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Implementación de un módulo IoT hidropónico NFT semiautomático con alimentador de nutrientes por control difuso

Abstract:

La agricultura tradicional hace referencia a cultivos en suelo, los cuales han sido los más conocidos desde el inicio de las civilizaciones del ser humano, sin embargo existe desde la antigüedad evidencia de otro tipo de cultivo que no requiere un sustrato de tipo sólido; este tipo de cultivos son conocidos como hidropónicos, consisten en plantas cuyas raíces están en contacto directo con agua recirculante que contiene los nutrientes fundamentales para su crecimiento, y son objeto principal de este proyecto de titulación. El huerto hidropónico NFT semiautomático consiste en una eficiente y novedosa herramienta modular para cultivos que reemplaza el uso de suelo y abono, por agua con nutrientes disueltos, es adaptable a todo tipo de espacios residenciales y puede ser controlado y monitoreado de manera remota a través de la internet. La portabilidad del módulo facilita que sea instalado en patios o terrazas, y su adaptabilidad permite su funcionamiento en ecosistemas con climas extremos como páramos o desiertos. De esta forma representa una solución a problemas futuros tales como son la contaminación de suelos y falta de alimentos. La aplicación de tecnología IoT en el módulo utiliza el protocolo MQTT para comunicar el sistema con una aplicación a través de un broker que envía y recibe datos con un servidor en la nube, todo esto con soporte en plataformas de tarjetas embebidas como Raspberry Pi, con interfaces gráficas en sistema operativo Raspbian y otra en navegador web programada con diagramas de flujo en Node-RED. La escalabilidad con la que fue construido el módulo hidropónico permite a otros investigadores aplicar estas técnicas a sus trabajos, dado que el manejo de actuadores y control retroalimentado por medio de sensores permite una infinidad de aplicaciones en la actualidad. La investigación sobre sistemas hidropónicos fue determinante en la selección del controlador para lo cual se eligió uno de lógica difusa el cual se encarga de la regulación de variables que influyen en la composición y características nutritivas del agua recirculante que ayuda en el crecimiento de las plantas.