Resumen

Actualmente el precio en productos de consumo han incrementado su valor considerablemente sobre todo los  vegetales cuyo incremento se debe a la alta demanda y a la escases que existe de productos vegetales orgánicos, a eso debemos incrementar que los cambios climáticos han afectado las temporadas de cosechas  y estas se han vuelo algo inestables, a partir de esta información y utilizando la tecnología para mejorar la calidad de vida y de consumo de alimentos orgánicos buscamos fomentar la cultura de autoconsumo por medio de un prototipo llamado Har-Best (huerto urbano automatizado en una pared verde) que mejore la calidad de alimentos y sobre todo la economía familiar.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Debido al entorno económico actual en nuestro país, el mercado ha tenido altos indices de fluctuación en lo respectivo al precio de los vegetales y frutas, lo cual hace que las familias mexicanas se vean limitadas en el consumo de ciertos productos tomando opciones alimenticias con bajo contenido nutricional,  aunado a los horarios poco flexibles de labores que se han presentado en los últimos años esto dificulta poder invertir el tiempo necesario para una toma de decisiones correcta respecto a una dieta balanceada.

Ademas los métodos de producción de alimentos han sido poco eficiente para la demanda actual y futura, (Departamento Economico y Social de la FAO, 2002), estos escases mundiales afectarían económica y socialmente a varios países.

Y debido a la irresponsabilidad en el uso de agua dulce en la industria agroalimentaria, esta se contaminado de manera parcial (Departamento de Desarrollo Sostenible , 2002),provocando un ciclo vicioso entre no tener agua de limpia y la alta demanda agrícola.

Antecedentes

En nuestra amplia investigación hemos encontrado otros proyectos automatizados de los cuales realizaremos una breve reseña a continuación.

Genesis un sistema automatizado de manera horizontal de la marca Farmbot que puede ser adaptable a varios tamaños ese ayuda a sembrar y mantener regado el cultivo además de evaluar a través de una aplicación para cualquier dispositivo donde se puede realizar una nueva semilla para sembrar. (FarmBot Genesis, 2014)

Urban Cultivator es un invernadero pequeño de tamaño aproximado a un refrigerador, en las plantas son regadas dependiendo de su necesidad y la temperatura es controlada dependiendo de la planta que se cultive. (Urban Cultivator, 2015)

Objetivo

Demostrar a través del Har-best (huerto urbano automatizado en una pared verde) que el gasto mensual en hortalizas se vea disminuido con ayuda del cultivo generado por el prototipo.

Justificación

El diseño del prototipo “Har-Best” pretende, dentro de sus amplios beneficios: disminuir el gasto en hortalizas a través de adecuar y aprovechar espacios en el hogar, sobre todo en ciudades densamente pobladas, además de maximizar el tiempo de las personas que viven en ellas.

La idea que propone “Har-Best” es optimizar la mayor cantidad de tiempo a través de el cultivo de hortalizas en casa, ademas de reducir la contaminación generada por la industria agroalimentaria y obtener cultivos orgánicos

Hipótesis

Desarrollando un prototipo robótico, el cual pretende fomentar la cultura de autoconsumo intentando contrarrestar las problemáticas agrícolas ya antes mencionadas.

Método (materiales y procedimiento)

Para el desarrollo de este prototipo utilizamos:

2 perfil de acero de 60cm

2 perfil de acero de 15cm

1 perfil de acero de 40cm

1 Plataforma de madera de 60×40

4 macetas de plástico

5 Carro para rieles de colgar

1 metro de manguera

2 cinturones metálicos

1 pieza de impresión 3D (semillero)

1 pieza de impresión 3D (regadera)

Piezas electrónicas:

1 Cable Dupont Hembra Hembra

1 Arduino Uno R3

1 CNC Shield

3 motores NEMA 17

1 Bomba para acuario pequeño

1 Sensor hidrométrico HL-08

8 Interruptores final de carrera

1 Servomotor

1 Fuente de alimentación tipo ATX

Construcción del prototipo

El prototipo tiene dos fases que se ven reflejadas en la maduración del propio proyecto y como hemos encontrado respuestas a la pregunta de investigación.

Fase 1

Construcción de la parte mecánica y eléctrica

Dentro de la parte de construcción mecánica hemos desarrollado los planos que podrían solucionar el problema de movilidad mediante un robot cartesiano.

Se entiende por robot cartesiano una estructura divida en módulos o partes que se mueve en tres ejes (Rojas & Muñoz, 2003)

Ilustración 1 Ejemplificación de robot cartesiano

La parte electrónica le permite obtener control, movimiento y así mismo regula a través de sensores el funcionamiento del mecanismo. El control es llevado a cabo por una tarjeta Arduino UNO en conjunto con la Shield CNC que controla los motores. El movimiento es generado por motores a pasos (NEMA 17) que permiten el traslado de manera; horizontal, vertical y profundidad. Los sensores que utiliza permiten conocer el estado del cultivo; por el momento nos enfocamos al uso del sensor higrométrico HL-08 el cual indica la humedad del suelo apoyando así al sistema de riego.

Fase 2

De manera alterna se realizaron cultivos para saber las condiciones necesarias para su crecimiento (jitomate, chile y papa), la selección del cultivo fue con relación a una encuesta realizada respecto a las hortalizas mayor mente consumidas entre nuestros conocidos y la dieta común de los mexicanos.

Galería Método

Resultados

El crecimiento de las hortalizas en espacios cerrados se ha llevado de manera favorable en un 75% hasta el momento, los tiempos para conocer la viabilidad del prototipo están en base al crecimiento y la cantidad que se pueden obtener del cultivo es por eso que se requiere mayor tiempo para corroborar la funcionalidad del prototipo “Har-Best”.

Galería Resultados

Discusión

En base a los resultados obtenidos somos consientes que la aplicación del prototipo es viable y el aprovechamiento de los espacios urbanos es una gran oportunidad para generar recursos para  las personas que cuentan con tiempos limitados y desean mejorar su alimentación.

Para los fines de nuestro proyecto consideramos que es una gran aportación para el tema del autoconsumo y el uso de la tecnologías verdes.

Conclusiones

Consideramos que los antecedentes que se tiene de prototipos similares no han tomado en cuenta factores como; espacios, tiempos, lugares, entre otros factores que el prototipo “Har-Best” muestra una gran oportunidad para poder en un futuro ser un prototipo funcional a la altura de nuestras expectativas.

Bibliografía

Departamento de Desarrollo Sostenible . (1 de Agosto de 2002). Departamento de Desarrollo Sostenible de la FAO. Obtenido de http://www.fao.org/docrep/W2598S/w2598s03.htm

Departamento Economico y Social de la FAO. (1 de Agosto de 2002). Deposito de documentos de la FAO. Obtenido de http://www.fao.org/docrep/004/y3557s/y3557s03.htm

FarmBot Genesis. (24 de Junio de 2014). FarmBot Genesis. Obtenido de https://farmbot.io/

Rojas, J., & Muñoz, G. (2003). Diseño de un sistema robótico cartesiano para aplicaciones industriales. Revista Facultad de Ingenieria U.T.A, Chile, 11-16.

Urban Cultivator. (10 de Enero de 2015). Urban Cultivator. Obtenido de http://www.urbancultivator.net/

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography