Diseño e implementación de un prototipo para monitoreo remoto y control de un cultivo hidropónico utilizando algoritmos de inteligencia artificial para las variables de humedad y temperatura

Abstract

La hidroponía vertical representa una alternativa innovadora y sostenible para la producción de alimentos en espacios reducidos, especialmente en entornos urbanos donde el acceso a tierra cultivable es limitado. Este documento presenta el desarrollo e implementación de un sistema hidropónico vertical automatizado para el cultivo de cilantro (Coriandrum sativum), diseñado para operar en un entorno doméstico tipo apartamento. El sistema integra un sensor DHT11 y un sensor DS18B20 para monitoreo de temperatura y humedad ambiental, conectados a un microcontrolador ESP32 con conectividad inalámbrica, lo cual permite su incorporación a un entorno de Internet de las Cosas (IoT). Adicionalmente, se desarrolló un modelo de inteligencia artificial basado en árboles aleatorios (Random Forest), entrenado con datos propios y en tiempo real, con el propósito de anticipar el comportamiento de las variables monitoreadas y accionar automáticamente el sistema de bombeo cuando sea necesario. Durante el ciclo de cultivo, se evaluó la respuesta del sistema automatizado en cuanto a eficiencia en el uso del agua, estabilidad de las condiciones ambientales y calidad de la producción. Los resultados obtenidos demuestran la viabilidad técnica y económica del sistema, evidenciando su potencial como una solución escalable, replicable y de bajo costo para la agricultura urbana inteligente.