Sistema semi-automático de asistencia para cultivos en huertos urbanos y periurbanos

Abstract

La agricultura de precisión ha tomado relevancia en la producción agrícola, principalmente dada la creciente integración de la tecnología en esta área y en nuestras vidas, y también porque la evidencia científica ha demostrado que la implementación de estas estrategias de gestión llevan a una mejora considerable del uso de recursos, la productividad, calidad, renta- bilidad y sustentabilidad de los cultivos tecnificados. En consecuencia, este nuevo paradigma amplía el espectro de posibilidades para los profesionales científico-tecnológicos, abriendo oportunidades en la generación de productos o servicios que anteriormente estaban limitados al área industrial y del hogar. Aprovechando esas oportunidades, este trabajo de memoria contempla el desarrollo de un sistema semi-automático de asistencia al cultivo en huertos urbanos y periurbanos, utilizando tecnologías de bajo costo y Open Source para su desarrollo. Este sistema cuenta con un módulo de control y diversos periféricos. El primero, basado en lógica difusa, es capaz de automatizar procesos clave del cultivo, para lograr la reducción tanto del tiempo invertido por el cultivador, como los conocimientos y experiencia requeridos. Particularmente, el sistema automatiza los procesos de riego y ventilación para el control de las variables del ecosistema, notificando al usuario ante los cambios de estado de estos actuadores. Los periféricos utilizados son principalmente sensores de humedad y temperatura (ambiental y de suelo), un sistema de ventilación/extracción y otro de riego por goteo. Estos periféricos se comunican con el módulo de control utilizando el protocolo de comunicación Mosquitto y diversos componentes electrónicos como intermediarios. Si las variables monitoreadas no alcanzan valores aceptables entonces el sistema envía alertas al cultivador para que éste tome conocimiento de la situación de su cultivo. Los resultados son presentados por medio de la interfaz gráfica del software Grafana y sus funcionalidades. Las pruebas realizadas para evaluar el sistema, se desarrollan en una carpa de cultivo de interior con dos albahacas tradicionales, además de una serie de dispositivos electrónicos necesarios para completar este escenario. Los criterios de desempeño se basan en varias métricas como la reducción del trabajo invertido en el cuidado, la eficiencia y precisión del control de las variables, la optimización del uso del agua de riego y la flexibilidad entregada al usuario para personalizar la dinámica y parámetros del sistema. Bajo estos aspectos se logran resultados favorables y alentadores, con posibles extensiones como parte del trabajo a futuro.