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Presentacion_PROT_TCUE25-26_003

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Diseño y Construcción de un Sistema Hidropónico Automatizado

Autora: Teresa Hernández García Tutor/a Académico: Sergio García Sánchez Cotutores: Elena Pascual Corral, Daniel Alonso Martínez


¿Qué es l a hidroponía? 💧 EFICIENCIA HÍDRICA

📐 APROVECHAMIENTO DEL ESPACIO 🤖 AUTOMATIZACIÓN

NFT

—

Nutrient

Film

Ahorro 70-90% agua Technique Bajo consumo energético Alto potencial de automatización


¿Qué problema se pretende abordar? Dependencia y coste del suministro eléctrico

Necesidad de optimizar el uso del agua

PROPUESTA :

Necesidad de conocer y controlar el estado del cultivo


Objetivo

¿Qué se ha desarrollado? MONITORIZACIÓN

AUTOMATIZACIÓN

AUTONOMÍA ENERGÉTICA COMUNICACIÓN


Arquitectura general del sistema propuesto Subsistema Energético

Módulo de Cultivo

Módulo Maestro y Entorno

→ Seguidor solar de doble eje

→ Red de sensores

→ Recepción de datos por LoRa

→ Batería 6V, 4.5Ah

→ Depósito

→ Arduino IoT Cloud via WiFi

→ Panel solar 20W

→ Estructura de dos niveles

→ Monitorización, alertas, control

→ Controlador de carga PWM

→ Microcontrolador

→ Microcontrolador

→ Bomba sumergible

Cloud


Diseño del Sistema Hidropónico

MATERIAL Perfil tubular acero 20x20x1,5 mm Tubos PVC Ø90 mm

DISEÑO

DIMIENSONES

Dos niveles

490X450 mm

Longitud tubos 520 Pendiente 1% aprox mm

CONEXIONES Reducciones escalonadas Codos 90º y 45º


Diseño Seguidor Solar Doble Eje

EJE ACIMUTAL Movimiento horizontal EJE DE ELEVACIÓN Movimiento vertical DETECCIÓN 4 x LDR ACTUACIÓN 2 x Servomotor MG996R SOPORTE Rodamiento axial de bolas 51104


Integración de sensores y SENSORES Temperatura y

(Inputs) humedad

ambiente Temperatura solución nutritiva

actuadores

ACTUADORES (Outputs) Bomba sumergible 2 x Servomotores

pH TDS Nivel del agua 4 x LDR

MICROCONTROLADOR: Heltec WiFi LoRa 32 (V2)


Lógica de control

SEGUIMIENTO SOLAR

CONTROL HIDRAÚLICO

Lectura 4 LDR

Lectura sensores

Evaluación temperatura

Cálculo diferencias

Corrección posición

Movimiento servomotores

Cada 30 ms

Cada 2,5 s

Regulación PWM

Bomba de recirculación


Arquitectura IoT y 1

Telemetría

NODO LOCAL

•

Recogida de datos

•

Control de actuadores

•

Transmisión LoRa

2

3

4

COMUNICACIÓN

MÓDULO PASARELA

CLOUD

•

LoRa punto a punto

•

Largo alcance y bajo consumo

•

Recepción de datos LoRa

•

Envío a la nube por WiFi

•

Monitorización en tiempo real

•

Alertas y control remoto


Validación Experimental y Reirculación y funcionamiento de la

Demostración

bomba Seguimiento bajo iluminación artificial y natural Comunicación LoRa y monitorización Cloud Zona húmeda separada de la electrónica Vídeo de demostración del prototipo


Resultados: Balance GENERACIÓN Y ALMACENAMIENTO

Energético

CONSUMO

PANEL SOLAR 20W

BATERÍA 6V Y 4.5Ah

ENERGÍA ALMACENADA ≈ 27Wh → Consumo habitual ≈ 85,4W Generación teórica ≈ 88Wh/día

→ Autonomía teórica ≈ 5h


Discusión de resultados y Limitaciones

RESULTADO / LIMITACIÓN

MEJORA PROPUESTA

Lecturas de pH inestables

Mejorar aislamiento de los sensores y calibracones periódicas.

Picos de consumo por seguimiento

Implementar seguimiento con pasos discretos

PLA limitado para exposición exterior

Emplear materiales como PEG o ASA o recubrimientos protectores

Falta de redundancia (una bomba)

Añadir bomba secundaria o un sistema de respaldo


Conclusiones y Líneas Futuras LOGROS

APLICACIÓN Y ESCABILIDAD

Se ha diseñado y construido un sistema hidropónico funcional Se han integrado automatización, control automático y comunicación inalámbrica El sistema ha sido validado

Instalaciones de investigación agrícola

experimentalmente La alimentación fotovoltaica permite aumentar la autonomía del sistema, con margen de mejora en su gestión energética

Agricultura de precisión y granjas verticales

Integración en huertos urbanos autónomos


Agradecimientos Este trabajo se enmarca en la Convocatoria de Prototipos Orientados al Mercado en TCUE, Curso 2025/2026 de la Universidad de Salamanca. PROT_TCUE25-26_003

Apoyo e interés en el Hecoesfera proyecto: Hortalizas Blanco Oficina Verde de la Universidad de Salamanca Agrotech España ASAJA León


Diseño y Construcción de un Sistema Hidropónico Automatizado

Autora: Teresa Hernández García Tutor/a Académico: Sergio García Sánchez Cotutora: Elena Pascual Corral


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