Cultivo hidropónico sostenible, automatizado y monitorizado

Abstract

Este documento describe el diseño, simulación e implementación de un sistema hidropónico automatizado para el cultivo de lechuga en un entorno controlado, integrando tecnologías de automatización electrónica, monitoreo ambiental y control de variables nutricionales. Se empleó una placa arduino leonardo como unidad central de control, encargada de gestionar sensores y actuadores asociados al riego y suministro de la solución nutritiva. El sistema incorporó sensores para medir pH, sólidos disueltos totales (TDS), temperatura ambiente y calidad del aire, además de una pantalla LCD con comunicación I2C que permitió la supervisión en tiempo real de estos parámetros. Para el accionamiento hidráulico se integró una bomba sumergible de 12 VDC y una electroválvula NC de 12 VDC, controladas mediante módulos relés de 5V, garantizando un aislamiento eléctrico. Asimismo, se instalaron dos sensores de nivel tipo flotador para evitar reboses durante el proceso de recirculación. La metodología fue de enfoque experimental y descriptivo, apoyada en simuladores como Tinkercad para validar el funcionamiento previo a la implementación física. Las mediciones periódicas permitieron analizar la estabilidad del sistema mediante indicadores estadísticos como el promedio, lo cual permitió establecer los rangos óptimos de operación del sistema: pH entre 5.5 y 6.5, TDS entre 700 y 1150 ppm, temperatura entre 18 °C y 24 °C y calidad del aire “buena” según el AQI. En las gráficas de tendencia obtenidas se evidenció un comportamiento estable de las variables monitoreadas y una respuesta adecuada del sistema. Como resultado se evidenció que la automatización permitió un uso eficiente del agua, redujo la intervención manual y evitó errores como el sobrellenado o el riego excesivo. El sistema hidropónico fue funcional y viable para el monitoreo y control de variables ambientales y nutricionales, constituyéndose como una alternativa adecuada para la agricultura sostenible en espacios urbanos reducidos, como apartamentos.