Subsecretaria de Innovación

ANTECEDENTES DEL PROYECTO: SENSOR ELECTRÓNICO DIGITAL DE SUELO NPK

1. CONTEXTO Y NECESIDAD IDENTIFICADA

La agricultura en el departamento de Nariño, y en Colombia en general, se ha enfrentado tradicionalmente al desafío de la fertilización empírica. La falta de herramientas accesibles para medir con precisión los nutrientes del suelo (Nitrógeno, Fósforo y Potasio – NPK) resultaba en:

  • Aplicación ineficiente de insumos, incrementando costos para el productor.

  • Riesgo de degradación de suelos por sobre-fertilización o deficiencias nutricionales.

  • Limitaciones para implementar agricultura de precisión y mejorar la productividad de cultivos estratégicos como café, piña y otros.

Ante esta necesidad, la Subsecretaría de Innovación de la Gobernación de Nariño identificó la oportunidad de desarrollar una solución tecnológica local, de bajo costo y código abierto, que democratizara el acceso al monitoreo científico del suelo.

2. FUNDAMENTO EN INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO PREVIO

El diseño del dispositivo se basó en la investigación y adaptación de avances tecnológicos documentados, evitando partir desde cero:

  • Monitoreo para Cultivo de Piña (Antecedente 1): Se tomó como referencia exitosos sistemas de nodos sensores que utilizan comunicación inalámbrica (como el módulo nRF2401) y plataformas en la nube (Firebase) para visualizar datos en tiempo real, demostrando la viabilidad de la arquitectura IoT para aplicaciones agrícolas.

  • Prototipos de Redes Sensoras IoT (Antecedente 2): Se estudió el uso de microcontroladores ESP32 y plataformas como ThingSpeak para la recolección y transmisión de parámetros climáticos y edáficos, validando el uso de hardware accesible y robusto para condiciones de campo.

  • Experiencia en Cultivo de Café (Antecedente 3): Proyectos en el Parque Tecnológico Tecnicafé que utilizaron la tecnología Sigfox para transmitir datos de NPK a la nube confirmaron la importancia crítica de medir estos macronutrientes y la utilidad de los datos para optimizar la fertilización.

Estos antecedentes consolidaron la visión de un dispositivo integrado, portátil y con capacidad de registro geoespacial, superando las limitaciones de sistemas fijos o de única variable.

3. PROCESO DE DESARROLLO E INNOVACIÓN LOCAL

Bajo el marco del proyecto NPK, se ejecutó un proceso de desarrollo que transformó los conceptos previos en un producto tangible:

  • Integración Hardware: Se ensambló y soldó un sistema electrónico que combina un microcontrolador ESP32, el sensor multiparamétrico JXBS-3001-TR-RS485 (7 en 1), un módulo GPS GY-NEO-6M, una pantalla OLED, un módulo de almacenamiento Micro SD y una batería recargable con puerto USB-C.

  • Desarrollo Software: Se programó un firmware (Arduino) que gestiona la adquisición simultánea de datos del sensor y el GPS, una interfaz de usuario con botones físicos y una pantalla OLED, y el almacenamiento local en formatos CSV con georreferenciación.

  • Validación en Campo: El dispositivo fue probado en condiciones reales, verificando su portabilidad, autonomía y la confiabilidad de las mediciones de Temperatura, Humedad, Conductividad Eléctrica (CE), pH, N, P y K.

4. RESULTADO: UN SISTEMA COMPLETO DE DATOS ABIERTOS

El proyecto trascendió la creación de un dispositivo físico para convertirse en una plataforma de datos abiertos:

  • Dispositivo Portátil NPK: Herramienta física robusta y accesible para capturar datos del suelo.

  • Portal Web y Repositorio Público: Alojado en cisna.narino.gov.co, cuenta con:

    • Un Dashboard público (Dashboard Suelos Nariño) para visualizar y descargar datos.

    • Secciones para profesionales responsables de cargar información.

    • Documentación abierta: Ficha Técnica, Manual de Usuario, Modelo 3D y estos Antecedentes.

5. IMPACTO Y PROYECCIÓN

Este proyecto representa un avance concreto en la política de innovación abierta de Nariño, al:

  1. Generar tecnología pública: El diseño y documentación son de acceso abierto para su replicación y mejora.

  2. Crear bienes públicos digitales: Los datos de suelo recopilados se convierten en un activo para investigadores, agrónomos y tomadores de decisiones.

  3. Fortalecer capacidades locales: El desarrollo involucró talento regional, sentando bases para futuros proyectos de hardware y agrotech.

El Sensor Electrónico Digital de Suelo NPK es, por tanto, el resultado de la síntesis de conocimiento previo, el desarrollo técnico local y el compromiso con la innovación pública y los datos abiertos, posicionándose como una herramienta clave para la agricultura moderna y sostenible en la región.

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