PJ – M – 124 – AG Robot de riego para huertos urbanos.

La robótica es una rama de la tecnología que combina varias ciencias, como la ingeniería y la informática, para crear robots. Estas son máquinas diseñadas para realizar tareas específicas, a menudo facilitando actividades que pueden ser complicadas o consumir mucho tiempo. Un tipo importante de robots son los robots de servicio, que ayudan a las personas en diferentes actividades diarias. Un ejemplo claro de cómo la robótica puede ser útil es en el riego de plantas. El agua es fundamental para que las plantas crezcan y se mantengan saludables. Sin embargo, no todas las plantas necesitan la misma cantidad de agua o el mismo método de riego. Algunos factores, como la frecuencia y la cantidad de agua, dependen del tipo de planta y del ambiente. El cuidado adecuado de las plantas también requiere tiempo, algo que no siempre tenemos. Aquí es donde el robot puede hacer una gran diferencia. Este dispositivo puede programarse para regar las plantas de manera automática, midiendo las necesidades de cada una y ahorrando agua al mismo tiempo. Además de ser práctico, ayuda a cuidar el medio ambiente mediante un uso eficiente de los recursos. La combinación de robótica y tecnología sostenible puede transformar la manera en que cuidamos las plantas. No solo nos facilita las tareas, sino que también promueve un estilo de vida más respetuoso con la naturaleza y los recursos del planeta.

Robotics is a branch of technology that combines several sciences, such as engineering and computer science, to create robots. These are machines designed to perform specific tasks, often facilitating activities that can be complicated or time–consuming. An important type of robots are service robots, which help people in different daily activities. A clear example of how robotics can be useful is in the watering of plants. Water is critical for plants to grow and stay healthy. However, not all plants need the same amount of water or the same watering method. Some factors, such as the frequency and amount of water, depend on the type of plant and the environment. Proper plant care also takes time, something we don‘t always have. This is where the robot can make a big difference. This device can be programmed to water the plants automatically, measuring the needs of each one and saving water at the same time. In addition to being practical, it helps to take care of the environment through an efficient use of resources. The combination of robotics and sustainable technology can transform the way we care for plants. Not only does it make our tasks easier, but also promotes a lifestyle that is more respectful of nature and the planet’s resources.

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En la actualidad, la urbanización ha llevado a un aumento significativo en la demanda de alimentos frescos y sostenibles dentro de las ciudades. Los huertos urbanos se han convertido en una solución popular para proporcionar alimentos locales, reducir la huella de carbono y fomentar un estilo de vida más saludable. Sin embargo uno de los desafíos más grandes en la gestión de estos es la dificultad de tener el tiempo suficiente para el control de los huertos urbanos y brindar el riego adecuado y eficiente de las plantas.

Para dar una solución al problema diseñamos, construimos y programamos un robot que utiliza seguidores de línea y un tipo de codificación que determina la cantidad óptima de agua, permitiendo operar de manera sostenible y autónoma , reduciendo la dependencia de recursos externos.

El tener huertos urbanos es una opción viable para producir alimentos de manera controlada y que así sean benéficas para la salud, ya que la mayoría de los huertos utilizan las aguas negras para el riego de las cosechas afectando a estas mismas con distintas bacterias, plagas e infecciones, que llegan a ser parte del consumo humano afectando su salud.

Está comprobado que cada día es más complicado tener el tiempo suficiente para el riego de los huertos urbanos, debido a que las personas no cuentan con la disposición para el buen cuidado de ellos. Además gracias a esto cada día hay un número considerable de pérdidas de cosechas al aire libre, por los distintos problemas de salubridad y los problemas que se enfrentan por la naturaleza.

En la actualidad el precio de distintas frutas y verduras llega a ser bastante elevado, dependiendo de las condiciones del huerto donde estuvieron y en el cuidado brindado después de la recolección

Si nosotros logramos diseñar, construir y programar un robot que cumpla con las funciones básicas para el riego de huertos urbanos entonces tendremos una alternativa para el cuidado de estos.

Diseñar, construir y programar un robot de riego automatizado para huertos urbanos, con el fin de optimizar el uso de recursos hídricos y mejorar la eficiencia en el mantenimiento de las plantas. El robot debe ser capaz de realizar funciones básicas de riego, adaptándose a las necesidades específicas de cada tipo de planta, garantizando un riego controlado y sostenible.

A través de la implementación de tecnologías como sensores y mecanismos, se busca facilitar el cuidado de los huertos urbanos, promoviendo la sostenibilidad y el acceso a alimentos frescos y saludables. Este robot debe ser capaz de realizar funciones básicas de riego, adaptándose a las necesidades específicas de cada tipo de planta, garantizando un riego controlado y sostenible, también tiene como propósito contribuir a la conservación del medio ambiente, reduciendo el impacto de los métodos de riego tradicionales y fomentando prácticas agrícolas mejoradas y eficientes en áreas urbanas.

Diseñar, construir y programar un robot con las funciones básicas para el riego de huertos urbanos.

Garantizar modalidades de consumo y producción sostenible. 

Garantizar una vida sana y promover el bienestar en todas las edades. 

Robot: Es un dispositivo integrador de diversas tecnologías, cuya integración, es dependiente de su complejidad o categoría, presentando como mínimo, las tres etapas básicas de un sistema de control o informático, entrada (sensores), procesamiento (microcontrolador, lógica de compuertas, conmutación por transitar o relé), y salida (actuadores o motores).

Dispositivo: Conceptuales es un aparato.

En general, se emplea esta denominación para conferir un léxico más técnico.

Aparato: Conjunto de componentes o piezas, dispuestas sistemáticamente, de forma tal, de cumplir funciones específicas.

Mecanismo: Del latín “mechanisma”, conjunto de piezas, que cumplen determinadas funciones, mediante sistemas coordinados de encastre o engranaje, transmitiendo fuerza y movimiento que resultan necesarias para producir una acción o trabajo.

Engranaje: Mecanismo, empleado con el fin de transmitir, dentro de una máquina, una relación de potencia, de un componente a otro.

Encastre: Es la introducción de los dientes de dos piezas, unos en otros

Eslabón: Pieza con forma de anillo, que se enlaza formando un cadena

Ruedas u Orugas: Considerar un sistema de ruedas con tracción u orugas para mayor estabilidad y para evitar dañar la superficie.

Navegación: Puede usarse un sistema de navegación basado en GPS para exteriores o un sistema de mapeo para interiores.

Robot industrial

Mecanismo actuador programable en dos o más ejes con un grado de autonomía moviéndose dentro de su entorno, para realizar las tareas previstas.

Un robot incluye el sistema de control y la interfaz del sistema de control.

La clasificación del robot en Robot Industrial o en el robot de servicio se realiza de acuerdo con la aplicación prevista.

Robot de servicio

Robot que realiza tareas útiles para los seres humanos o equipamientos, con exclusión de aplicaciones de automatización industrial.

Las aplicaciones de automatización industrial incluyen, pero no se limitan a, fabricación, inspección, empaque y ensamblaje

La robótica es una disciplina fascinante que combina diversas áreas de la ciencia y la tecnología para diseñar, construir y operar robots.

La robótica tiene componentes clave como la mecánica que se refiere a la estructura física del robot. Esto incluye el esqueleto, los actuadores (motores y servomotores) y los mecanismos de movimiento (articuladores, sensores,  ruedas, etc). La electrónica involucra todos los circuitos eléctricos que controlan los sensores del robot.

La programación es una parte fundamental ya que los algoritmos y software que controlan el robot pueden ir desde programas simples para tareas específicas hasta sistemas complejos de inteligencia artificial.

La robótica también tiene aplicaciones en distintos ámbitos, como lo son:

Industria: Robots que ensamblan productos, realizan soldaduras o inspecciones de calidad para facilitar el trabajo manual.

Medicina: En esta sección se usan robots quirúrgicos, prótesis robóticas y robots de asistencia médica.

Doméstica: Robots aspiradores, asistentes personales, dispositivos inteligentes.

Agricultura: Por último se encuentran los robots que plantan, riegan, cosechan y monitorean cultivos. 

Los fundamentos de la robótica abarcan diversas disciplinas y principios que permiten el diseño, construcción y operación de robots.

Técnicas y sistemas del regado de plantas

El riego es esencial para la supervivencia y el crecimiento saludable de las plantas. Sin embargo, la cantidad, frecuencia y método adecuados pueden variar según el tipo de planta, el clima y otros factores. Las plantas necesitan agua para llevar a cabo diversas funciones vitales como la transpiración que es el proceso por el cual las plantas liberan vapor a través de sus hojas, lo cual ayuda a mantener la temperatura y facilitar el movimiento de nutrientes.

El agua es un componente clave ya que disuelve los nutrientes en el suelo permitiendo que sean absorbidos por las raíces y transportados a través de la planta.

Hay varias técnicas de riego como el riego superficial, riego profundo (consiste en regar hasta que el agua llegue a las raíces profundas, adecuado para plantas en jardines o árboles) o el riego por aspersión que simula la lluvia y es útil para regar céspedes y jardines grandes.

Las plantas son organismos eucariotas multicelulares que juegan un papel fundamental en el ecosistema de la Tierra. Estos organismos tienen la capacidad de realizar la fotosíntesis, un proceso biológico crucial en el que utilizan la luz solar, el dióxido de carbono y el agua para producir su propio alimento en forma de glucosa, liberando oxígeno como subproducto. Esta capacidad de auto nutrición sitúa a las plantas como productores primarios en la mayoría de los ecosistemas, lo que significa que son la base de la cadena alimentaria para la mayoría de los seres vivos.

Las plantas son esenciales para la vida en la Tierra y continúan siendo objeto de estudio por sus increíbles adaptaciones y beneficios para el medio ambiente. Su importancia ahora desde aspectos ecológicos fundamentales hasta aplicaciones prácticas en medicina, agricultura y tecnología.

Proporcionan alimento y hábitat para muchos seres vivos formando la base de la mayoría de las cadenas alimentarias. Son cruciales para la producción de oxígeno y la absorción de dióxido de carbono, ayudando a mitigar el cambio climático, muchas plantas tienen el valor cultural, medicinal y económico.

Las plantas son una fuente renovable de recursos como la madera, los biocombustibles y las fibras, esenciales para la sustentabilidad de su cultivo y gestión adecuada para contribuir significativamente a la conservación del medio ambiente y a la economía verde.

Materiales:

1 kit de venoclisis

1 bebedero de goteo

1 set Zmrobo defender wisekit

200ml de agua

1 computadora

1 planta de perejil

1 planta de betabel

1 planta de chile

1 mapa con el recorrido del robot

3 bloques de diferente color 

Procedimiento:

1.-  Diseñar el robot y el recorrido a realizar sobre el tapete

2.- Colocar las plantas en cada uno de los círculos señalados

3.- Construir el robot con el set Zmrobo defender wisekit

4.- Colocar el mecanismo dispersor de agua y agregar los 200 ml de agua en el kit de venoclisis

5.- Programar el recorrido en la computadora que realizará el robot sobre el tapete 

6.- Utilizar cada uno de los bloques para activar la programación deseada

Obtuvimos un robot de 28cm de largo x 21.5cm de alto x 18cm de ancho, con un costo de producción total de 1,300 pesos, se realizaron pruebas las cuales consistieron en:

-Observar el tiempo de riego para cada planta

-El funcionamiento del mecanismo dispersor de agua

Pudimos comprobar que puede realizar un recorrido con una duración de 1 minuto.

Logramos comprobar que es posible la construcción de un robot que nos ayude para el riego de los huertos urbanos, gracias a esto tenemos una nueva alternativa para el riego de nuestros huertos, de una manera mucho más rápida y sencilla.

Además, esta alternativa tecnológica representa un paso significativo hacia la implementación de herramientas inteligentes que pueden contribuir al desarrollo sostenible de la agricultura urbana, fomentando el ahorro de recursos como el agua y promoviendo prácticas más responsables con el medio ambiente.

Racha, A (2019). Plantas: sus riegos y cuidados: MARCOMBO

Racha, A. (2019). Robótica: diseño y aplicación, Argentina: MARCOMBO

MINDSTORMS EV3 (2016) Domotica fácil: tankoboon

Verdes Horizontes. (2024, 11 enero). El ABC de la automatización: Entendiendo la agricultura urbana inteligente. https://verdeshorizontes.net/tecnologia-y-innovacion/abc-automatizacion-entendiendo-agricultura-urbana-inteligente/

rivulisLMadmin. (2024, 1 agosto). Tipos de riego: una guía completa | Rivulis. Rivulis. https://es.rivulis.com/explorando-los-tipos-de-riego-y-sus-aplicaciones/