Desarrollo de camas de cultivo elevadas con sistema de riego automatizado y monitoreo de pH y humedad, para el cultivo de rábano Raphanus sativus y lechuga Lactuca sativa en el LEATYER, campus de Chía, Universidad El Bosque
Cargando...
Fecha
2023
Título de la revista
Publicado en
Publicado por
URL de la fuente
ISSN de la revista
Título del volumen
Resumen
El suelo para cultivos del laboratorio de experimentación de agrotecnia y energías renovables (LEATYER) de la Universidad El Bosque ubicado en la sede de Chía, cuenta con la presencia de escombros y desechos sólidos producto de construcciones, por lo que dificulta la realización de cultivos en este medio. Por esto se buscó generar un producto de agricultura urbana implementando el desarrollo de un prototipo de camas de cultivo elevadas y un sistema de automatización de riego y monitoreo para cultivos de lechuga y rábano, tomando como enfoque la tecnificación de camas de cultivo, el control de humedad en suelo, mediante sensores capacitivos y electroválvulas AC y finalmente el monitoreo de pH. El propósito de este trabajo es ilustrar los efectos y la importancia de contar con las condiciones adecuadas en términos de suelo y riego para obtener un cultivo de hortalizas de clima frio exitoso.
En la automatización del riego y monitoreo de pH se incorporó la interfaz de usuario que permite la representación gráfica de los valores dados por los sensores y la capacidad de ajustar los criterios de humedad del suelo dependiendo del cultivo que se vaya a establecer. Además de poseer un mecanismo de notificaciones que envía un mensaje por correo electrónico al usuario en situaciones donde dichos valores se encuentren fuera del rango predeterminado.
La planificación del proyecto se fundamentó en el enfoque CDIO de ingeniería, donde cada etapa se alineó con los objetivos específicos. Se llevó a cabo un protocolo adecuado que incluyó la conceptualización del LEATYER, el diseño conceptual preliminar y detallado, la implementación y, finalmente, la elaboración del manual de usuario para la operación integral del sistema.
El rendimiento de todo el sistema se evaluó mediante la comparación del tamaño, peso y número de hojas en ambas especies, durante 28 días para la lechuga y 20 días para el rábano. El resultado principal se basa en las variaciones obtenidas de los datos registrados en las dos modalidades de camas, elevadas y convencional, en donde se evidenció que en las camas elevadas se presentó mayor homogeneidad en los cultivos, mientras que en la cama convencional hubo presencia de algunos ejemplares mucho más grandes que otros. Esto se debe a que al ser especies de ciclo corto, deben contar con un riego uniforme y controlado de acuerdo con la humedad que necesite el cultivo, ya que esto interfiere en el crecimiento y desarrollo de las raíces. Así mismo se pudo observar que lo cultivos en camas convencionales contaron con la presencia de plagas como la chisa, lo que también afectó su desarrollo y por consiguiente su rendimiento, mientras que en las camas elevadas no.
Se demostró la optimización del recurso hídrico en los cultivos, ya que en el riego automatizado la cantidad de agua utilizada fue cercana al requerimiento de cada cultivo, mientras que en el riego manual no, lo cual se evidenció en la evaluación en donde las camas elevadas tuvieron mayor homogeneidad, rendimiento y desarrollo de las plantas a diferencia de los cultivos de las camas convencionales que mostraron heterogeneidad.
Descripción
Abstract
The soil for crops at the agrotechnics and renewable energy experimentation laboratory (LEATYER) of the El Bosque University located at the Chía headquarters, has the presence of rubble and solid waste from construction, which makes it difficult to grow crops in this medium. For this reason, we sought to generate an urban agriculture product by implementing the development of a prototype of elevated crop beds and an irrigation and monitoring automation system for lettuce and radish crops, taking as a focus the modernization of crop beds, the control of soil moisture, through capacitive sensors and AC solenoid valves and finally pH monitoring. The purpose of this work is to illustrate the effects and importance of having the right conditions in terms of soil and irrigation to obtain a successful cold climate vegetable crop.
In the automation of irrigation and pH monitoring, the user interface incorporated allows the graphic representation of the values given by the sensors and the ability to adjust the soil moisture criteria depending on the crop to be established. In addition to having a notification mechanism that sends an email message to the user in situations where said values are outside the predetermined range.
Project planning was based on the CDIO engineering approach, where each stage was aligned with specific objectives. An appropriate protocol was carried out that included the conceptualization of LEATYER, the conceptual, preliminary and detailed design, the implementation and, finally, the preparation of the user manual for the comprehensive operation of the system.
The performance of the entire system was evaluated by comparing the size, weight and number of leaves in both species, for 28 days for lettuce and 20 days for radish. The main result is based on the variations obtained from the data recorded in the two types of beds, elevated and conventional. Where it was evident that in the elevated beds there was greater homogeneity in the crops, while in the conventional bed there was the presence of some plants much larger than others. This is because, as they are short-cycle species, they must have uniform and controlled irrigation according to the humidity that the crop needs, since this interferes with the growth and development of the roots. Likewise, it was observed that crops in conventional beds had the presence of pests such as beetle larvae, which also affected their development and therefore their yield, while in elevated beds it did not.
The requirement for each species was the basis for the optimization of the water resource; Although water consumption in conventional beds was lower, during the evaluation the lack of this in the development and production of crops was demonstrated, which evidenced the impact of applying this type of technologies in agriculture.
Palabras clave
Suelo, Sistema de riego, Monitoreo, Automatización, Control, Rábano, Lechuga, Camas elevadas, Agricultura urbana
Keywords
Soil, Irrigation system, Monitoring, Automation, Control, Radish, Lettuce, Elevated beds, Urban agriculture