diagrama de pines Microcontrolador 16f628A. (Microchip, 2007)

ANEXO 2

SISTEMA DE MODULACIÓN DE ANCHO DE PULSOS PWM

Se habla de la función PWM (Pulse Width Module), como abreviatura de la modulación por ancho de pulsos, estos controlan la energía de inercia. Esta acción tiene en cuenta la modificación del proceso de trabajo de una señal de tipo periódico. Puede tener varios objetivos, como tener el control de la energía que se proporciona a una carga o llevar a cabo la transmisión de datos (Tomasi, 2003). Este PWM se implementa en el sistema de la propuesta innovadora por medio de un PIC 16F628A. Se recomienda utilizar un display para visualizar el comportamiento del PWM implementado en el sistema.

Esquema de conexiones pic 16f628A para PWM

Se recomienda implementar un control de velocidad con el cual el auto tendrá una mayor estabilidad al superar obstáculos y al detenerse al haber identificado su objetivo, que en este caso es un árbol de palma aceitera.

Diferentes velocidades que adquiere la plataforma móvil para hacer su proceso de exploración

PROGRAMACION DE PWM UTILIZANDO PIC 16F628A

CÓDIGO DE PROGRAMACIÓN

#include <16F628A.h> //#fuses INTRC,NOWDT,NOPROTECT #fuses INTRC_IO,NOWDT,NOPROTECT,PUT,BROWNOUT,NOMCLR //#use delay(clock=1000000) #use delay(clock=4000000) #byte TRISB=0x86

#byte PORTB=0x06 #byte TRISA=0x85 #byte PORTA=0x05 //#include <D:\Clases_Pic\Motores\Programa\Pwm\flex628_lcd.c> #include <flex628_lcd.c> void Enable_Activo(void); void Enable_Inactivo(void); void Giro_Izquierda(void); void Giro_Derecha(void); void Pwm_AceleraMaximo(void); void Pwm_AceleraMinimo(void); void Pwm_AceleraMedio(void); void Pwm_Pare(void); void main(void) { unsigned int pwm1; TRISB=0x00;

/*Declaro entradas y/o salidas, en este caso todos son salidas*/

output_high(PIN_B3); //CCP1 delay_ms(3000); output_low(PIN_B3); //CCP1 delay_ms(1000); output_high(PIN_B3); //CCP1 delay_ms(1000); setup_ccp1(CCP_PWM); setup_timer_2(T2_DIV_BY_16, 156, 1); lcd_init(); // Antes de usar el lcd,hay que inicializarlo lcd_putc('\f');//Borra la pantalla lcd_gotoxy(1,1); printf (lcd_putc,"PWM Pic628a"); lcd_gotoxy(1,2); delay_ms(5000);

do{ Enable_Activo(); delay_ms(1000); Giro_Izquierda(); Pwm_AceleraMaximo(); delay_ms(3000); Pwm_AceleraMedio(); delay_ms(3000); Pwm_Pare(); delay_ms(10000); Giro_Izquierda(); delay_ms(1000); Pwm_AceleraMinimo(); delay_ms(3000); }While(TRUE); }

void Enable_Activo(void) { output_high(pin_a3); //Enable en "1" } void Enable_Inactivo(void) { output_low(pin_a3); //Enable en "0" }

void Giro_Izquierda(void) { output_high(pin_a0); //EntradaDriver 1 output_low(pin_a1); //EntradaDriver 2

lcd_putc('\f');//Borra la pantalla

lcd_gotoxy(1,1); printf (lcd_putc,"Izquierda"); delay_ms(2000);*/ }

void Giro_Derecha(void) { output_low(pin_a0); //EntradaDriver 1 output_high(pin_a1); //EntradaDriver 2

/*lcd_putc('\f');//Borra la pantalla lcd_gotoxy(1,1); printf (lcd_putc,"Derecha"); delay_ms(2000);*/ }

void Pwm_AceleraMaximo(void) { long i=800; //Los valores de Dutty Cicle 0 a 1024. Carro avanza a 300. lcd_gotoxy(7,1); printf (lcd_putc,"

");

lcd_gotoxy(1,1); printf (lcd_putc,"Maximo"); lcd_gotoxy(1,2); printf (lcd_putc,"

");

{ set_pwm1_duty(i); lcd_gotoxy(1,2); printf (lcd_putc,"Dutty Cicle %lu",i); delay_ms(500);

} } void Pwm_AceleraMinimo(void) { long i = 250; lcd_gotoxy(7,1); printf (lcd_putc,"

");

lcd_gotoxy(1,1); printf (lcd_putc,"Minimo"); lcd_gotoxy(1,2); printf (lcd_putc,"

");

{ set_pwm1_duty(i); lcd_gotoxy(1,2); printf (lcd_putc,"Dutty Cicle %lu",i); delay_ms(500); } }

void Pwm_AceleraMedio(void) { long i = 400; lcd_gotoxy(6,1); printf (lcd_putc,"

");

lcd_gotoxy(1,1); printf (lcd_putc,"Medio"); lcd_gotoxy(1,2); printf (lcd_putc," { set_pwm1_duty(i); lcd_gotoxy(1,2);

");

printf (lcd_putc,"Dutty Cicle %lu",i); delay_ms(500); } } void Pwm_Pare(void) { lcd_gotoxy(5,1); printf (lcd_putc,"

");

lcd_gotoxy(1,1); printf (lcd_putc,"Pare"); lcd_gotoxy(1,2); printf (lcd_putc,"

");

{ output_low(pin_a0); //EntradaDriver 1 output_low(pin_a1); //EntradaDriver 2 delay_ms(500); } }

ANEXO 3

SENSOR ULTRASONICO

SRF04 es un sensor de distancias por ultrasonidos, capaz de detectar objetos y calcular la distancia a la que se encuentra en un rango de 3 a 300 cm. El sensor SRF04 funciona emitiendo impulsos de ultrasonidos inaudibles para el oído humano. Los impulsos emitidos viajan a la velocidad del sonido hasta alcanzar un objeto, entonces el sonido es reflejado y captado de nuevo por el receptor de ultrasonidos.

Sensor SRF04 y sus pines de conexión

Especificaciones técnicas sensor SRF04

(AccuDIY, 2011).

Lo que hace el controlador incorporado es emitir una ráfaga de impulsos y continuación empieza a contar el tiempo que tarda en llegar el eco. Este tiempo se traduce en un pulso de eco de anchura proporcional a la distancia a la que se encuentra el objeto (Super Robotica Web). Se recomienda utilizar el PIC 16F628A para implementar en el sistema el sensor ultrasónico, el cual permitirá a la plataforma móvil acercarse a la palma de aceite al detectar su presencia. En tanto, se recomienda utilizar un display para observar el comportamiento del sensor.

Funcionamiento sensor ultras贸nico SRF04. (AccuDIY, 2011).

Diagrama de tiempos del sensor SRF04. (AccuDIY, 2011).

CODIGO DE PROGRAMACION SENSOR DE ULTRASONIDO

#include <16F628A.h> #FUSES XT,NOWDT,NOPROTECT,PUT,NOBROWNOUT,NOLVP #use delay(clock=4000000)

#include <D:\Clases_Pic\Motores\Programa\Pwm\flex628_lcd.c> int16 distancia, tiempo; #define trig pin_B2

#define echo pin_B1 #USE standard_io(b) void main() { lcd_init(); printf(LCD_PUTC, "\f Iniciando."); delay_ms(3000); printf(LCD_PUTC, "\f Iniciando.."); delay_ms(3000); printf(LCD_PUTC, "\f Iniciando..."); delay_ms(3000); setup_timer_1(T1_INTERNAL|T1_DIV_BY_8); while(1) { output_high(trig); delay_us(20); output_low(trig); while(!input(echo)) {} set_timer1(0); while(input(echo)) {} tiempo=get_timer1(); distancia=(tiempo*10)/(58.0); printf(LCD_PUTC, "\fTiempo :%Lu \nDistancia = %Lu",tiempo,distancia); delay_ms(500); } }

PUESTA EN MARCHA DE CODIGO

Control distancia sensor ultrasonico con Pic 16F628A.

ANEXO 4

CODIGO PANEL FOTOVOLTAICO

// include the library code: #include <LiquidCrystal.h> int led = 13; // initialize the library with the numbers of the interface pins LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() { pinMode(13, OUTPUT); // set up the LCD's number of rows and columns: lcd.begin(16, 2); // Print a message to the LCD. lcd.print("VANNESA GALVIS"); delay(1000); lcd.clear(); pinMode(led, OUTPUT); }

void loop() {

lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); //Print in the first line: lcd.print("VOLTAJE PANEL"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(analogRead(0)*5.00/1023.00); lcd.print("V =>"); lcd.setCursor(9,1);

if ((analogRead(0)*5.00/1023.00) > 4)

//Observar estado de la baterĂa

{ lcd.print("100%"); digitalWrite(led, HIGH); delay(300); digitalWrite(led, LOW); delay(300); } else if ((analogRead(0)*5.00/1023.00) > 3) { lcd.print("75%"); digitalWrite(led, HIGH); delay(1000); } else if ((analogRead(0)*5.00/1023.00) > 2) { lcd.print("50%"); digitalWrite(led, LOW); delay(1000); } else if ((analogRead(0)*5.00/1023.00) > 0.30) { lcd.print("25%"); digitalWrite(led, LOW); delay(1000); } else { lcd.print("0%"); delay(1000); }

delay(1000);

/*CODIGO BATERIA*/ lcd.clear(); lcd.print("VOLTAJE BATERIA"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(analogRead(1)*5.00/1023.00); lcd.print("V =>"); lcd.setCursor(9,1); if ((analogRead(0)*5.00/1023.00) > 4)

// Observar estado de la baterĂa

{ lcd.print("100%"); digitalWrite(led, HIGH); delay(300); digitalWrite(led, LOW); delay(300); } else if ((analogRead(1)*5.00/1023.00) > 3) { lcd.print("75%"); digitalWrite(led, HIGH); delay(1000); } else if ((analogRead(1)*5.00/1023.00) > 2) { lcd.print("50%"); digitalWrite(led, LOW); delay(1000); } else if ((analogRead(1)*5.00/1023.00) > 0.30) {

lcd.print("25%"); digitalWrite(led, LOW); delay(1000); } else { lcd.print("INSERTE"); delay(1000); } delay(1000); }

REFERENCIAS

Abdullah A.H. (2012). Hand-held Electronic Nose Sensor Selection System for Basal Stamp Rot (BSR) Disease Detection. Malasia. p. 1,2.

AccuDIY. (2011). HC- SR04 Ultrasonic Ranger Finder, Manual. Recuperado de http://www.accudiy.com/download/HC-SR04_Manual.pdf

Adom A.H, Shakaff A.Y.M, y Ahmad M.N.

(2012). Hand-held Electronic Nose Sensor

Selection System for Basal Stamp Rot (BSR) Disease Detection. Third International Conference on Intelligent Systems Modelling and Simulation. Perlis: Malasia. p. 737-742 Recuperado de http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=6169796&url=http%3A%2F%2Fieeexplo re.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D6169796

Alvarez Raúl. (2013). Cómo Medir Distancias con el Sensor Ultrasónico PING. Recuperado de http://www.tecbolivia.com/

Arias Ximena. (s,f). Esta nariz electrónica puede salvarle la vida en un desastre natural. Recuperado de http://www.enter.co/especiales/innovacion/esta-nariz-electronica-puede-salvarlela-vida-en-un-desastre-natural/

Be Bioenzyme. (2014). Oil Pal Plantation Management. Malasia Recuperado de http://bebioenzyme.com/oil-palm-plantation-management/

Bernal F. (2001). El cultivo de la palma de aceite y su beneficio: Guía para el nuevo palmicultor. Fedepalma y Cenipalma, Colombia. p. 12.

Biutrago Blanca. (2014). Sensores electrónicos para microcontroladores. (Esquema). http://slideplayer.es/slide/1028157/

Busto Olga. España (s,f). La nariz electrónica: Una nueva herramienta para analizar el aroma. Universidad de Rovira. Revista ACE de Enologia. Recupedado de http://www.acenologia.com/ciencia60_2.htm

Carlos M. Zuluaga D. Medellín: Colombia (2011). La nariz electrónica, una novedosa herramienta para el control de procesos y calidad en la industria agroalimentaria. VITAE, Revista de la facultad de química farmacéutica ISSN 0121-4004 / ISSNe 2145-2660. Volumen 18 número 2. p. 209-217 Recuperado de http://www.scielo.org.co/pdf/vitae/v18n2/v18n2a12

Carlos Navas, Quevedo. Ecuador (2001). Bibliografía sobre: Palma Africana (Elaeis guineensis). Instituto nacional Autónomo de investigaciones agropecuarias. p. 9, 11. Recuperado de http://www.galeon.com/subproductospalma/guiapalma.pdf

Corley R, Tinker P. (2009). La palma de aceite. Cuarta edición. Blackwell Publishing. Oxford, UK. p. 604.

Correa Hernando E. C. (2013). Desarrollo de una aplicación a la detección de aromas para una nariz electrónica del tipo Microbalanzas de Cristal de Cuarzo (QCM) para su adaptación a la determinación de calidad en frutas. UNIVERSIDA D POLITÉCNIC A D E MADRI D. Madrid. p. 45-54.

Criterios para el control de la pudrición basal del estipe de la palma de aceite. Instituto malayo de investigación sobre aceite de palma. porim, kuala lumpur, malasia. palmas, volumen 16, número especial, 1995.

CropLife Latin América. La terrible enfermedad que ataca la palma de aceite. Recuperado de http://www.croplifela.org/es/plaga-del-mes.html?id=162

Diario Roatán. Tegucigalpa, Honduras. (2014). Crecerá producción de palma africana. Recuperado de http://www.diarioroatan.com/node/2801

Díaz Delgado R. (2002). Tin Oxide Gas Sensors: An Electrochemical Approach. Universidad de Barcelona. Barcelona, España. p. 164, 165. Recuperado de http://www.ub.edu/bioelectronano/documents/Thesis_Raul_Diaz.pdf

Fairhust T., Härdter R. (2012). Palma de Aceite: Manejo para Rendimientos Altos y Sostenibles. Primera Edición en Español. p. 404. Fedepalma (2010). Ganoderma la palma de aceite: hipótesis sobre infección natural e implementación de una prueba de inoculación artificial para la detección temprana del nivel de resistencia de progenies de palma de aceite. vol. 31 no. especial, tomo

Recuperado

http://publicaciones.fedepalma.org/index.php/palmas/article/viewfile/1540/1540

Fedepalma. Colombia (2012). Anuario estadístico: La agroindustria de la palma de aceite en Colombia y en el mundo 2007-2011. Capítulo 1. p. 23-26. Capítulo 2. p. 38, 40. Recuperado de http://www.sic.gov.co/drupal/sites/default/files/files/Palma.pdf

Fedepalma. Colombia (2013). Anuario estadístico: Anuario estadístico: La agroindustria de la palma de aceite en Colombia y en el mundo 2008-2012. Capítulo 1. p. 22-26. Capítulo 2. p. 40.

Figaro USA Web. Operating principle MOS-type Sensor. http://www.figarosensor.com/products/entry/tgs2620.html

Figaro USA Web. TGS 2620 - for the detection of Solvent Vapors Recuperado de http://www.figarosensor.com/products/docs/TGS%202620C%280814%29%20pdf.pdf

García-Balboa C, Costas E y López Rodas V. Madrid: España (2012). Biosensores microalgales para la detección de contaminantes ambientales: una revisión. Facultad de Veterinaria, Revista Universidad Complutense. Recuperado de http://revistas.ucm.es/index.php/RCCV/

Gardner J.W y P.N. Bartlett. Oxford (1999). Electronic Noses: Principles and Applications, Oxford University Press.

González Milà H. (2005). Construcción de un sistema de movimiento biomimético empleando polímeros conductores. Universidad Politècnica de Catalunya. p. 1, 12,14.

Greenearth

Compost.

(2012).

Ganoderma.

Malasia.

Recuperado

http://greenearthcompost.blogspot.com/2012_05_01_archive.html

Gutiérrez Luis-Felipe. (2011). Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos (ICTA). Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá. Bogotá D.C., Colombia. Recuperado

http://www.scielo.org.ve/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0004-

06222011000200011

Ideo web. Cyranose 320 for Cyrano Sciences. Recuperado de http://www.ideo.com/work/cyranose-320

Idris Abu Seman. (2013). Estado actual de la investigación y desarrollo (I+D) sobre Ganoderma en Malasia. Vol. 34 No. Especial, Tomo I. p. 104-106. Recuperado de http://publicaciones.fedepalma.org/index.php/palmas/article/viewFile/10673/10658

INFOAGRO. (2009). El cultivo de la palma africana Recuperado de http://www.infoagro.com/herbaceos/oleaginosas/palma_africana_aceitera_coroto_de_guinea_aab ora.htm

Inversiones aceite de palma INVERPAL. Ecuador (2014).

Producción y rendimientos en

Latinoamérica Recuperado de debido a las excepcionales condiciones climatológicas se establecieron en Colombia, Ecuador, Brasil, Perú y Venezuela en la década de los cincuenta.

J.Lozano, J.P.Santos, M.Aleixandre, I.Sayago, M.García, A.Martínez, M.Cabellos, J.Girón, M.C.Horrillo. Madrid (s,f). SISTEMA DE NARIZ ELECTRÓNICA PARA EL ANÁLISIS DE LAEVOLUCION DEL VINO CONTROLADA POR PC. p. 1,2. Recuperado de http://www.ceautomatica.es/old/actividades/jornadas/XXIV/documentos/incon/81.pdf

Luis Eduardo nieto p. (1994). Pudrición basal del tallo de la palma de aceite (elaeis guineensis jacq.) causada por Ganoderma, volumen 15, no. 2, 1.

Mandado Pérez E, Menéndez Fuertes L.M, Fernández Ferreira L, López Matos E. (2007). Microcontroladores PIC: sistema integrado para el autoaprendizaje. Marcombo S.A. Barcelona, España. p. 11,12

Markoma M.A, Shakaff a A.Y, Adom A.H, Ahmad M.N, Wahyu Hidayat, Abdullah A.H., Ahmad Fikri N. (2009). “Intelligent electronic nose system for basal stem rot disease detection”. g, Universidad de Perlis Malasia. Revista Computers and Electronics in Agriculture. p. 140–146. Recuperado de www.elsevier.com/locate/compag

Martínez L., Gerardo., Sarria, Greicy A., Torres L., Gabriel A., Varón, Francia., Romero A., Hernán M., Sánz S., Jose I. (2010). Avances en la investigación de Phytophthora Métodos de laboratorio. Método colorimetría. Recuperado de http://www.bklab.cl/index.php?p=metodo&c=metodo-colorimetria

Microchip. (2007). PIC 16F627A/628A/648A Data sheet. p.1,2. RRecuperado de http://web.mit.edu/6.115/www/document/16f628.pdf

MIT Tecnology Review. (2014). Edición en español. Innovadores menores de 35 años, México. Recuperado de http://www.technologyreview.es/read_article.aspx?id=45413

Pallás Areny R. (1993). Adquisición y distribución de señales. Marcombo S.A. Barcelona, España. Capitulo II. p.2, 3, 27.

Pallás Areny Ramón (2003). Sensores y acondicionadores de señal (4ta Edicion). MARCOMBO S.A. Barcelona, España. Capítulo I, p. 4, 6, 7.

Palmivora, el agente causal de la Pudrición del cogollo de la palma de aceite en Colombia. Revista palmas. Vol. 31 No. 1. 55-63p.

Plantas y enfermedades. Universidad de Illinois. Recuperado de http://urbanext.illinois.edu/focus_sp/chlorosis.cfm

Portafolio. Colombia (s,f). Negocios palma africana http://www.portafolio.co/negocios/inal-palma-africana

Portafolio. Colombia (2014). http://www.portafolio.co/especiales/portafolio-21-aniversario/colombia-productor-aceite-palma2014

Procesamiento de imágenes .(s,f) Capitulo III Recuperado de http://www.kramirez.net/Robotica/Material/Presentaciones/ProcesamientoImagenes.pdf

Roozbeh hushiarian. (2013). Detection and control of Ganoderma Boninense: strategies and perspectives. Recuperado de http://www.springerplus.com/content/2/1/555

Rubén Alberto Ortiz Vega. Costa rica (2011). El cultivo de la palma aceitera. 1ra edición. p. 143147. 208 páginas.

ho, y.w.; nawawi, a. Malasia: pertanika (1985). Ganoderma boninense pat. from basal stem rot of oil palm (elaeis guineensis) in peninsular. v.8.

Sabo wada dutse (2013). Dna-based biosensor for detection of ganoderma boninense, an oil palm pathogen utilizing newly synthesized ruthenium complex [ru(phen)2(qtpy)]2 + based on a pedot-pss/ag nanoparticles modified electrode. Recuperado de http://www.electrochemsci.org/papers/vol8/80911048.pdf

Sensores de gas y narices electrónicas. (s,f). Recuperado de

http://www.csc.kth.se/~auffarth/publications/narices.pdf

Superintendencia de industria y comercio. Colombia (s.f). Agroindustria de la palma africana: diagnóstico de libre competencia. p. 1-3. Recuperado de http://www.sic.gov.co/drupal/sites/default/files/files/Palma.pdf

Súper

Robótica

Web.

SRF04

sensor

distancias

por

ultrasonidos.

Recuperado

http://www.superrobotica.com/S320110.htm

Tomasi Wayne. (2003). Sistemas de comunicaciones electrónicas. Person Education. Cuarta Edición. México. P 667,668.

Universidad Piloto de Colombia. (s,f). Normas APA Sexta edición. Guía de presentación de trabajos escritos. p. 1- 18.

Valoriza

Agua

Web.

Recuperado

http://www.valoriza-agua.com/es_es/Images

/Nariz%20electr%C3%B3nica_tcm19-4387.pdf

Viñas Almenar M.I, Usall Rodie J, Echeverria Cortada G, Graell Sarle J, Lara Ayala I, Recasens Ginjuan D.I. (2013). Poscosecha de pera, manzana y melocotón. Madrir, España. p. 32, 33.

Yerga D. M. (2012). Aplicaciones del Grafeno: Sensores químicos. XIII Edición del Carnaval de Química.: Curiosidades de un Químico soñador Publicado en el blog Inauguración de la XX

Edici贸n

del

Carnaval

Qu铆mica.

Recuperado

http://lacienamara.blogspot.com.es/2012/12/inauguracion-de-la-xx-edicion-del.html