El prototipo está pensado para tres métodos de cultivo e incluye un contenedor para alojar peces, requerido en uno de los procesos. Foto: Foto: cortesía Alejandro Quiroz Estrada.

Se creó como tesis de Maestría en Ingeniería – Ingeniería de Sistemas usando visión artificial entre su metodología. La apuesta es, según su desarrollador, promover la seguridad alimentaria y la consciencia sobre la importancia de la alimentación sana.

Al 2050 la población mundial crecerá a 9.700 millones de habitantes, según previsiones de la Organización de las Naciones Unidas (ONU), dato que inquietó a Alejandro Quiroz Estrada, ingeniero de instrumentación y Control, y estudiante de la Maestría en Ingeniería - Ingeniería de Sistemas de la Facultad de Minas de la UNAL Medellín y perteneciente al grupo de investigación Inteligencia Artificial en Educación, quien a través de una idea académica, creó una alternativa para la producción de alimentos.

Con tantas personas en el mundo, “producir alimentos de la manera tradicional no es sostenible, tanto por el tiempo, como por la explotación de la tierra”, dice al destacar el aporte de la metodología para la apropiación de tecnologías orientadas al mejoramiento de la seguridad alimentaria en las zonas urbanas y periurbanas del valle de Aburrá, que aceleró el ciclo de producción hasta en un 50%.

Se trata de una metodología dividida en tres etapas; análisis sistémico de tecnologías de código abierto, mecanismos de apropiación tecnológica y entornos de aprendizaje en los que se incorpora un prototipo funcional híbrido, diseñado bajo tres métodos de producción de alimentos sostenible: aeropónico, hidropónico y acuapónico. Este último es la base del sistema.

El prototipo, según Alejandro, se toma como instrumento pedagógico para que personas pertenecientes a los estratos socioeconómicos bajos, por medio de las tecnologías de la información se apropien del sistema y puedan cultivar su propio alimento sin necesidad de terrenos ni generar impacto ambiental.

“Utilizando tierra, en un metro cuadrado se puede plantar máximo ocho plantas, mientras que, con los métodos empleados en la agricultura vertical como hidropónico, aeropónico y acuapónico se pueden plantar hasta 45”, explica. Todos ellos emplean agua. El primero requiere que las raíces de las plantas permanezcan en un solvente de agua con nutrientes, en el segundo se realiza una aspersión controlada y, el último involucra el cultivo de especies acuáticas en la medida en que los residuos metabólicos de los peces se aprovechan como nutrientes.

El sistema, explica, se controla y se monitorea desde una aplicación móvil y un servidor web para la transferencia de datos. Además, se integran notificaciones para el caso en el que se presente una eventualidad en algunas de las variables. Al ser automatizado, las principales funciones del prototipo son: censado de variables ambientales como temperatura, humedad, nivel y pH, monitoreo de la calidad de las plantas por medio de visión artificial, suministro de nutrientes, y transmisión y recepción de los datos procedentes de los servidores.

En la parte superior el prototipo tiene dos bandejas que están dispuestas para los cultivos. En este caso, de lentejas y arvejas. Allí también están ubicados el sensor de humedad, que debe oscilar entre 50 y 75, y de temperatura, que debe ser entre 25ºC y 28 ºC.

Por su parte, en la parte inferior hay un contenedor de agua en la que habitan los peces, una mini bomba para recircular el agua y sensores para medir el pH o nivel de acidez, que debe permanecer entre 7 y 8.

Los ciclos de sembrado se realizan cada 15 días. Con este sistema Alejandro identificó que los germinados de lentejas se empezaron a dar al segundo día de siembra y al séptimo fueron aptos para el consumo. Normalmente, dice el estudiante de Maestría, un cultivo de estos puede estar listo para la alimentación después de 10 o 15 días.

Al respecto menciona que “el control de las variables ambientales produce germinados de más alta calidad en menor tiempo y con mayor aprovechamiento del espacio, haciendo que estos sean algunos de los factores diferenciales con respecto a los métodos tradicionales de cultivo”.

Las pruebas piloto del funcionamiento del prototipo se desarrollaron con estudiantes de la Institución Educativa Inem José Félix de Restrepo, quienes bajo el modelo de tutoría inteligente realizaron tres cursos en la plataforma Moodle, una encuesta sobre hábitos alimenticios, una evaluación de contenidos, una charla magistral sobre agricultura y una práctica experimental.

Adicionalmente, Alejandro utilizó placas de desarrollo para el procesamiento de la información, lectura de datos de sensores y manipulación de válvulas. Empleó lenguajes de programación como Python y C++, y en el caso de la aplicación móvil, se diseñó inicialmente para el sistema operativo Android.

Acerca del mecanismo para acceder a esta solución, Alejandro expone que: “Un celular es la herramienta tecnológica con mayor apropiación por parte de la sociedad en la actualidad. Casi todas las diligencias, interacciones y lo que gestionamos es por medio de él”.

Preocupaciones sociales

La escasez de alimentos no necesariamente se debe a falta de tierra o exceso de población, por ahora, sino también a inconvenientes logísticos, por ejemplo, cuando se dan los paros nacionales en el país, cuando por lo general se afecta la cadena de transporte, como lo reconoce Alejandro.

En todo caso, los asuntos sociales no son solo parte de sus preocupaciones personales sino también profesionales, por lo que incluso las ha llevado a la academia, desde donde antes también ha generado propuestas creativas.

No obstante, es consciente de las limitaciones de la tecnología: “nosotros, que vivimos en una burbuja, creemos que todos tienen acceso a la tecnología y no es así; hay personas que, en esta época, ni saben qué es un celular o donde viven no llega señal. Si bien quiero atacar el problema de la inseguridad alimentaria, también queremos que las personas se informen acerca de las tecnologías de la información”.

Se siente gratificado por el aporte de su investigación, con la cual además de ofrecer una alternativa, considera que contribuye a generar consciencia acerca de la importancia de la sana alimentación, “pues el imaginario es que cuesta mucho, pero a veces con cinco mil pesos puedes comprar cosas que te nutren más que con otras que compras por 50 o 100.000 pesos”. Adicional a eso, “que la tecnología puede ayudar siendo educativa”.

Una de las conclusiones a las que llegó con su investigación y desarrollo del prototipo es que la visión artificial puede contribuir con la solución de diversos problemas de un cultivo, como las plagas o la clorosis (que es una fitopatología en las hojas de las plantas las cuales se tornan amarillas, rojas o marrón por falta de clorofila), que según él pueden ser difíciles de tratar. Otro asunto interesante y de utilidad es que el dispositivo se puede aplicar a cultivos más grandes.

(FIN/KGG)

12 de septiembre de 2022