Autores del Proyecto
En la agricultura moderna y la jardinería doméstica, la automatización es fundamental para asegurar el éxito del cultivo.
Este proyecto de riego automático, que utiliza un servidor web ESP32, está diseñado para monitorear la humedad, la temperatura y la humedad del suelo, a la vez que proporciona un mecanismo de riego automatizado inteligente. Con una pantalla OLED para la visualización de datos en tiempo real y una interfaz web para el control remoto, este proyecto hace que el cuidado de las plantas sea eficiente y sencillo.
— Introducción al Proyecto de InvestigaciónAl integrar IoT (Internet of Things), logramos un sistema capaz de actuar automáticamente sobre una bomba de agua sin intervención humana, garantizando que las plantas reciban la cantidad exacta de agua en el momento preciso.
Las condiciones climáticas extremas dificultan el desarrollo de actividades agrícolas tradicionales.
Según (Martínez, 2019): "El 94% del territorio es cálido y seco al nivel del mar, con temperaturas anuales promedio de 29°C". Esta escasez de recursos hídricos hace necesaria la transición a modelos más sostenibles como la hidroponía, la cual prescinde de la tierra para usar soluciones de agua enriquecida (Iberdrola, 2026).
La baja precipitación y las limitaciones en el acceso al agua en La Guajira exigen sistemas que optimicen cada gota mediante la automatización y el monitoreo IoT.
El uso de tecnologías en la agricultura es clave para enfrentar problemáticas como la escasez de agua. Esta investigación es pertinente al proponer un sistema IoT que optimiza el uso del agua y mejora el control de las variables del cultivo, contribuyendo a la aplicación de conocimientos de ingeniería en una solución real para la región.
— Justificación del PlanteamientoPromoción de prácticas agrícolas eficientes que prescinden del suelo y reducen el consumo hídrico significativamente.
Integración de sensores para el seguimiento en tiempo real, vital para reacciones rápidas ante cambios climáticos.
Implementar un sistema de IoT para la automatización del riego en cultivos hidropónicos mediante la integración de sensores y actuadores para optimizar el crecimiento vegetal en climas cálidos.
Objetivos Específicos
La presente investigación se fundamenta en la integración de la agricultura inteligente mediante tecnologías digitales para optimizar procesos y recursos. En este contexto, el Internet de las Cosas (IoT) permite la interconexión de dispositivos y sensores que ejecutan acciones automatizadas, mejorando la toma de decisiones. Por otro lado, la hidroponía permite un mayor control sobre las condiciones de crecimiento en zonas con limitaciones de suelo y agua. Finalmente, la automatización de sistemas de riego se sustenta en principios de control y retroalimentación para asegurar condiciones constantes y sostenibles.
Optimización digital
Sensores & Actuadores
Eficiencia hídrica
Control & Feedback
Variables críticas: El monitoreo constante de temperatura, humedad, pH y conductividad justifica la implementación de sistemas inteligentes.
| Tipo de Enfoque | Aplicado Cuantitativo |
|---|---|
| Propósito | Resolver el uso del agua en cultivos hidropónicos mediante un sistema IoT. |
| Diseño | Experimental y transversal (Intervención y comparación de resultados). |
| Fases | Diagnóstico → Diseño → Implementación → Evaluación. |
| Resultados Esperados | Datos medibles sobre eficiencia hídrica y crecimiento del cultivo. |
| Enfoque Final | Integración de teoría y práctica para una solución tecnológica sostenible. |
Cada componente cumple una función específica en el ecosistema de monitoreo y control.
Microcontrolador principal. Gestiona sensores, bomba, LCD y servidor web.
Temperatura y humedad ambiental. ±0.5°C de precisión. GPIO 4.
Mapea 0–3300mV a 0–100% de humedad del sustrato hidropónico.
Control aislado de la bomba. LOW = ON, HIGH = OFF en GPIO 13.
Display de 4 líneas con temp, humedad ambiente, suelo y estado bomba.
HTTP puerto 80, auto-refresh 5s, endpoint /toggle para control remoto.
Flujo lógico del sistema desde la lectura de sensores hasta la activación del riego automático.
La bomba se ACTIVA automáticamente cuando la humedad del suelo cae por debajo del 30%. Se mantiene por 10 segundos.
La bomba se DETIENE cuando la humedad alcanza el 70%, evitando el exceso de agua y daño radicular.
Valores extraídos directamente del código fuente del proyecto (sketch.ino).
| Parámetro | Valor | Pin / Protocolo | Estado |
|---|---|---|---|
| Humedad de activación (seca) | ≤ 30% | GPIO 35 (ADC) | Activo |
| Humedad de paro (húmeda) | ≥ 70% | GPIO 35 (ADC) | Activo |
| Intervalo de lectura | 2000 ms | DHT22 · GPIO 4 | Activo |
| Duración del riego | 10 segundos | Relay · GPIO 13 | Configurable |
| Verificación automática | 3000 ms | Software | Activo |
| Refresh servidor web | 5 segundos | HTTP · Puerto 80 | Activo |
| Red WiFi (simulación) | Wokwi-GUEST | WiFi 2.4GHz | Simulación |
| Pantalla LCD | 20 cols × 4 filas | I2C · SDA:21 · SCL:22 | Activo |
| Velocidad Serial | 115200 baud | UART Monitor | Activo |
Simulación, esquemático, PCB y vista 3D de componentes generados durante el desarrollo.
ESP32 activo · LCD: "Bomba ON" · Suelo 16%
ESP32 – DHT22 – Relay · KiCad
Layout 120.65 × 88.9 mm · KiCad
ESP32 · DHT22 · Relay · R10K · Terminal
La simulación en Wokwi verificó el correcto funcionamiento de todos los subsistemas del proyecto.
Se estima un ahorro de 40–70 litros de agua por m² de cultivo por semana frente al riego manual, crítico dada la situación hídrica de Riohacha. El sistema es replicable a menos de $15 USD con componentes disponibles localmente.
7 días de crecimiento · Activación de bomba · Ciclo día/noche · Parámetros configurables
Abrir Simulación 3DEl desarrollo de este proyecto evidencia que la implementación de un sistema IoT en cultivos hidropónicos es una solución efectiva para optimizar el uso del agua y mejorar el control de variables esenciales como la humedad, temperatura y nutrientes.
Se logra aumentar la eficiencia del sistema, reducir el desperdicio de recursos y garantizar condiciones más estables para el crecimiento de los cultivos en el contexto de Riohacha, La Guajira.
Esta propuesta no solo aporta a la modernización de la agricultura, sino que promueve el uso de tecnologías aplicadas como herramienta clave para el desarrollo ambiental y social de la región.