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| Santiago Osorio Zúñiga y Diana Marcela Carrillo Estrada ganaron la convocatoria Soy comunidad, soy Univalle 2024 con este proyecto de investigación. Suministrada por Santiago Osorio Zúñiga. |
La nevera llena y el estómago vacío
Colombia es el cuarto país más biodiverso del mundo, pues se estima que alberga más de 200.000 especies, aunque solo 80.346 han sido observadas y registradas. De esa riqueza biológica se deriva una gran diversidad de recursos alimenticios, reflejada en la existencia de 3805 especies de plantas comestibles y más de 140 de fauna consumidas en todo el territorio nacional.
Pese a esta abundancia, en 2024, el 25.5 % de los hogares colombianos presentó inseguridad alimentaria moderada o grave; es decir, de cada diez familias, dos y media no tuvieron acceso a una alimentación adecuada en cantidad, calidad y variedad. A esto se suma que, en el mismo periodo, 24.396 niños y niñas menores de cinco años sufrieron desnutrición moderada o severa.
Según el Programa Mundial de Alimentos, esta situación se explica por factores económicos (falta de ingresos y aumento en los precios de los alimentos) y por la disminución en la disponibilidad de productos locales, causada en gran medida por fenómenos climáticos que afectan la productividad agrícola.
En este contexto, la soberanía alimentaria cobra especial relevancia. Este paradigma defiende el derecho de los pueblos a decidir sus propias políticas alimentarias, priorizando el respeto a la naturaleza, la dignidad de productores y consumidores, y la producción local. Un proceso históricamente enraizado en el mundo rural, pero que también puede desarrollarse en las ciudades a través de prácticas como la agricultura urbana.
La agricultura urbana se entiende como la producción, transformación y distribución de alimentos dentro de las ciudades o en sus alrededores inmediatos. Es una práctica que no solo contribuye a la subsistencia alimentaria, sino que también puede generar ingresos y empleo local, aumentar la resiliencia frente a crisis, embellecer los entornos urbanos y mejorar la calidad del aire. No obstante, es una dinámica que no está exenta de retos, pues enfrenta limitaciones como la falta de espacios y acceso a tierras, la escasez de recursos y el reducido acceso al conocimiento técnico para su implementación y sostenimiento.
Una solución tecnológica para la crisis alimentaria
En respuesta a estos desafíos, surgió el proyecto Diseño de un módulo inteligente de agricultura urbana para espacios reducidos en la comuna 20 de Santiago de Cali, desarrollado por los estudiantes Diana Marcela Carrillo Estrada y Santiago Osorio Zúñiga en el marco de su trabajo de grado y de la convocatoria universitaria Soy comunidad, soy Univalle, impulsada por la Vicerrectoría de Extensión y Proyección Social.
“La convocatoria buscaba que los estudiantes desarrolláramos proyectos que implicaran que el conocimiento adquirido en la Universidad generara un impacto directo y positivo en las comunidades. Eso era totalmente acorde con nuestra idea de aportar a la soberanía alimentaria mediante la agricultura urbana en espacios reducidos. Por eso decidimos participar y, afortunadamente, resultamos ganadores”, explicó Diana Marcela.
Gracias a la convocatoria, los estudiantes recibieron cuatro millones de pesos para financiar el diseño, la construcción e implementación del módulo. Un proceso que comenzó con la selección del sustrato y las plantas del cultivo, aspectos clave para definir el régimen de riego adecuado e iniciar la recolección de datos necesarios para avanzar en el diseño y la calibración del sistema.
“Como buscamos tener un impacto en la comunidad y facilitar la soberanía alimentaria, nos decidimos por un sustrato de tierra abonada con residuos orgánicos, particularmente, con cáscaras de arroz; un tipo de suelo muy comercializado en los viveros y ampliamente usado en huertas o jardines urbanos”, señaló Santiago.
En cuanto a las plantas, se eligieron el tomate, la lechuga, el cilantro y el frijol; especies seleccionadas tanto por su nivel de consumo como por su viabilidad en las condiciones del sistema.
“Esto fue clave porque no todas las plantas pueden crecer en espacios reducidos como los de nuestro módulo, que ofrece hasta veinte centímetros de profundidad en el sustrato y distancias de siembra mínimas”, destacó Diana Marcela.
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| Las especies cultivadas en el módulo deben ser capaces de crecer con una profundidad de 20 cm de tierra, que corresponde a la de las materas elaboradas con botellas recicladas. Suministrada por Diana Marcela Carrillo Estrada. |
Luego, el sustrato y las plantas fueron sometidos a análisis para determinar parámetros como:
- Curva de retención de humedad: contenido de agua en el suelo y su capacidad de absorción.
- Capacidad de campo: nivel máximo de agua que el suelo puede retener después de drenar por gravedad.
- Punto de marchitez permanente: nivel mínimo de humedad que debe mantener el sustrato para que las plantas puedan extraer agua de él.
El módulo inteligente de agricultura urbana
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| Diseño inicial de la estructura del módulo inteligente de agricultura urbana para espacios reducidos con diez materas por nivel. Suministrado por Diana Marcela Carrillo Estrada. |
El módulo inteligente de agricultura urbana consta de una estructura metálica de tres niveles, con cinco materas en cada uno, una placa electrónica de Arduino, una pantalla LCD, un sistema de mangueras, dos tanques, tres sensores de humedad, tres bombas de agua, tres servomotores y tres brazos mecanizados.
La parte más importante del módulo es la placa Arduino. Este microcontrolador es el cerebro del sistema, ya que ejecuta un programa, desarrollado por los estudiantes, que le permite interpretar la información suministrada por los sensores de humedad, determinar si es necesario regar las plantas e iniciar el proceso de riego si corresponde.
“Los sensores están calibrados para medir continuamente la humedad y comunicar esa información al Arduino. Cuando este detecta que la tierra alcanzó un nivel mínimo de humedad, activa las bombas que, a través de las mangueras, suministran agua a la primera matera de cada nivel”, describió Santiago.
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| Esquema electrónico del módulo inteligente de agricultura urbana para espacios reducidos. Suministrado por Diana Marcela Carrillo Estrada. |
Tras doce segundos de riego, tiempo en el que el sustrato alcanza un nivel óptimo de humedad, los servomotores (motores eléctricos de alta precisión) se activan y movilizan los brazos mecanizados, que redirigen las mangueras a la siguiente matera de cada nivel. El proceso se repite hasta regar todas las plantas.
De esta manera, el módulo, que mide 1.80 m de alto, 57.89 cm de ancho y 57.89 cm de fondo, ahorra agua y funciona de forma autónoma; siempre que se le suministre una corriente eléctrica permanente de 5 V y se mantengan reservas de agua en los tanques.
“Este proceso se puede monitorear 24/7 desde la pantalla LCD, que indica si las plantas tienen suficiente agua y alerta sobre problemas en el prototipo, como fallos en los sensores o falta de agua en los tanques”, destacó Diana Marcela.
Transferencia tecnológica y fortalecimiento comunitario
El módulo fue entregado a dos familias del barrio San Francisco, comuna 20 de Cali, para fortalecer iniciativas de soberanía alimentaria de la comunidad. Suministrado por Santiago Osorio Zúñiga. |
Tras su diseño y construcción, el módulo inteligente de agricultura urbana fue llevado al barrio San Francisco, comuna 20 de Cali. Allí, el sistema se instaló en las viviendas de dos familias con el propósito de fortalecer procesos de soberanía alimentaria en la comunidad.
“Doña Alexandra y doña Edilma son dos lideresas del sector que trabajan en el tema de las huertas urbanas, por lo que nos parecieron idóneas para transferirles la tecnología”, contó Diana Marcela.
Asimismo, los estudiantes capacitaron a las familias en el uso del sistema y les entregaron semillas, abono y tierra para iniciar los cultivos.
“Es muy bueno porque los alimentos están muy caros; además, vamos a tener alimentos orgánicos, de buena calidad y para todos”, destacó Edilma Hoyos, una de las beneficiarias del proyecto.
Un paso más hacia una agricultura más eficiente
El proyecto desarrollado por Diana Marcela y Santiago, además de fortalecer procesos de soberanía alimentaria en contextos urbanos, también busca impulsar la agricultura de precisión en Colombia. Este enfoque busca aprovechar la tecnología para gestionar de manera más eficiente los recursos necesarios en la producción agrícola.
“Este tipo de agricultura es algo que venimos trabajando en la Universidad y este proyecto es una muestra de ello. Es una apuesta por la sostenibilidad, no solo social, sino también ambiental, pues se centra en el uso eficiente del espacio y del recurso hídrico en la producción de alimentos”, destacó el profesor Aldemar Reyes Trujillo, quien, junto con Jhony Armando Benavides, dirigió la investigación de los estudiantes.
En este sentido, el módulo representa un paso hacia la optimización de prácticas agrícolas sostenibles mediante el uso de tecnologías.
“Al prototipo se le podría integrar un sistema de luces LED que aceleraría el crecimiento de las plantas y aumentaría la producción. Además, sus componentes pueden adaptarse para construir módulos de mayor tamaño que optimicen el uso de los recursos en la producción agrícola, incluso a nivel rural, tanto para el autosostenimiento como para la agroindustria”, concluyó Santiago.
Con este proyecto, Diana Marcela y Santiago no solo fortalecen la soberanía alimentaria, sino que también reducen el impacto ambiental de las prácticas agrícolas, integrando la tecnología y la apropiación social del conocimiento. Su experiencia confirma que, cuando la ciencia y la ingeniería se ponen al servicio de las comunidades, pueden convertirse en motores de transformación social y ambiental.
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