Ingeniería Agrícola y Biosistemas Volumen 11, número 1, enero-junio 2019 English version
ISSN electrónico: 2007-4026
ISSN impreso: 2007-3925

 

 

Ingeniería Agrícola y Biosistemas
Volumen 11, número 1,enero-junio 2019
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Regional management of the environment in a zenith greenhouse with computational fluid dynamics (CFD)

Gestión regional del ambiente en un invernadero cenital con dinámica de fluidos computacional (DFC)

Jorge Flores-Velázquez; Manuel Vega-García

Doi:dx.doi.org/10.5154/r.inagbi.2018.04.007

Fecha de publicación en línea: 2019-02-18 / pág. 03-20

  • Introducción: La habilidad de manipular las condiciones ambientales dentro de un invernadero permite controlar la producción; no obstante, aún persisten restricciones tecnológicas en estos sistemas.
    Objetivo: Modelar el ambiente de un invernadero cenital cultivado con tomate mediante dinámica de fluidos computacional (DFC), para proponer alternativas de gestión ambiental y estimar el gasto energético y el costo económico por uso de ventiladores.
    Metodología: Se estimó el gasto energético (kW∙h-1) y el costo (MXN) del uso de ventilación natural y mecánica en invernaderos a partir de datos climáticos de municipios de San Luis Potosí y Estado de México. El análisis al interior del invernadero se realizó con DFC y normales climatológicas. Además, se estimó la tasa de ventilación y los gradientes térmicos para inferir un potencial climático local en función de las temperaturas óptimas del tomate.
    Resultados: Se observó que en regiones con veranos suaves, el uso de ventilación mecánica combinada con natural es una alternativa viable al reducir la temperatura y el costo de energía. Las simulaciones 3D realizadas permitieron tener una visión detallada de la distribución espacial de temperatura y flujo del aire al interior del invernadero.
    Limitaciones del estudio: El modelo únicamente contempla la velocidad del viento y la temperatura. Para incluir otras variables deberá ser calibrado.
    Originalidad: Se estimaron las tasas de ventilación (n = 35) y gradientes térmicos (3 K) mediante CFD para inferir un potencial climático regional en función de las temperaturas óptimas del tomate.
    Conclusiones: La ventilación combinada reduce los problemas por temperaturas altas en horas de máxima radiación, sin repercusiones significativas en los costos de producción.

Evaluation of a hypothetical suppression scenario of the spate irrigation system in Coeneo-Huaniqueo, Michoacán, Mexico

Evaluación de un escenario hipotético de supresión del sistema de entarquinamiento en Coeneo-Huaniqueo, Michoacán, México

Elí Gaiska Salomón-Guzmán; Laura A. Ibáñez-Castillo; Jacinta Palerm-Viqueira

Doi:dx.doi.org/10.5154/r.inagbi.2018.03.003

Fecha de publicación en línea: 2019-02-18 / pág. 21-38

  • Introducción: En México existe un sistema de irrigación tradicional denominado entarquinamiento, el cual entra en la categoría de riego de avenida, también conocido como “cajas de agua”. Ciertos efectos generados por los sistemas tradicionales de riego son intencionados, y otros no del todo.
    Objetivo: Demostrar que los sistema de entarquinamiento generan efectos no intencionados como el control de inundaciones, del periodo de retorno de 100 años, en presencia de avenidas máximas.
    Metodología: Se realizó un análisis hidrológico para dos escenarios: 1) situación actual (cajas de agua operando) y 2) situación hipotética (cajas para entarquinar suprimidas o en desuso). Dentro del modelo hidrológico, con el programa HEC-HMS, se consideraron las metodologías del Soil Conservation Service (SCS) de los Estados Unidos (número de curva de escurrimiento e hidrograma unitario) y un una tormenta diseño de 167.8 mm. El tránsito de avenidas en cauces se realizó con el método de Muskingum.
    Resultados: Con la situación actual, el caudal generado a la salida del sistema de cajas fue de 0 m3 ·s-1, lo cual es producto del almacenamiento parcial del escurrimiento, mientras que con la situación hipotética, el caudal máximo se vuelve de 535.5 m3 ·s-1.
    Limitaciones del estudio: No se evaluó la eficiencia del sistema de cajas de agua como técnica de riego. Originalidad: Existen pocos estudios hidrológicos que demuestran beneficios cuantitativos de técnicas tradicionales de riego.
    Conclusiones: El sistema de cajas de agua en operación funciona como un reservorio. Si se quitaran las cajas, se generaría un escurrimiento que inundaría zonas agrícolas y urbanas.

Influence of the geographical area and morphological part of the water hyacinth on its chemical composition

Influencia de la zona geográfica y fracción del lirio acuático en su composición química

Xochitl Tovar-Jiménez; Ernesto Favela-Torres; Tania Lorena Volke-Sepúlveda; Erika Escalante-Espinosa; Ildefonso Jesús Díaz-Ramírez; Jesús Antonio Córdova-López; Alejandro Téllez-Jurado

Doi:dx.doi.org/10.5154/r.inagbi.2017.10.013

Fecha de publicación en línea: 2019-03-01 / pág. 39-52

  • Introduction: The water hyacinth (Eichhornia crassipes) is a tropical species that has characteristics with biotechnological potential; however, its chemical composition may vary depending on the geographical area and climatic conditions, which influences its end use.
    Objective: To evaluate the effect of the collection site (Mexico City, Hidalgo, Jalisco and Tabasco) and morphological part of the Eichhornia crassipes plant on its chemical composition for biotechnological applications.
    Methodology: The water hyacinth was sectioned into three parts and analyzed to establish a relationship according to the geographical collection area.
    Results: Heterogeneous behavior was observed; both the geographical area and the plant section have a strong impact on the plant’s chemical composition. The highest ash concentration was observed in the Tabasco samples (25 % in stalks and 16 % in leaves), while the lignin concentration was the highest in the Hidalgo samples (11 % in leaves and 6 % in stalks). On the other hand, solvent-extractable compounds were highest in the stalks of all samples, and water-extractable compounds were highest in the leaves. Holocellulose content was the constituent with the least variability.
    Study limitations: Samples were collected from only three geographical areas of Mexico, so it is necessary to extend the study to more regions.
    Originality: This is the first study carried out in Mexico that compares both the effect of the collection area and the section of the water hyacinth on its chemical composition.
    Conclusions: For the processing of the water hyacinth, it is important to take into account the geographical area and the plant part.

Agronomic behavior of piquin pepper ecotypes under photoselective covers

Comportamiento agronómico de ecotipos de chile piquín bajo cubiertas fotoselectivas

José Rafael Paredes-Jácome; Rosalinda Mendoza-Villarreal; Miguel Ángel Perez-Rodriguez; Valentín Robledo-Torres; Sergio Moreno-Limón

Doi:dx.doi.org/10.5154/r.inagbi.2018.05.011

Fecha de publicación en línea: 2019-03-04 / pág. 53-67

  • Introducción: El uso de malla sombra de colores e invernaderos es una estrategia para aprovechar la radiación solar y regular la temperatura, además de incrementar la productividad de los cultivos hortícolas.
    Objetivo: Evaluar el efecto de diferentes cubiertas fotoselectivas sobre variables agronómicas en ecotipos de chile piquín silvestre.
    Metodología: Las variables microclimáticas y radiación fotosintéticamente activa (RFA) se midieron desde el trasplante de la planta, y las variables agronómicas a los 40 días después del trasplante y al último corte del ciclo (160 días).
    Resultados: La temperatura, humedad relativa y RFA cambiaron con el uso de las diferentes cubiertas. La malla azul redujo 50.10 % la RFA en comparación con la incidente en campo abierto. El análisis de componentes principales agrupó a las plantas cultivadas sin cubierta con los menores resultados en las variables evaluadas, y el ecotipo RTZ reveló mayor tendencia hacia el cuadrante 1 en la mayoría de las variables. El rendimiento con malla blanca incrementó 1 290.9 % en comparación con el obtenido en campo.
    Limitaciones del estudio: El estudio unicamente genera información de los recursos fitogenéticos propios de la Región Noreste de México.
    Originalidad: El cultivo no está domesticado, por lo que este trabajo aporta el estudio bajo diferentes cubiertas de malla sombra y un invernadero.
    Conclusiones: La malla blanca favoreció el desarrollo de los ecotipos, siendo RTZ el que presentó los mejores valores, por lo que se considera viable esta combinación para la preservación y producción a gran escala.

Modeling of soil water to ensure a suitable depth and spacing of subsurface drip irrigation for alfalfa

Modelación de la humedad del suelo para garantizar profundidad y espaciamiento adecuados mediante riego por goteo subterráneo en alfalfa

Rocio Guadalupe Reyes-Esteves; Donald Carl Slack

Doi:dx.doi.org/10.5154/r.inagbi.2018.02.002

Fecha de publicación en línea: 2019-03-22 / pág. 69-79

  • Introducción: Un problema importante de diseño en la implementación de un sistema de riego por goteo subterráneo (RGS) es determinar la profundidad de instalación de la cinta de goteo que permita realizar las operaciones agrícolas y proporcione la cantidad adecuada de agua al cultivo.
    Objetivo: Determinar la profundidad adecuada de instalación de las cintas de RGS mediante técnicas de modelación y la teoría clásica de mecánica de suelos.
    Metodología: Se utilizó el programa HYDRUS-2D para determinar el patrón de mojado, después de 12 h de riego, de un emisor de RGS instalado a 50 cm de profundidad en tres tipos de suelo: franco arcillo arenoso (FAA), franco arcilloso (FA) y franco (F), y con la teoría clásica de mecánica de suelos se calculó el aumento de la tensión en el suelo a diferentes profundidades.
    Resultados: La elevación capilar vertical, por encima de la cinta de goteo, fue de 27, 30 y 22 cm para los suelos FAA, FA y F, respectivamente. La profundidad mínima de instalación de la cinta para evitar fallas es de 40 cm en suelos FAA y F, y de 35 cm para los FA.
    Limitación del estudio: Las propiedades físicas y los parámetros hidráulicos del suelo se obtuvieron de la literatura, y los resultados de la teoría de mecánica de suelos no se calibraron con mediciones en campo.
    Originalidad: Este es el primer estudio en el que se utiliza mecánica de suelos para determinar el espaciamiento y la profundidad de instalación de las cintas del sistema de RGS.
    Conclusiones: Este tipo de estudio es útil para determinar la profundidad de colocación de las cintas de RGS a fin de garantizar una transitabilidad adecuada bajo estos sistemas de riego.

Valuation and use of a new variety of barley for brewing craft beer

Valoración y uso de una nueva variedad de cebada para elaboración de cerveza artesanal

Araceli Guzmán-Ortiz; Armando Soto-Carrasquel; Patricia López-Perea; Alma Delia Román-Gutiérrez

Doi:dx.doi.org/10.5154/r.inagbi.2018.01.001

Fecha de publicación en línea: 2019-03-01 / pág. 81-95

  • Introducción: En los últimos años la industria cervecera ha presentado gran crecimiento, lo que hace necesario generar conocimiento sobre el uso de nuevas variedades de cebadas producidas en México.
    Objetivo: Evaluar el potencial de la cebada Doña Josefa para elaborar cerveza tipo gourmet con notas diferentes de sabor de acuerdo con el tipo de malta.
    Metodología: Se elaboraron cinco maltas: Pilsen, Viena, Melano, Café y Chocolate, se analizó su poder diastásico, su concentración de azúcares reductores, totales y β-glucanos. Posteriormente, se mezcló la Pilsen con cada una de las otras maltas para obtener mostos cerveceros, a partir de los cuales se elaboraron distintas cervezas artesanales; estas se evaluaron físicamente y se compararon sensorialmente con cervezas comerciales.
    Resultados: La malta Pilsen presentó la concentración de azúcares totales más alta (67.09 g∙100 g-1 de malta), y la Melano la más baja (24 g∙100 g-1 de malta). Por su parte, la malta Viena tuvo el menor poder diastásico. Las cervezas mostraron un contenido alcohólico entre 4 y 7 %, asociado a la tendencia de pH. Sensorialmente, solo las cervezas Café y Chocolate tuvieron aceptación por los consumidores.
    Limitaciones del estudio: Solo se usó un tipo de fermentación (lager) y una cepa de levadura.
    Originalidad: La cebada Doña Josefa es una variedad nueva que presenta mayor resistencia a enfermedades y es ligeramente más grande que las usadas actualmente para producir cerveza.
    Conclusiones: El malteado permitió tener condiciones adecuadas para elaborar distintas maltas cerveceras a partir de la cebada Doña Josefa. Las maltas presentaron valores de azúcares totales y reductores adecuados para elaborar cervezas. La cerveza Chocolate tuvo el mismo nivel de aceptación que una cerveza comercial.