ES2284032T3 - Aparato y metodo para procesar señales de respuesta biologica, de manera especifica, aparato y metodo para la eclosion de huevos en incubacion. - Google Patents
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Abstract
Método para procesar señales de respuesta biológica procedentes de organismos que viven en un espacio vital bien definido, estando comprendido cada uno de ellos en un microentorno, en el que estas señales se obtienen mediante la medición en línea de variables de respuesta biológica, y en el que estas señales se procesan como mínimo en tiempo real en un procesador de las señales, en el que, por un lado, estos organismos se controlan en dichos microentornos, y en el que, por otro lado, estas variables pueden ajustarse mediante aparatos de control de señal correspondientes según un modelo de control de espacio vital, caracterizado porque el espacio vital comprende una incubadora para la eclosión de huevos en incubación, en el que las variables de respuesta biológica se miden y controlan de manera física y/o química, por ejemplo, en forma de señales de respuesta biológica ópticas, eléctricas, magnéticas, acústicas o mecánicas, o combinaciones de las mismas.
Description
Aparato y método para procesar señales de
respuesta biológica, de manera específica, aparato y método para la
eclosión de huevos en incubación.
La invención se refiere a un método según el
preámbulo de la reivindicación 1, y también a un método tal como se
describe en los preámbulos de las reivindicaciones 7 y 12,
respectivamente.
La presente invención puede funcionar y
aplicarse en un campo de la técnica dirigido al seguimiento y
control de procesos biológicos. Como proceso biológico se entiende
un proceso del que forma parte importante un organismo vivo, y en
el que un organismo de este tipo juega un papel correspondiente. En
un proceso de este tipo, siempre existe una respuesta biológica,
que se entenderá como la reacción de un organismo de este tipo a su
entorno. Este entorno se define en mayor detalle como todo aquello
que no está determinado genéticamente en relación con el organismo
considerado y, de manera específica, se refiere al microentorno que
rodea dicho organismo y que se encuentra próximo al mismo.
Como ejemplos de respuesta biológica, que puede
definirse de manera general como el conjunto de reflejos de la
actividad metabólica de un organismo de este tipo, pueden
mencionarse de manera específica la temperatura y el pulso, así
como muchas otras respuestas que son bien conocidas por un experto
en la materia. A efectos de poder explorar, controlar y medir
dichas respuestas, de maneras conocidas por un experto en la
materia, se utilizan para este propósito detectores y equipos
adecuados de acción física o química. Resultará evidente para
cualquier experto en la materia lo que esto significa, incluyendo
además combinaciones de acciones y, por ejemplo, también acción
bioquímica.
Durante la exploración, control y medición,
dichas respuestas biológicas se expresan en variables biológicas,
mientras que la exploración, control y medición con los detectores y
equipos tiene lugar mediante señales de respuesta biológica.
Dichas mediciones se producen en línea.
Resultará evidente que, en los casos de seguimiento y control, el
proceso de las señales de respuesta biológica se realiza en tiempo
real. También es necesario destacar que dichos procesos biológicos
son ejemplos de procesos dinámicos. La exploración, control y
medición también se consideran dinámicos, lo que significa que, en
el campo de proceso de señales, la frecuencia de muestreo, o tasa
de muestreo, sigue el bien conocido teorema de Nyquist. De acuerdo
con ello, en adelante, también se utilizarán "continuos"
además de "dinámicos", lo que expresa claramente que dichas
respuestas biológicas se refieren a un proceso biológico de un
organismo vivo que se desarrolla y continúa sin interrupciones.
La presente invención se refiere a un proceso
biológico específico, concretamente, al proceso de incubación. Es
sabido que es un proceso muy complejo, cuyas gamas de temperatura y
concentraciones de gas en los microentornos alrededor de un huevo
en incubación y próximos al mismo se conocen a grandes rasgos, pero
en el que los controles introducidos de manera previa no resultan
adecuados para controlar de manera adecuada un organismo de este
tipo. Aunque el espacio vital en su conjunto aloja grupos, conjuntos
o colonias de dichos organismos, y no es inhabitual medirlos y
controlarlos en el interior del mismo, un método de este tipo
siempre hará referencia a lo sumo a un promedio con el que las
respuestas biológicas como tales están, a lo sumo, relacionadas de
manera indirecta. Precisamente, en la respuesta biológica se
encuentra implícito el historial previo del propio huevo en
incubación, siendo las opciones a considerar la edad y la
alimentación de las gallinas ponedoras, así como el periodo de
puesta y el clima en los gallineros; en otras palabras, de acuerdo
con ello, cada lote de huevos en incubación mostrará diferentes
respuestas.
Un método según el preámbulo de la
reivindicación 1 se conoce por el documento WO 02098213. En el
mismo, se describen un método y un sistema para el control y el
seguimiento de procesos biológicos, de manera específica, para el
control y el seguimiento de procesos de crecimiento de organismos
vivos tales como ganado y aves de corral, que incluyen el control
de fenómenos de respuestas biológicas. De manera más específica, se
describe la manera en la que se utilizan señales de respuesta
biológica como señales de medición de variables de respuesta
biológica en un modelo para, de este modo, de seguir y controlar
dinámicamente y de manera precisa el proceso de crecimiento de un
animal a efectos de aumentar la calidad económica de los mismos, por
ejemplo, la producción de biomasa. Se describe en detalle la manera
en la que se formula un modelo, y la base matemática del mismo,
para un modelado en línea y un proceso en tiempo real de las señales
medidas, mediante lo cual se utiliza un control según el principio
MPC (control predictivo basado en modelos).
Hasta la actualidad, se ha comprobado que
resulta prácticamente imposible llevar a cabo mediciones en línea
en una cámara de incubación, de manera específica mediciones en los
microentornos alrededor de los huevos en incubación. Una
explicación a esto se halla en el hecho de que la cámara de
incubación forma un espacio vital muy complejo, comprendido en una
estructura y dominado por un clima cuyos parámetros no solamente
están asociados entre sí de manera extremadamente compleja, sino
que, además, los microentornos alrededor de los huevos en
incubación, a menudo decenas o centenares, no pueden seguirse y
controlarse inequívocamente mediante dichos parámetros. De manera
específica, esto ha implicado que con frecuencia se careciese de
instrumentación adecuada.
A efectos de obtener además una solución en esta
línea de producción biológica industrial, el método según la
presente invención se caracteriza porque el espacio vital comprende
una incubadora para la eclosión de huevos en incubación, mientras
que las variables de respuesta biológica se miden y controlan de
manera física y/o química, por ejemplo, en forma de señales de
respuesta biológica ópticas, eléctricas, magnéticas, acústicas o
mecánicas, o combinaciones de las mismas.
De manera sorprendente, se ha comprobado que,
siguiendo y controlando de esta manera los procesos de incubación
en los microentornos de los huevos en incubación en las cámaras de
incubación, se consiguen resultados de incubación considerablemente
superiores.
Dependiendo de la variable de respuesta
biológica, la invención también da a conocer la medición y el
control de manera invasiva, así como no invasiva. De este modo, la
influencia externa del proceso biológico puede seleccionarse y
ajustarse de cualquier forma deseada.
De manera específica, el método se caracteriza
porque las variables de respuesta biológica para los huevos en
incubación se seleccionan, por ejemplo, aunque no de manera
exclusiva, entre temperatura de la cáscara del huevo, pérdida de
peso, pulso, presión sanguínea, respiración, crecimiento, tasa de
crecimiento, actividad, producción de calor, producción de humedad
y producción de sonido; más específicamente porque las señales de
respuesta biológica para los huevos en incubación se seleccionan,
por ejemplo, aunque no de manera exclusiva, entre: temperatura,
humedad, concentraciones de gas, intensidad de sonido y frecuencia
de sonido; porque, además, el modelo de control de espacio vital
comprende un algoritmo de control inteligente para un control de
proceso basado en una regla de proceso sistemática o matemática, por
ejemplo, aunque no de manera exclusiva, un control basado en
modelos con predicción, o un control de proceso con la llamada
lógica difusa; y además porque el modelo de control de espacio
vital controla la eclosión según direcciones obtenidas y
determinadas con la experiencia.
El método, tal como se describe en el preámbulo
de la reivindicación 7, se conoce, por ejemplo, por el documento NL
1016636. En este caso, entre otras cosas, la temperatura del huevo
se considera una característica de crecimiento, mientras que, según
el método reivindicado en este caso, de manera específica se mide la
reacción de la temperatura del huevo al cambio externo de la
temperatura en la cámara de incubación, utilizándose a continuación
la reacción medida para ajustar la temperatura en la cámara de
incubación. El proceso de control descrito en este documento puede
resumirse como: ajuste después de la alteración.
En un método de este tipo, no se tienen en
cuenta la medición y el control de las variables de respuesta
biológica, más específicamente, la medición y el control del curso
y dinámica del transporte de energía desde un huevo en incubación y
hacia el mismo, tal como, por ejemplo, las condiciones de calor
inmediatamente alrededor del huevo en incubación. Intentando
modificar la temperatura del huevo de esta manera, y ajustando a
continuación la temperatura del aire en la cámara de incubación, no
se anticipa en absoluto el equilibrio de energía requerido en
función de la fase de incubación u otras características más
específicas del microentorno durante el proceso de incubación
alrededor de un huevo en incubación de este tipo. Dado que resulta
conocido que, durante todo el periodo de incubación, la temperatura
del embrión es constante o virtualmente constante, mientras que,
durante aproximadamente la primera mitad del periodo de incubación,
el proceso de incubación se produce de manera endotérmica y,
durante la segunda mitad de manera exotérmica, una modificación de
este tipo perturbará el microclima en lugar de mantenerlo, tal como
ocurrirá en el caso de un entorno natural.
A efectos de controlar de manera precisa el
microclima o microentorno alrededor de un huevo en incubación con
exactitud, y para poder ajustarlo y, más específicamente, para
imitar ese microclima de manera precisa lo más cuidadosamente
posible, el método según la presente invención se caracteriza porque
comprende, sucesivamente, las siguientes etapas:
- -
- introducir una temperatura objetivo de huevo en incubación Tep en el control al inicio del proceso de incubación;
- -
- medir la temperatura del huevo Te en un instante de tiempo determinado después del inicio;
- -
- comparar las Te y Tep medidas, suministrándose, en el caso de una diferencia entre Te y Tep, una señal de temperatura de aire para ajustar la temperatura del aire Ta según una regulación de temperatura del aire; y
- -
- repetir estas etapas durante el proceso de incubación en un instante de tiempo determinado posterior.
De manera muy adecuada, este método reacciona a
las señales "específicas del cuerpo" de un huevo en incubación.
En esta manera de controlar los parámetros, están implicados el
espacio vital en su conjunto y el microentorno alrededor de cada
huevo en incubación.
De manera más específica, el método se
caracteriza porque, para ajustar la temperatura del aire Ta,
comprende, sucesivamente, las siguientes etapas:
- -
- introducir una temperatura objetivo de aire Tap en el control al inicio del proceso de incubación, introduciéndose además una gama de control de temperatura de aire A entre temperaturas límite Tap(min) y Tap(max), siendo Tap(min) < Tap < Tap(max);
- -
- medir la temperatura del aire Ta en un instante de tiempo determinado después del inicio;
- -
- comparar la Ta medida con las temperaturas en A, ajustándose las temperaturas del aire según un esquema de control determinado en el caso de que Ta aumente o disminuya según una diferencia predeterminada; y
- -
- repetir estas etapas durante el proceso de incubación en un instante de tiempo determinado posterior.
De manera muy directa y fácil de seguir, el
microclima alrededor del huevo en incubación y el macroclima, es
decir, el clima en la cámara de incubación considerado en su
conjunto, quedan de este modo asociados entre sí. De manera más
específica, el clima en el recinto se ajusta como reacción a una
posible desviación de la temperatura objetivo del huevo. Por lo
tanto, de manera muy adecuada, se tienen en cuenta las fases
endotérmica y exotérmica durante la etapa de incubación.
Además, el método se caracteriza porque
comprende el suministro de una señal de alarma cuando la temperatura
del aire Ta excede una de las temperaturas límite de A.
De esta manera, se evita que las desviaciones
demasiado grandes, aunque se ajusten automáticamente, no queden
anotadas, o que no queden anotadas en el tiempo por el operario de
una instalación de este tipo. Una posible causa no suele
encontrarse en el propio proceso de incubación, sino en un problema
de naturaleza técnica en la cámara de incubación. Mediante un
sistema de alarma de este tipo pueden evitarse grandes pérdidas de
huevos, lo cual resulta muy importante.
En una realización especial, el método se
caracteriza porque las temperaturas del huevo se miden sin contacto,
de manera más específica porque las temperaturas del huevo se miden
con el aparato según cualquiera de las reivindicaciones 12, 13, 14 ó
15.
El aparato según el preámbulo de la
reivindicación 12 es conocido por una publicación en la página web
de Pakissan Agri Professionals Institutes Network, PAK APIN,
www.pakissan.com, "Systematic Analysis of Embryo
Temperature", febrero de 2003, en la que se describe la manera en
la que, para un lote de huevos incubados según el método de una
única etapa, se mide manualmente la temperatura de un número de
huevos preseleccionado mediante un termómetro de infrarrojos de
tipo clínico, situándose el termómetro de forma manual en un huevo
de este tipo. Se hace referencia a esta temperatura como temperatura
de cáscara de huevo. A continuación, basándose en una medición de
este tipo, puede ajustarse la temperatura establecida en la cámara
de incubación. Además, debe observarse que, en general, se
intentará determinar la temperatura de la cáscara de huevo de un
número representativo de huevos, a efectos de obtener de este modo
un promedio fiable para llevar a cabo un ajuste de control
correcto.
Resultará evidente para cualquiera que un modo
de medición de temperatura manual de este tipo presenta un buen
número de desventajas. Por ejemplo, la entrada en la incubadora
provocará una alteración considerable del ajuste y el desarrollo de
los parámetros de incubación importantes, tales como temperatura,
humedad, concentración de vapor de agua y concentración de ácido
carbónico.
A efectos de remediar los inconvenientes
descritos, el aparato según la presente invención se caracteriza
porque, durante el periodo de incubación, cada termómetro individual
mide sin contacto la temperatura de un huevo individual
correspondiente según un esquema de medición introducido
previamente, controlando las señales de medición obtenidas una
regulación de control de temperatura.
Una característica que debe considerarse una
ventaja de la utilización de un aparato de este tipo es que,
mediante esta forma de medición automática y, por lo tanto, al
evitar la entrada en una incubadora en funcionamiento, se elimina
el riesgo de lesiones por parte del pulsador giratorio, que resulta
considerable.
Además, el aparato según la invención se
caracteriza porque los termómetros están dispuestos en soportes
situados en las bandejas de incubación entre los huevos, midiéndose
las temperaturas de como mínimo dos huevos en incubación
individuales mediante dichos termómetros.
De este modo, de manera ventajosa, se consigue
que la regulación de la temperatura se controle mediante un valor
de parámetro suministrado directamente por el huevo en su
microentorno, al que también se hace referencia como respuesta
biológica. Donde hasta la actualidad se medían, de manera general,
promedios de valores de parámetro en la cámara de incubación en su
conjunto, mediante lo cual se ajustaba el clima en su conjunto en
dicho recinto, la presente invención da a conocer, de manera muy
adecuada, un control mediante mediciones en el microclima o
microentorno alrededor de cada huevo o cerca del mismo.
En otra realización, el aparato según la
invención se caracteriza porque comprende además un robot para
posicionar automáticamente los soportes junto a los huevos en
incubación.
El aparato según la invención se explicará de
manera adicional haciendo referencia a unos dibujos, en los que:
la figura 1 muestra un esquema de un proceso
biológico controlado por modelos según la presente invención;
la figura 2 muestra una vista de una bandeja de
incubación, llenada parcialmente con huevos, y con el aparato según
la invención entre los mismos;
la figura 3 muestra una vista en corte de un
modelo de este aparato;
la figura 4 muestra una vista de este aparato
separado en dos partes;
la figura 5 muestra un ejemplo de un
visualizador de una parte de una pantalla de un ordenador de
control;
la figura 6 muestra un diagrama de flujo del
método para la respuesta biológica a mediciones de temperatura de un
huevo; y
la figura 7 muestra un diagrama de flujo para
ajustar la temperatura del aire en la cámara de incubación.
En las distintas figuras, las mismas piezas se
han numerado de la misma manera.
En la figura 1 puede observarse claramente el
ciclo de seguimiento y control de un proceso biológico, representado
mediante el bloque (100). Las conexiones de flecha entre los
bloques individuales indican reacciones, flujos de datos o señales.
Empezando por el proceso biológico (100), durante el progreso del
mismo, opcionalmente, tienen lugar reacciones y cambios (101), que
están tipificados y reconocidos como una respuesta biológica (200).
Esta respuesta biológica (200) es reconocible durante la medición de
variables de respuesta biológica, obteniéndose señales de respuesta
biológica (201). Éstas se introducen a su vez en un modelo (300),
que incluye además un control que se lleva a cabo sobre las mismas,
introduciéndose y estableciéndose además valores límite y valores
objetivo de estas variables. De este modo, mediante las señales
(301), se controla el espacio vital en la cámara de incubación, más
específicamente, el clima (400). Otros cambios en el clima (401)
influyen, a su vez, en el proceso biológico, y las señales (402)
que indican los cambios retornan al modelo (300), que también
comprende el control, tal como se ha mencionado anteriormente.
Más específicamente, se miden las variables de
respuesta biológica en forma óptica, eléctrica, magnética o
mecánica, o combinaciones de las mismas que, en huevos en
incubación, pueden incluir, por ejemplo, variables tales como
pérdida de peso, pulso, presión sanguínea, respiración, crecimiento,
tasa de crecimiento, actividad, producción de calor, producción de
humedad y producción de sonido. De este modo, las señales
correspondientes son, por ejemplo, aunque no de manera exclusiva,
temperatura, humedad, concentraciones de gas, intensidad de luz,
frecuencia de luz, intensidad de sonido y frecuencia de sonido. A
diferencia con respecto al pasado, se ha comprobado que, con
instrumentación más desarrollada y el software correspondiente,
pueden llevarse a cabo procesos de incubación con grandes ventajas.
De manera específica, mediante la detección por infrarrojos, puede
obtenerse un control de respuesta biológica preciso en lo que se
refiere a la temperatura. A continuación se describirá en detalle
una realización a título de ejemplo del mismo.
El modelo (300) mostrado en la figura 1 se
refiere de manera general a un algoritmo de control introducido en
un procesador para, de este modo, controlar los parámetros
importantes de un espacio vital de este tipo, en este caso, la
cámara de incubación. De manera específica, se refiere normalmente
al control de clima, ya que los huevos en incubación son unidades
vivas cerradas en sí mismas a las que no se les aplica nutrición
externa. Un ejemplo de dichos controles lo constituye un control
basado en modelos con predicción, tal como se describe en mayor
detalle en el documento WO 02098213. También se utilizan procesos de
control con la llamada lógica difusa. Se conocen asimismo muchos
ejemplos de los mismos. Además, con frecuencia, se utilizan
direcciones obtenidas y determinadas con la experiencia, por
ejemplo, por un experto en incubación con una experiencia
difícilmente superable. Sin embargo, una desventaja consiste en que
esta experiencia es muy individual, y la determinación de la misma
en reglas no es siempre suficiente. Presentando grandes ventajas,
dichos controles basados en modelos, avanzados y muy utilizados,
entendiéndose de manera específica como controles basados en
modelos o MPC, hacen posible que el proceso de incubación adquiera
una posición en la cadena alimenticia que puede controlarse y
comprobarse de manera más adecuada. Resulta cada vez más importante
hacer que las condiciones de vida desde la gallina ponedora hasta
el pollito o, posteriormente, desde el pollito hasta el pollo,
puedan controlarse, obteniéndose una cadena con eslabones fiables
mediante la cual se pueda cumplir la demanda creciente de alimentos
de alta calidad.
La figura 2 muestra una bandeja de incubación
(1) con huevos en incubación (2) en unos nidos (4). De manera
general, estas disposiciones se utilizan en cámaras de incubación.
Normalmente, los huevos se disponen en compartimientos, a los que
también se hace referencia como nidos, de las bandejas de
incubación, que normalmente son de plástico y, por lo tanto, pueden
lavarse fácilmente. Los nidos (4) tienen bordes de nido (4a) y (4b),
en direcciones perpendiculares entre sí. Además, los nidos
presentan aberturas en varios lados para permitir la circulación de
aire necesaria. A su vez, estas bandejas de incubación se disponen
en estantes de carritos o carros, varios de los cuales se ubican en
una cámara de incubación. En dichas cámaras de incubación, se imita
el clima de incubación natural en la mayor medida posible.
Parámetros tales como temperatura, humedad del aire, contenido de
ácido carbónico y contenido de oxígeno se miden cuidadosamente, y se
ajustan si es necesario. A efectos de imitar el proceso natural de
incubación en la mayor medida posible, normalmente los estantes
pueden inclinarse.
De manera más específica, no solamente se
pretende comprobar el clima en la cámara de incubación en su
conjunto, sino incluso más el microclima o microentorno alrededor
del huevo. Con este objetivo, resulta deseable controlar las
condiciones alrededor de un huevo en incubación, o al menos
alrededor de un número de huevos en incubación, y ajustarlas si es
posible. Con la realización a título de ejemplo del aparato (3), tal
como se muestra en la figura 2, se ha comprobado que es posible
controlar de manera precisa la temperatura de cuatro huevos (2) de
una bandeja de incubación (1) de este tipo. Tal como se muestra en
esta figura, el aparato tiene un tamaño tal que ocupa dos nidos,
habiéndose dispuesto detectores de temperatura en el aparato, de
modo que, en ambos lados, pueden medirse las temperaturas de cada
uno de los dos huevos. Resulta evidente que esta medición no
solamente no es invasiva, sino que evita además alteraciones que se
producen, por ejemplo, con la colocación y reemplazo de los
termómetros.
Las figuras 3 y 4 muestran el aparato (3) en
mayor detalle. Las dos partes principales del aparato (3) están
formadas por una parte de soporte (20) y una parte de tapa (40). La
parte de soporte (20) comprende una parte inferior (21), con dos
unidades de acoplamiento (22a) conectadas a la misma, y con una
ranura de acoplamiento (22b), mediante las cuales el aparato puede
fijarse a los compartimientos o nidos (4) y sobre los bordes de
nido (4a), (4b) de la bandeja de incubación (1), respectivamente.
Estas partes y las partes que se conectan directamente a las mismas
están hechas todas a partir del mismo plástico, opcionalmente a
partir de una combinación de plásticos.
El núcleo del aparato está formado por los
detectores (23), en un número de cuatro en esta realización a título
de ejemplo, mediante los cuales se miden las temperaturas de los
huevos (2) en los nidos (4) inmediatamente adyacentes. Estos
detectores son del tipo mediante los cuales se recibe radiación
infrarroja, de modo que la energía lumínica incidente se transforma
en una señal de medición. Dichos detectores son conocidos de manera
general, y no se explicarán en detalle en la presente memoria. Por
ejemplo, un tipo de detector que puede utilizarse para este
objetivo lo comercializa la marca Melexis, y se conoce por la
denominación MLX90601.
En mayor detalle, el detector comprende una
abertura (25) para la radiación incidente, el detector está
dispuesto en un alojamiento (24) que también es de plástico, el
detector tiene un elemento detector (26) en el lado orientado en
alejamiento con respecto a la abertura (25), y este elemento
detector está conectado directamente a un chip (27). Uno de los
lados del chip se conecta, mediante un conector (28), a una placa de
circuito impreso (29) que es común a los cuatro detectores. A su
vez, esta placa de circuito impreso está conectada a un cable
conector (30) desde el cual unos cables de señal (no mostrados)
conducen hacia una unidad de proceso de señales. Estos cables
discurren a lo largo de los bordes verticales, en esta realización a
título de ejemplo de los bordes (4a), de distintos nidos (4) de la
bandeja de incubación (1), y son guiados y quedan fijados mediante
unas pinzas (5), tal como se muestra en la figura 2. La unidad de
proceso de señales es normalmente un ordenador, dispuesto
directamente en el exterior de la cámara de incubación, para
permitir llevar a cabo la comprobación, control y ajuste de esta
manera, específicamente en un modelo de control de espacio vital tal
como se ha descrito anteriormente. Además, en la parte de tapa (40)
se han dispuesto unas ventanas (32) a través de las cuales la
radiación puede alcanzar los detectores (23), más específicamente
las aberturas (25) de los mismos. Asimismo, debe observarse que
cada aparato detector está calibrado de modo que, de manera
ventajosa, cada detector puede utilizarse en una cámara de
incubación diferente.
Resultará evidente para cualquier experto en la
materia que las señales de medición, que se considerarán señales de
respuesta biológica procedentes de aparatos detectores según la
presente invención, pueden combinarse con señales de medición
relacionadas con otros parámetros climáticos. En un proceso
posterior de dichas señales, se podrán regular cantidades tales
como el transporte de calor, transferencia de calor y contenido de
energía de la cámara en su conjunto o también de parte de la
misma.
Para el método según la invención, se hace
referencia a las figuras 5, 6 y 7.
La figura 5 muestra un visualizador de una parte
de una pantalla de un ordenador de control. La parte más esencial
de la misma está formada por la línea inferior, en la que un símbolo
de termómetro cercano a un huevo muestra dos números. Estos números
son valores de temperatura en grados Fahrenheit, con (Tep) como
temperatura objetivo del huevo, o con la temperatura del embrión,
establecida por un operario de una cámara de incubación,
considerándose una temperatura de este tipo la temperatura habitual
para un embrión. Esto significa que, para diferentes tipos o razas
de aves, pueden establecerse o se establecerán diferentes
temperaturas objetivo. La temperatura cercana al mismo es la
temperatura del huevo (Te) medida en puntos regulares en el tiempo
para un número de huevos en incubación, por ejemplo, medida con el
aparato (3) con el detector (23) descritos anteriormente.
En el grupo de números descrito anteriormente,
también se muestran valores de temperatura en grados Fahrenheit,
temperaturas de regulación y medición de la temperatura del aire
(Ta) (= Taire). De manera específica, (Tap) indica la temperatura
objetivo del aire introducida en un momento determinado. Esta (Tap)
está asociada a (Tep) y (Te) según esquemas introducidos
determinados. Esto se debe a que, para cualquier experto en la
materia, resultará claro que, con desviaciones demasiado grandes de
(Te) con respecto a (Tep), la temperatura del aire como parámetro
externo debe ajustarse de manera precisa. Además, a su vez, esto
estará relacionado íntimamente con la parte endotérmica o
exotérmica del periodo de incubación. Los números encima y debajo de
los mismos indican las temperaturas límite (Tap(max)) y
(Tap(min)), que abarcan una gama A en el interior de la cual
se encuentra la temperatura del aire medida (Ta), indicándose (Ta)
en el lado derecho, en números grandes.
De manera más específica, en las figuras 6 y 7
se muestran los diagramas de flujo de medición, reacción y
regulación. En estas figuras, las etapas de decisión se muestran
como diamantes. Los signos positivos y negativos indican si se han
cumplido las condiciones descritas junto a los mismos. Las flechas
(\downarrow) y (\uparrow) indican la medición, es decir, la
disminución o aumento de la temperatura, respectivamente.
En la figura 6, (S) indica el inicio de un ciclo
de regulación-medición relacionado con la
temperatura del huevo. En el caso de que (Te) sea mayor o menor que
la (Tep) introducida, se lleva a cabo una acción. En el caso de que
la (Te) medida sea menor o mayor que (Tep), se comprueba la
temperatura objetivo del aire (Tap), de manera específica si se
encuentra dentro de la gama de regulación A. De manera general, este
será el caso.
Por otro lado, la figura 7 muestra la regulación
de la propia temperatura del aire (Ta). El inicio se indica
mediante (X), comparándose en primer lugar (Ta) con la temperatura
objetivo del aire (Tap). Por supuesto, la temperatura en el recinto
aumenta, disminuye o permanece sin cambiar dependiendo de la
misma.
Debe observarse que el ajuste de (Ta), por
ejemplo, en el caso de grandes diferencias con (Tap), puede provocar
que la gama de regulación cambie en cierta medida. Esto también
permite entender el motivo por el cual, en cada ocasión, los
valores límite se comprueban en la figura 6. Este cambio también se
introduce en el control, y puede tener lugar de manera automática y
manual. Más específicamente, para una situación con una transición
de más a menos endotérmica, y luego a exotérmica, un cambio de (Tap)
de este tipo y, de manera general, un cambio correspondiente de la
gama de regulación, puede utilizarse de manera ventajosa.
Además, en la figura 7, (RH) indica la humedad
relativa. Resultará evidente para cualquier experto en la materia
que el equilibrio de calor alrededor del huevo no solamente se
determina mediante la temperatura, sino también mediante la humedad
local. Por lo tanto, el ajuste de la temperatura no puede desligarse
de la regulación de la humedad.
Según la invención, las temperaturas de huevo
(Te) pueden medirse de manera precisa con el aparato (3),
específicamente con el detector (23) con las conexiones conectadas
al mismo, de manera muy adecuada. En el caso de este aparato (3),
esto se lleva a cabo sin contacto. De manera ventajosa, esto
provocará los menores riesgos posibles de desviación o mediciones de
temperatura erróneas.
Se entenderá que pequeñas modificaciones en el
aparato, tal como se ha descrito en la presente solicitud, estarán
dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, tales como, por
ejemplo, la selección de plásticos, el número de detectores en el
aparato y la manera de disponerlos y fijarlos. También resultará
evidente para cualquier experto en la materia que los esquemas de
medición también pueden consistir en una medición continua y en una
medición en etapas de regulación muy pequeñas, que puede
considerarse como efectuada de manera continua. Además, en esta
aplicación de respuesta biológica, los instantes en el tiempo
determinados para la medición mostrarán normalmente un seguimiento,
una medición y un control continuos.
Claims (15)
1. Método para procesar señales de respuesta
biológica procedentes de organismos que viven en un espacio vital
bien definido, estando comprendido cada uno de ellos en un
microentorno, en el que estas señales se obtienen mediante la
medición en línea de variables de respuesta biológica, y en el que
estas señales se procesan como mínimo en tiempo real en un
procesador de las señales, en el que, por un lado, estos organismos
se controlan en dichos microentornos, y en el que, por otro lado,
estas variables pueden ajustarse mediante aparatos de control de
señal correspondientes según un modelo de control de espacio
vital,
caracterizado porque
el espacio vital comprende una incubadora para
la eclosión de huevos en incubación, en el que las variables de
respuesta biológica se miden y controlan de manera física y/o
química, por ejemplo, en forma de señales de respuesta biológica
ópticas, eléctricas, magnéticas, acústicas o mecánicas, o
combinaciones de las mismas.
2. Método, según la reivindicación 1,
caracterizado porque
las señales de respuesta biológica se miden de
manera no invasiva.
3. Método, según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque
las señales de respuesta biológica para los
huevos en incubación se seleccionan, por ejemplo, aunque no de
manera exclusiva, entre temperatura de la cáscara del huevo, pérdida
de peso, pulso, presión sanguínea, respiración, crecimiento, tasa
de crecimiento, actividad, producción de calor, producción de
humedad y producción de so-
nido.
nido.
4. Método, según la reivindicación 1, 2 ó 3,
caracterizado porque
las señales de respuesta biológica para los
huevos en incubación en dichos microentornos se seleccionan, por
ejemplo, aunque no de manera exclusiva, entre temperatura,
concentraciones de gas, intensidad de sonido y frecuencia de
sonido.
5. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
el modelo de control de espacio vital comprende
un algoritmo de control inteligente para un control de proceso
basado en una regla de proceso sistemática o matemática, por
ejemplo, aunque no de manera exclusiva, un control basado en modelos
con predicción, o un control de proceso con la llamada lógica
difusa.
6. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
el modelo de control de espacio vital controla
la eclosión según direcciones obtenidas y determinadas con la
experiencia.
7. Método para la eclosión de huevos en
incubación, de manera específica para regular las condiciones
climáticas en una incubadora durante el proceso de incubación, que
incluye la disposición, medición y control, así como el ajuste de
concentraciones de gas y parámetros climáticos tales como
temperatura del aire, humedad del aire, contenido de ácido
carbónico y contenido de oxígeno, y además la medición de
temperaturas de huevo de como mínimo un número de huevos en
incubación, caracterizado porque
el método comprende, sucesivamente, las
siguientes etapas:
- -
- introducir una temperatura objetivo de huevo en incubación Tep en el control al inicio del proceso de incubación;
- -
- medir la temperatura del huevo Te en un instante de tiempo determinado después del inicio;
- -
- comparar las Te y Tep medidas, suministrándose, en el caso de una diferencia entre Te y Tep, una señal de temperatura de aire para ajustar la temperatura del aire Ta según una regulación de temperatura del aire; y
- -
- repetir estas etapas durante el proceso de incubación en un instante de tiempo determinado posterior.
\newpage
8. Método, según la reivindicación 7,
caracterizado porque
la regulación de temperatura del aire para
ajustar la temperatura del aire Ta comprende, sucesivamente, las
siguientes etapas:
- -
- introducir una temperatura objetivo de aire Tap en el control al inicio del proceso de incubación, introduciéndose además una gama de control de temperatura de aire A entre temperaturas límite Tap(min) y Tap(max), siendo Tap(min) < Tap < Tap(max);
- -
- medir la temperatura del aire Ta en un instante de tiempo determinado después del inicio;
- -
- comparar la Ta medida con las temperaturas en A, ajustándose las temperaturas del aire según un esquema de control determinado en el caso de que Ta aumente o disminuya según una diferencia predeterminada; y
- -
- repetir estas etapas durante el proceso de incubación en un instante de tiempo determinado posterior.
9. Método, según la reivindicación 8,
caracterizado porque
comprende además el suministro de una señal de
alarma cuando la temperatura del aire Ta excede una de las
temperaturas límite de A.
10. Método, según cualquiera de las
reivindicaciones 7-9, caracterizado porque la
temperatura del huevo se mide sin contacto.
11. Método, según la reivindicación 10,
caracterizado porque
las temperaturas de huevo se miden con un
aparato según cualquiera de las reivindicaciones
12-14.
12. Aparato para medir, con termómetros de
infrarrojos, temperaturas de huevos en incubación situados en nidos
de bandejas de incubación dispuestas en una incubadora, en el que,
para un número de bandejas preseleccionado, se mide la temperatura
de un número predeterminado de huevos,
caracterizado porque
durante el periodo de incubación, cada
termómetro individual mide sin contacto la temperatura de un huevo
individual correspondiente según un esquema de medición introducido
previamente, controlando las señales de medición obtenidas una
regulación de control de temperatura.
13. Aparato, según la reivindicación 12,
caracterizado porque
los termómetros están dispuestos en soportes
situados en las bandejas de incubación entre los huevos, mediante
los cuales se miden las temperaturas de como mínimo dos huevos en
incubación individuales.
14. Aparato, según cualquiera de las
reivindicaciones 12 ó 13, caracterizado porque
el aparato comprende además un robot para
posicionar automáticamente los soportes junto a los huevos en
incubación.
15. Aparato, según cualquiera de las
reivindicaciones 12-14, caracterizado
porque
el aparato se utiliza para llevar a cabo el
método según cualquiera de las reivindicaciones
1-11.
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