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SISTEMA AUTOMATIZADO PARA EL CONTROL
DE RIEGO Y FUMIGACIÓN EN PLANTACIONES DE
PHYSALIS PERUVIANA (UVILLA)
AUTOMATED SYSTEM FOR IRRIGATION AND FUMIGATION CONTROL IN
PHYSALIS PERUVIANA (UVILLA) PLANTATIONS
Recibido: 03/09/ 2024 – Aceptado: 11/11/2024
Marco Antonio Yandún Velasteguí
Docente en la Universidad Politécnica Estatal del Carchi
Tulcán – Ecuador
Magister en Auditoría de Tecnologías de la Información
Universidad Particular De Especialidades Espíritu Santo
marco.yandun@unmsm.edu.pe
https://orcid.org/0000-0001-5627-9838
Anthony Alexander Quiranza Arciniega
Técnico Docente en la Universidad Politécnica Estatal del Carchi
Tulcán – Ecuador
Magister en Ingeniería en Software
Universidad Politécnica Estatal del Carchi
anthony.quiranza@upec.edu.ec
https://orcid.org/0009-0004-5378-6307
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Cómo citar este artículo:
Yandún, M., Quiranza, A., Jiménez, H. & Quilismal, J., (Enero – Diciembre 2024). Sistema automatizado para el control de riego y fumigación en plantaciones de Physalis peruviana
(Uvilla). Tierra Innita (10), 7-25. https://doi.org/10.32645/26028131.1303
Cómo citar este artículo:
Yandún, M., Quiranza, A., Jiménez, H. & Quilismal, J., (Enero – Diciembre 2024). Sistema
automatizado para el control de riego y fumigación en plantaciones de Physalis
peruviana (Uvilla). Tierra Innita (10), 7-25. https://doi.org/10.32645/26028131.1303
Jhon Jairo Quilismal Tulcán
Técnico Docente en la Universidad Politécnica Estatal del Carchi
Tulcán – Ecuador
Ingeniero en Ciencias de la Computación
Universidad Politécnica Estatal del Carchi
jhon.quilismal@upec.edu.ec
https://orcid.org/0009-0001-9923-3159
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Sistema automatizado para el control de riego
y fumigación en plantaciones de Physalis
peruviana (Uvilla)
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(Uvilla). Tierra Innita (10), 7-25. https://doi.org/10.32645/26028131.1303
Resumen
El presente estudio se centró en el desarrollo de un sistema automatizado para el control de
riego y fumigación en plantaciones de Physalis peruviana (Uvilla). El objetivo principal fue
optimizar los procesos de riego y fumigación en las plantaciones mediante el uso de tecnología
de bajo costo y fácil acceso. Se emplearon sensores de humedad, temperatura y proximidad,
controlados a través de un microcontrolador ESP32, y se diseñó una aplicación móvil utilizando
Flutter para monitorear y gestionar el sistema en tiempo real. La metodología incluyó la
implementación de un enfoque experimental con pruebas en campo, donde se evaluó la ecacia
del sistema automatizado. Los resultados indicaron una reducción signicativa en el consumo
de agua y una mejora en la eciencia de la fumigación, lo que contribuyó a un aumento en la
productividad del cultivo de uvilla. Las conclusiones destacan la viabilidad técnica y económica
del sistema propuesto, así como su potencial para ser replicado en otros contextos agrícolas.
Palabras Clave: Riego automatizado, fumigación, Physalis peruviana, tecnología agrícola,
ESP32
Abstract
This study focused on the development of an automated system for irrigation and fumigation
control in Physalis peruviana (Uvilla) plantations. The main objective was to optimize irrigation
and fumigation processes in plantations through the use of low-cost and easily accessible
technology. Moisture, temperature, and proximity sensors were employed, controlled by
an ESP32 microcontroller, and a mobile application was designed using Flutter to monitor
and manage the system in real-time. The methodology included the implementation of an
experimental approach with eld tests, where the effectiveness of the automated system was
evaluated. The results indicated a signicant reduction in water consumption and an improvement
in fumigation efciency, contributing to an increase in uvilla crop productivity. The conclusions
highlight the technical and economic feasibility of the proposed system, as well as its potential
to be replicated in other agricultural contexts.
Kew Words: Automated irrigation, fumigation, Physalis peruviana, agricultural technology,
ESP32.
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Introducción
La creciente demanda por optimizar los recursos hídricos y mejorar la eciencia en los procesos
agrícolas ha impulsado la investigación en sistemas automatizados para el control de riego y
fumigación. En el caso especíco de la Physalis peruviana (uvilla), una fruta de alto valor
nutricional y económico, la implementación de tecnologías que mejoren su cultivo es crucial
para garantizar su sostenibilidad y productividad. Holguín 2018. Este estudio surge de la
necesidad de abordar los desafíos que enfrentan los pequeños y medianos agricultores en la
provincia del Carchi, Ecuador, quienes dependen en gran medida de métodos tradicionales de
riego y fumigación, los cuales son inecientes y consumen grandes cantidades de agua, uno de
los recursos más preciados en la agricultura moderna.
El problema central que se busca resolver con esta investigación es la falta de
automatización en los sistemas de riego y fumigación, lo que conduce al desperdicio de agua
y a una menor ecacia en el manejo de plagas, afectando directamente la producción de uvilla.
Los antecedentes indican que, a nivel global, la implementación de sistemas automatizados ha
demostrado ser efectiva en la reducción del consumo de agua y en la mejora de la calidad del
cultivo, pero su adopción en áreas rurales de Ecuador sigue siendo limitada.
En los últimos cuatro años, el porcentaje de cultivos bajo riego en Ecuador ha aumentado.
En 2018, se utilizaba un 21,1 % del agua para riego en los cultivos, mientras que para 2020
esta cifra subió al 25,4 %. A nivel nacional, se emplean varios métodos de riego, siendo los
más comunes el riego por aspersión, el riego por goteo y el riego por surcos o inundación,
entre otros, para grandes supercies. En particular, el riego por goteo es el más frecuente para
cultivos de menor tamaño y para una amplia variedad de sembríos. (INEC, 2020)
En la provincia de Carchi, el riego es esencial para la productividad agrícola. Sin
embargo, debido a la falta de planicación, se ha perdido hasta un 50% del caudal de agua por
ltración y a través de acequias, según indica la Prefectura del Carchi (2019). El recurso hídrico
es crucial para un cultivo adecuado, y en la provincia se emplean diferentes métodos de riego
según el tipo de cultivo. Para cultivos grandes, se utiliza el riego por aspersión con caudales
elevados, mientras que, para cultivos más pequeños, como invernaderos o terrenos reducidos,
se usa agua potable.
Por ello, este estudio tiene como objetivo principal desarrollar un sistema automatizado
que, mediante el uso de sensores y microcontroladores, permita el control eciente del riego y la
fumigación en plantaciones de uvilla, optimizando el uso de agua y mejorando la productividad.
Este sistema, controlado a través de una aplicación móvil, busca no solo mejorar la eciencia del
cultivo, sino también ofrecer una solución económica y replicable para otros tipos de cultivos
en la región y en contextos similares como la propuesta de Rodríguez et al. (2018), de Lema
(2020), y el aporte de Borjas. et al. (2021).
La hipótesis de esta investigación es que la implementación de un sistema automatizado
de riego y fumigación incrementará la productividad del cultivo de uvilla, al mismo tiempo
que reducirá el consumo de agua y los costos asociados a la producción agrícola. Este enfoque
es relevante no solo desde una perspectiva técnica, sino también económica y ambiental, ya
que promueve prácticas agrícolas sostenibles y alineadas con los Objetivos de Desarrollo
Sostenible (ODS) de las Naciones Unidas, especícamente en lo que respecta al uso eciente
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y fumigación en plantaciones de Physalis
peruviana (Uvilla)
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de los recursos y la innovación en la agricultura. Por ejemplo, la tabla 1, indica las condiciones
optimas para el cultivo de uvilla. de Romo (2018).
Tabla 1.
Condiciones óptimas de precipitación uvial para el crecimiento de la Physalis peruviana
Condiciones óptimas para un cultivo de uvilla
Ubicación
Temperatura Altura precipitación de lluvia
Aire libre 13 a 18 °C 1500 a 2600 msnm 1000 a 2000 mm
invernadero 13 a 20 °C < 2600 msnm 800 a 1000 mm
Fuente: Romo (2018).
Las investigaciones muestran adicionalmente que se debe tomar en cuenta otros factores
para brindar un crecimiento optimo de la planta en la tabla 2 se muestra una guía sobre las
mejores prácticas para el cultivo de uvilla, enfocándose en la preparación del suelo, limpieza,
abonado, y manejo de semillas.
Tabla 2.
Guía sobre las mejores prácticas para el cultivo de uvilla
Sección Autor Descripción
Suelo Anaguano (2019)
La preparación del suelo incluye el arado e incorporación de desechos de siembras
pasadas como abonado. La siembra se recomienda a una distancia de un metro
cuadrado por planta y surco, lo que facilita la entrada de aire y disminuye la
humedad, mejorando los cuidados de las plantas.
Preparación y
limpieza del
terreno
Rosales (2021)
La preparación del terreno para el trasplante requiere un suelo mullido con buen
drenaje. Se ara, se pasa la rastra, se hacen los surcos y se añade abono orgánico.
Además, se limpia el terreno de residuos plásticos y malezas antes de sembrar.
Abonado del
terreno
Colta (2018)
La fertilización del terreno se realiza con material orgánico para nutrir los cultivos,
removiendo la tierra a una profundidad de 20 a 25 cm.
Preparación
de semilla y
sembrado
Grace y Mayra
(2020)
Las semillas de uvilla se obtienen de frutas maduras, utilizando una despulpadora
DF-401 o manualmente. Se lavan y remojan las semillas durante 24 horas antes
de sembrarlas en huecos de 1 a 2 cm de profundidad, cubriéndolas ligeramente
con tierra.
Materiales y métodos
Este estudio adoptó un enfoque metodológico mixto, combinando investigación exploratoria,
descriptiva y experimental para desarrollar y evaluar un sistema automatizado de riego y
fumigación en plantaciones de Physalis peruviana (uvilla). A continuación, se describen los
principales aspectos metodológicos:
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Tipo de Investigación
Investigación Exploratoria: Se realizó una revisión de literatura para identicar los
desafíos actuales en el riego y fumigación de cultivos de uvilla, así como para explorar
las tecnologías disponibles que podrían ser aplicadas en el desarrollo del sistema
automatizado.
Investigación Descriptiva: Se llevaron a cabo observaciones y encuestas en campos
de cultivo de uvilla en la provincia del Carchi, Ecuador, para caracterizar las prácticas
agrícolas actuales y los problemas especícos relacionados con el manejo del riego y la
fumigación.
Población y Muestra, la población objeto del estudio consistió en 20 agricultores
de la provincia del Carchi dedicados al cultivo de uvilla que representan más de 40
hectáreas de este cultivo. Estos agricultores participaron en las encuestas y pruebas de
campo, proporcionando información clave sobre las prácticas actuales y los desafíos
que enfrentan. La muestra se seleccionó de manera no probabilística, enfocándose en
aquellos agricultores con experiencia relevante en el cultivo de uvilla.
Resultados
Entre los investigo sobre el tiempo que los agricultores dedican al cuidado del cultivo donde
la mayoría (95%) dedica más de dos veces al mes, adicional se investigó sobre las condiciones
ambientales en donde se encuentra el cultivo sea en invernadero (95%) y al aire libre (5)% se
puede determinar que:
La Media, si asumimos respuestas binarias (0 para una vez al mes, 1 para más de dos
veces al mes), la media sería 0.95 según como se muestra en la gura 1.
Figura 1.
Tiempo de dedicación al cuidado y condiciones ambientales.
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Con los resultados obtenidos se deriva los siguientes aspectos analizados:
Desviación Estándar: La dispersión sería baja debido a la homogeneidad de las respuestas.
Correlación de Pearson: Entre la disposición a invertir y la percepción del ahorro de agua,
Si calculamos la correlación entre las preguntas sobre la percepción de pérdida de agua (95%
arman que sí) y la disposición a implementar un sistema automatizado (85% sí), podríamos
obtener un valor de correlación alto, indicando una relación directa entre la preocupación por el
agua y la disposición a adoptar tecnología, gura 2.
Modelo de Predicción de Inversión: Si desarrollamos un modelo que predice si un agricultor
invirtiera en un sistema automatizado basado en las otras respuestas (como percepción de ahorro
de agua y tecnología utilizada), podríamos calcular la precisión de este modelo comparando las
predicciones con las respuestas reales.
Figura 2.
Disposición a invertir en sistemas de ahorro y buena gestión de agua.
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Se muestra adicionalmente la forma como se obtiene el agua y la forma como se la
utiliza, se muestra en la tabla 3.
Canal de riego: Es el tipo de riego más común (70%), pero solo el 5% del agua proviene
de canales de riego. Esto sugiere que, aunque es el método más utilizado, la fuente de
agua principal podría no ser siempre un canal de riego.
Riego por chorros: Utilizado por el 20% de los agricultores, tiene una correlación baja
con fuentes de agua potable (5%), lo que indica que no todos los que usan este método
dependen exclusivamente de agua potable.
Riego por goteo: Aunque solo el 5% de los agricultores usa este tipo de riego, la mayoría
del agua proviene de reservorios (85%), sugiriendo que este tipo de riego es altamente
dependiente de fuentes de agua almacenada.
Riego por surcos: También utilizado por el 5%, este tipo de riego tiene una distribución
uniforme con la fuente de agua de los ríos (5%).
Tabla 3.
Tipo de riego y fuentes de agua.
Tipo de riego Fuente de agua
Canal de riego 70% Canal de riego 5%
Riego por chorros 20% Agua potable 5%
Riego por goteo 5% Reservorio 85%
Riego por surcos 5% Ríos 5%
El riego por goteo está fuertemente correlacionado con el uso de agua de reservorios, mientras
que otros tipos de riego como el canal de riego y riego por chorros muestran una relación más
difusa con sus respectivas fuentes de agua como se indica en la gura 3.
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Figura 3.
Tipo de riego y fuentes de agua.
La gura 4, muestra que los aspersores juegan un papel importante, especialmente
en actividades de fumigación. Esto sugiere un enfoque signicativo en el uso de aspersores
para ciertas tareas especícas, mientras que otras actividades pueden depender de diferentes
tecnologías o métodos, en donde:
Los Aspersores (60%), presenta el valor más alto, lo que indica que los aspersores son
utilizados de manera signicativa en el contexto evaluado. Esto sugiere que la mayoría de las
actividades de fumigación, se realizan utilizando aspersores.
La fumigación por medio de Riego (10%) tiene un valor bajo en comparación con
aspersores, indicando que el riego puede estar siendo realizado con otros métodos que no son
necesariamente aspersores.
La fumigación por medio de elementos de bombeo manual o estacionarias es del (3%):
estas tienen un uso mínimo en relación con aspersores, lo que podría indicar que, aunque se
utilizan en menor medida, podrían estar relacionadas con la operación de sistemas de fumigación,
pero no son predominantes.
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Figura 4.
Tipo de elementos utilizado en la fumigación.
Investigación tecnológica
La investigación experimental se centró en el diseño, desarrollo e implementación de un
prototipo de sistema automatizado de riego y fumigación, seguido de pruebas de campo
para evaluar su efectividad.
El sistema automatizado desarrollado consta de varios componentes electrónicos y
una aplicación móvil para su control. Los principales materiales utilizados incluyen:
A) Microcontrolador ESP32: Este dispositivo fue elegido como el “cerebro” del
sistema debido a su capacidad para manejar múltiples sensores y actuadores, así
como su conectividad inalámbrica. B) Sensores: Se emplearon sensores de humedad
del suelo (FC-28), temperatura ambiente (DHT-11), y proximidad (HC-SR04). Estos
sensores monitorean las condiciones del cultivo y proporcionan datos en tiempo real
al microcontrolador. C) Actuadores: Bombas de agua y servomotores controlan el ujo
de agua y la aplicación de productos químicos para la fumigación, respectivamente. D)
Aplicación Móvil: Desarrollada en Flutter, la aplicación móvil permite a los agricultores
monitorear y controlar el sistema en tiempo real, visualizando datos de los sensores y
ajustando los parámetros de riego y fumigación según sea necesario.
Procedimiento
Instalación del Prototipo: El prototipo del sistema fue instalado en una parcela seleccionada
de uvilla. Se conectaron los sensores al microcontrolador ESP32, que a su vez controlaba las
bombas de agua y los servomotores para el riego y la fumigación. Aplicando la arquitectura
propuesta en la gura 5.
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Figura 5.
Arquitectura propuesta.
Modelo del circuito en la gura 6, se presenta el diagrama electrónico que incluye todos los
componentes y sensores necesarios para el funcionamiento del sistema. Los elementos utilizados
son: módulo WiFi ESP-32, sensores de humedad FC-28, fuente de alimentación de 5V, módulo
relé de 8 pines, un sensor de temperatura y humedad relativa DHT11, motores de 5V, bombas
de agua y un sensor de ultrasonido HC-SR04.
Figura 6.
Modelo circuito propuesto.
Recolección de Datos: Durante un período de tres meses, se recolectaron datos sobre el uso
del agua, la frecuencia de riego y fumigación, y el crecimiento del cultivo. Los datos fueron
transmitidos en tiempo real a la aplicación móvil y almacenados en una base de datos Firebase.
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Análisis de Datos: Se realizó un análisis estadístico de los datos recolectados para evaluar la
eciencia del sistema en comparación con los métodos tradicionales de riego y fumigación. Se
utilizaron métodos descriptivos y de variabilidad para interpretar los resultados, se muestran en
los resultados y la discusión
Resultados y discusión
En esta sección se presentan los hallazgos más importantes obtenidos durante la implementación
y evaluación del sistema automatizado de riego y fumigación para Physalis peruviana (uvilla).
Los resultados se analizan en función de los objetivos planteados y se comparan con estudios
previos para discutir su relevancia y posibles implicaciones.
Resultados
Consumo de Agua: La implementación del sistema automatizado resultó en una
reducción signicativa en el consumo de agua. Antes de la automatización, el riego
manual utilizaba un promedio de 135 litros de agua por día para una parcela de 144
plantas. Con el sistema automatizado, el consumo de agua se redujo a un promedio de 95
litros por día, lo que representa una disminución del 29.6% en el uso del recurso hídrico.
Este ahorro se debe a la precisión del riego por goteo controlado por los sensores de
humedad del suelo, que activan las bombas de agua solo cuando es necesario.
Eciencia en la Fumigación: El sistema permitió una aplicación más precisa y
uniforme de los productos de fumigación, mejorando la protección del cultivo contra
plagas. En comparación con los métodos tradicionales, donde la fumigación se realizaba
manualmente y de manera generalizada, el sistema automatizado aplicó los químicos
directamente en las raíces de las plantas, reduciendo el desperdicio de productos y el
impacto ambiental. Además, se observó una reducción en el tiempo de aplicación de
la fumigación, pasando de un promedio de 4 horas por semana a solo 1.5 horas con el
sistema automatizado.
Crecimiento y Productividad del Cultivo: Los datos recogidos durante el periodo
de pruebas mostraron un incremento en la tasa de crecimiento y productividad del
cultivo de uvilla. Las plantas en la parcela automatizada crecieron un 15% más rápido
en comparación con aquellas regadas manualmente, y la producción de frutos aumentó
en un 20%. Este resultado se atribuye a la optimización del riego y la fumigación, que
proporcionaron un ambiente más controlado y favorable para el desarrollo de las plantas.
Por medio de las pruebas realizadas en dispositivos móviles, tabla 4, tabla 5, gura 7,
gura 8.
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Tabla 4.
Prueba de rendimiento Píxel 5.
Prueba de Rendimiento
Celular Píxel 5
Id prueba
1
Tiempo de ejecución 1 min 9s
Versión de Android
11
Tiempo para la
visualización inicial
462 ms
Tiempo de visualización
completa
462 ms
Estadísticas gracas
Sincronizaciones verticales perdidas 13%
Latencia de entrada alta 13%
Subproceso de la IU lento 38%
Rendimiento en el tiempo
Uso CPU max 13%
Uso CPU medio
8%
Fotogramas max 87
Fotogramas medios
30
RAM max 170 KiB
RAM media
117 Kib
Figura 7.
Prueba de rendimiento Píxel 5.
Tabla 5.
Prueba de Rendimiento Moto E5 Play
Prueba de Rendimiento
Celular Moto E5 Play
Id prueba
2
Tiempo de ejecución 3 min 10 s
Versión de Android
8.1.0
20
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Tiempo para la
visualización inicial
2s 791ms
Tiempo de
visualización
completa
Estadísticas gracas
Sincronizaciones verticales perdidas 70%
Latencia de entrada alta 0%
Subproceso de la IU lento 85%
Rendimiento en el tiempo
uso CPU max 32%
uso CPU medio
20%
Fotogramas max 49
Fotogramas medios
10
RAM max 87 Kib
RAM media
50 Kib
Figura 8.
Estadísticas de Prueba de Rendimiento
Las guras 9, 10 y 11 muestra un fragmento de código en Arduino (C++), utilizado
para controlar y monitorear la humedad del suelo en una parcela agrícola, función de datos del
terreno y gestión de reservorios de agua.
La gura 12, reejan la interfaz de usuario desarrollada.
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Figura 9.
Código fuente de gestión de parcelas.
Figura 10.
Función datos de terrenos
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Figura 11.
Función datos de tanques de reserva
Figura 12.
Interfaz de usuario.
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Discusión
Los resultados obtenidos conrman la hipótesis planteada al inicio de esta investigación: la
implementación de un sistema automatizado de riego y fumigación no solo reduce el consumo
de agua, sino que también mejora la productividad del cultivo de uvilla. Estos hallazgos son
consistentes con estudios previos que han demostrado la ecacia de la automatización en la
agricultura para optimizar los recursos y aumentar la eciencia productiva.
En comparación con otros sistemas automatizados reportados en la literatura, el sistema
desarrollado en este estudio presenta varias ventajas, como su bajo costo de implementación
y su adaptabilidad a diferentes tipos de cultivos y condiciones de campo. Además, la facilidad
de uso de la aplicación móvil desarrollada permite a los agricultores monitorear y controlar el
sistema en tiempo real, lo que representa una mejora signicativa en la gestión agrícola.
Sin embargo, algunos desafíos fueron identicados durante el estudio. La dependencia
del sistema en la conectividad a internet es un factor limitante, especialmente en áreas rurales
donde el acceso a internet es limitado o inexistente. Este aspecto debe ser considerado en
futuras investigaciones, con el objetivo de desarrollar alternativas que permitan la operación
del sistema sin necesidad de una conexión constante a internet.
Perspectivas futuras
Los resultados obtenidos abren la puerta a nuevas investigaciones en el campo de la agricultura
automatizada. Futuras investigaciones podrían enfocarse en la integración de energías
renovables, como paneles solares, para alimentar el sistema automatizado, reduciendo aún
más los costos operativos y mejorando la sostenibilidad del proyecto. Además, la expansión
del sistema para incluir otros cultivos podría proporcionar benecios similares en términos de
ahorro de agua y aumento de productividad.
Conclusiones
El desarrollo e implementación del sistema automatizado para el control de riego y fumigación
en plantaciones de Physalis peruviana (uvilla) ha demostrado ser una solución efectiva para
optimizar el uso de recursos hídricos y mejorar la productividad del cultivo. Los resultados
obtenidos indican que el sistema permite una reducción signicativa en el consumo de agua, con
un ahorro del 29.6%, y mejora la eciencia de la fumigación, lo que contribuye a un incremento
del 20% en la producción de frutos. Estas conclusiones están respaldadas por datos empíricos
y comparaciones con métodos tradicionales, lo que subraya la viabilidad técnica y económica
del sistema.
Además, la facilidad de uso de la aplicación móvil desarrollada y la adaptabilidad del
sistema a diferentes condiciones de cultivo refuerzan su potencial para ser replicado en otros
contextos agrícolas. Sin embargo, la dependencia de la conectividad a internet representa un
desafío que debe ser abordado en futuras investigaciones para garantizar la operatividad del
sistema en áreas rurales con acceso limitado a la red.
En resumen, el sistema automatizado propuesto no solo cumple con los objetivos de
ahorro de recursos y mejora de la productividad, sino que también ofrece una herramienta
accesible y replicable que puede contribuir al desarrollo sostenible de la agricultura en regiones
similares.
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Cómo citar este artículo:
Yandún, M., Quiranza, A., Jiménez, H. & Quilismal, J., (Enero – Diciembre 2024). Sistema automatizado para el control de riego y fumigación en plantaciones de Physalis peruviana
(Uvilla). Tierra Innita (10), 7-25. https://doi.org/10.32645/26028131.1303
Recomendaciones
Desarrollo de Alternativas para la Conectividad: Se recomienda investigar y
desarrollar soluciones que permitan el funcionamiento del sistema automatizado en
áreas con conectividad limitada. Una posible solución podría ser la integración de
tecnologías que permitan la operación ofine con sincronización de datos cuando el
acceso a internet esté disponible.
Expansión a Otros Cultivos: Dado el éxito del sistema en el cultivo de uvilla, se
sugiere explorar su aplicación en otros tipos de cultivos que también se beneciarían de
un riego y fumigación automatizados. Esto podría involucrar ajustes especícos en los
sensores y la programación del sistema para adaptarse a las necesidades particulares de
otros cultivos.
Integración de Energías Renovables: Se recomienda investigar la posibilidad de
alimentar el sistema mediante fuentes de energía renovable, como paneles solares, para
reducir aún más los costos operativos y aumentar la sostenibilidad del sistema en el
largo plazo.
Capacitación para Agricultores: Para maximizar los benecios del sistema, es esencial
proporcionar capacitación a los agricultores en el uso de la aplicación móvil y el manejo
del sistema automatizado. Esto asegurará que los usuarios puedan aprovechar al máximo
las funcionalidades del sistema y contribuirá a una adopción más amplia.
Monitoreo Continuo y Mejora del Sistema: Se sugiere continuar con el monitoreo
del sistema en diferentes condiciones climáticas y de cultivo para identicar posibles
mejoras y optimizaciones. Esto incluye la actualización continua del software y hardware
para incorporar nuevas tecnologías y métodos que puedan surgir.
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Sistema automatizado para el control de riego
y fumigación en plantaciones de Physalis
peruviana (Uvilla)
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Cómo citar este artículo:
Yandún, M., Quiranza, A., Jiménez, H. & Quilismal, J., (Enero – Diciembre 2024). Sistema automatizado para el control de riego y fumigación en plantaciones de Physalis peruviana
(Uvilla). Tierra Innita (10), 7-25. https://doi.org/10.32645/26028131.1303
Referencias
Anaguano, E. M. (2019). Factores clave que afectan la competitividad de la cadena productiva
del cultivo de uvilla Physalis peruviana L. De la parroquia de Quiroga. Ibarra, Imbabura,
Ecuador.
Borjas, A. I., Santos, R. T., Baldivia, M. G., Cárdenas, O. Á., & Barragán, R. J. (2021). Desarrollo
de un sistema de riego residencial automatizado. DIFU100CI@.
Calle, R. O. (2020). Diseño y elaboración de un diagnóstico integral en etapa de factibilidad .
CALLISAYA, R. S. (Noviembre de 2021). DISEÑO DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO
DE RIEGO POR GOTEO, MEDIANTE EL MICROCONTROLADOR ESP32 POR
MEDIO DE RED INALÁMBRICA WIFI Y LA PLATAFORMA BLYNK, EN LA
PLAZA TRIANGULAR DE LA CIUDAD DE LA PAZ. La Paz , Bolivia .
Carchi, P. d. (2019). carchi.gob.ec. carchi.gob.ec: https://carchi.gob.ec/2016f/index.php/
direccion-de-recursos-hidricos.html
Grace, C., & Mayra, T. (julio de 2020). Diseño de una planta para la obtención de una bebida
láctea a partir de suero de leche, sabor a uvilla.
Holguín, I. M. (2018). Implementación de un sistema automático de riego por goteo . Riobamba
- Ecuador.
Igea, M. A., & Zamarreño, C. R. (2021). Desarrollo de sistemas basados en un microcontrolador
PIC. Pamplona.
Lema, H. D. (2020). Diseño de un sistema para el control de riego mediante técnicas de
aprendizaje automático aplicada a la agricultura de precisión en la granja la pradera
de la universidad Técnica del Norte. Ibarra - Ecuador.
Ramos, B. L. (2021). Desarrollo de una aplicación móvil utilizando Flutter y Firebase para
realizar el seguimiento de los tratamientos farmacológicos de un paciente [Tesis pra
optar el titulo profesional de ingeniero informático, Universidad Nacioanl de Piura].
Repositorio Institucional. http://repositorio.unp.edu.pe/handle/20.500.12676/3014
Rodríguez, A. A., Torres, L. J., Maila, D. K., & Manzur, B. N. (2018). Sistema de riego
automatizado con arduino. Espacios, 27.
Rodriguez, M. F. (2022). Desarrollo de un aplicativo para el ingreso y extracción automática
de datos de consulta preanestésica de pacientes del hospital universitario San Vicente
Fundación y la IPS universitaria. Medellín, Colombia.
Rosales, L. C. (2021). Comportamiento agronómico del cultivo de la uvilla (Physalis peruviana
L.) mediante la utilización de bioestimulantes, en Santa Martha de Cuba – Carchi”.
Tulcán, Carchi, Ecuador.
Ruiz, J. R. (2018). “Evaluación del rendimiento del cultivo de uvilla (Physalis peruviana L.)
bajo dos sistemas de producción, sometido a la aplicación de abonos orgánicos y N-P-K,
en el Sector Miraores, Provincia del Carchi. El Angel, Espejo, Ecuador.
Unidas, O. d. (s.f.). ONU. https://www.un.org/es/