Este tipo de prácticas pueden ser muy útiles en los huertos educativos y sociales con algunas adaptaciones y es por ello que se ha puesto en marcha en los huertos demostrativos del Proyecto Ecológico Andalhuerto en Hacienda de Quinto (Dos Hermanas, Sevilla), experiencias tecnológicas basadas en mediciones con sensores para la elaboración de nuevos materiales digitales didácticos.
En la actualidad, el sector agroalimentario ha experimentado grandes avances gracias a la tecnificación de las tareas del campo, el uso de sensores de alta precisión con los que controlar las condiciones de humedad y temperatura del sistema de producción nos permite estudiar y comprender mejor nuestro entorno natural, como estudiantes, docentes, investigadores y entusiastas del medio ambiente. Lo cual puede ser adaptado a diferentes tipos de huerto para mejorar igualmente la toma de decisiones.
Para llevar a cabo esta experimentación se han diseñado, construido e instalado varios juegos de sensores que realizarán registros de temperatura, humedad ambiental, presión atmosférica, intensidad lumínica y humedad del suelo.
Con este prototipo de sensores recolectamos datos ambientales, cuyo objetivo principal es facilitar la toma de decisiones en torno al huerto, como son la duración y frecuencia de riegos. El uso de modelos numéricos y análisis de datos nos permitirá elaborar predicciones meteorológicas y realizar estudios climáticos más precisos de nuestra zona. En un futuro se podrían instalar otros módulos que permitirán la domotización del huerto, automatizando el riego, generando sombra, etc. o volcando los datos mediante wifi directamente a una red meteorológica creada desde los centros educativos.
Tras la toma de datos, se elaborarán materiales didácticos con instrucciones de construcción e instalación y actividades enfocadas al uso y aprovechamiento didáctico de dichos sensores, especialmente destinadas al alumnado de educación secundaria, integrados todos ellos, en el “Manual del huerto escolar para Educación Secundaria Obligatoria” que saldrá publicado próximamente.
A continuación explicamos cómo y por qué se ha diseñado el prototipo de monitoreo ambiental que se ha instalado en los huertos demostrativos del Proyecto:
Creación del prototipo
La creación del prototipo, tiene como objetivo principal recopilar datos importantes sobre el entorno, como temperatura, humedad, presión, humedad del suelo e intensidad lumínica. Está dirigido a aquellos interesados en estudiar y comprender mejor su entorno natural.
Placa controladora y lenguaje de programación
Para este proyecto, hemos utilizado la placa controladora Arduino, que es una plataforma utilizada en muchos proyectos electrónicos. La placa se ha programado utilizando el lenguaje de programación Arduino, fácil de aprender y que ofrece una gran flexibilidad para el desarrollo de proyectos.
Sensores utilizados y fundamentos de funcionamiento
Hemos integrado varios sensores para medir diferentes parámetros ambientales, como son:
- Sensor ambiental BME280: este sensor mide la temperatura, humedad y presión ambiental y los valores se comunican por el protocolo I2C.
- Higrómetro resistivo: este sensor mide la humedad del suelo.
- Fotorresistencia LDR: este sensor mide la intensidad de la luz.
Listado de componentes restantes:
- Shield Data Logger: este módulo permite la lectura y escritura de datos en una tarjeta de memoria SD. Se puede usar para almacenar datos de sensores en un archivo CSV.
- Arduino MEGA: es una placa de desarrollo que se utiliza para programar proyectos electrónicos.
- Batería tipo power bank de 10000mah: es la fuente de energía principal que alimentará todo el sistema de monitoreo de valores ambientales.
- Placa de prototipado: se utiliza para montar los componentes del sistema sin necesidad de realizar soldaduras.
- Caja Estanca: es una caja impermeable que protege los componentes electrónicos del sistema de monitoreo de valores ambientales.
- Cables Dupont Macho-Macho y Macho-Hembra: son los cables que se utilizan para conectar los componentes.
- LED RGB: es un diodo emisor de luz que puede cambiar de color. Se utiliza para indicar el estado de la memoria SD y el estado de escritura y lectura de la misma.
- Pulsador: se utiliza para detener el proceso de escritura en la tarjeta de memoria SD para poder extraerla y cambiarla.
Sistema de alimentación y autonomía.
Para alimentar nuestro prototipo utilizamos una power bank de 10.000 mAh, que nos brinda una fuente confiable de energía.
Soporte de almacenamiento de la información y formato de la misma.
La información recopilada por los sensores se almacena en una tarjeta de memoria SD de 32 GB, y utilizamos un Shield Data Logger para facilitar la escritura de los datos en dicha tarjeta, que se guardan en un archivo CSV. El sistema de monitorización para conocer el estado de la memoria consiste en un LED RGB que cambiará de color en función de la memoria libre.
Sistema inalámbrico de comunicación para la descarga de la información y procedimiento de descarga.
Debido a la naturaleza de las instalaciones donde se localiza el huerto, sin acceso a una conexión Wi-Fi, no se ha instalado un sistema inalámbrico de comunicación ya que requiere de conexión a internet. Para descargar la información de la tarjeta SD, extraeremos la tarjeta y transferiremos los archivos a través de un lector de tarjetas o un dispositivo compatible, para volcar los datos en un ordenador.
Ubicación e instalación.
Para obtener datos precisos y representativos del entorno, recomendamos instalar el circuito en un lugar estratégico que refleje las condiciones ambientales que deseamos monitorear. Por ejemplo, el higrómetro debemos colocarlo cerca de las plantas en un área donde se pueda obtener una lectura precisa de la humedad del suelo, el sensor ambiental tendrá que estar puesto a la sombra en un lugar cercano al huerto que nos de datos reales y el de intensidad lumínica necesitaremos ponerlo en el lugar donde queramos verificar cuanta iluminación reciben nuestras plantas, cuantas horas de luz tienen o como le afecta al huerto sombras de edificios o arboleda.
Desde Andalhuerto queremos aprovechar la tecnología y el conocimiento científico como herramienta para crear conciencia, promover la acción y contribuir a la lucha contra el cambio climático. Se trata de un nuevo servicio para la comunidad educativa y la ciudadanía que complementará el trabajo realizado por Andalhuerto hasta la fecha, dando lugar a nuevos materiales y a documentos de apoyo para explorar nuevos aprendizajes en el huerto.
