Presentación General

Los siguientes cuatro proyectos, se han elaborado a partir de las ideas formuladas por los alumnos del Semillero de Investigación en Invernaderos y Ambientes Controlados del Departamento de Ordenamiento Territorial y Construcción de la UNALM. Los alumnos proponentes son: Diaz, Vargas, Salvatierra y Mendo. Los proyectos se presentan en el marco del concurso para el fortalecimiento de capacidades de investigación, desarrollo e innovación en los estudiantes. Cada proyecto tiene como finalidad resolver problemas identificados en el ámbito de la producción agrícola en ambientes controlados. Se propone métodos de investigación aplicada, incluyendo la ejecución de pruebas piloto, recolección de información primaria y secundaria, y el desarrollo de soluciones tecnológicas escalables.

1. Integración BIM 4D para la Optimización Constructiva de Invernaderos

Problema Identificado: Ineficiencias en la planificación y secuenciación de la construcción de invernaderos que generan sobrecostos y retrasos.

Objetivo General: Vincular el modelo BIM 3D del invernadero a un cronograma de construcción (BIM 4D) para generar una simulación visual que optimice la secuencia constructiva, la logística de montaje y la asignación de recursos.

Objetivos Específicos:

  • Diseñar el modelo BIM detallado del invernadero, incorporando fases constructivas.
  • Desarrollar el cronograma de construcción en MS Project o Primavera.
  • Integrar el modelo 3D con el cronograma (4D) en software como Navisworks o Synchro.
  • Identificar cuellos de botella logísticos y optimizar el uso de recursos.

Metodología:

  • Recolección de información sobre procesos constructivos previos (secundaria).
  • Modelado BIM del invernadero.
  • Simulación 4D con Navisworks.
  • Validación mediante talleres con especialistas y visitas a campo.

Prueba Piloto:

  • Simulación de montaje en un módulo a escala del invernadero.

2. Monitoreo Inteligente de Cultivos con Cámaras Multiespectrales y Visión por Computadora

Problema Identificado: Dificultad en la detección temprana de plagas y estrés en cultivos bajo condiciones de invernadero.

Objetivo General: Identificar parámetros fisiológicos del cultivo y focos de plagas mediante cámaras multiespectrales, empleando algoritmos de visión por computadora para optimizar la gestión de plagas y el control biológico.

Objetivos Específicos:

  • Capturar información primaria mediante imágenes multiespectrales.
  • Desarrollar algoritmos de procesamiento para identificar signos de estrés o infestación.
  • Validar los hallazgos con inspección en campo y correlación con datos climáticos.
  • Proponer umbrales de acción para intervenciones biológicas.

Metodología:

  • Recolección de información primaria con sensores.
  • Procesamiento de datos con Python y bibliotecas de visión.
  • Validación en el invernadero experimental de la UNALM.

Prueba Piloto:

  • Implementación de un sistema de monitoreo en un área piloto dentro del módulo de invernadero.

3. Cultivo Vertical de Arándanos con Niveles Múltiples, Cosecha Automatizada y Ambientes Controlados

Problema Identificado: Baja eficiencia en la producción de arándanos en espacios reducidos y alta demanda de mano de obra.

Objetivo General: Desarrollar un sistema de cultivo vertical de arándanos en ambientes controlados, incorporando automatización en la cosecha para maximizar la producción por metro cuadrado.

Objetivos Específicos:

  • Diseñar la estructura modular de cultivo vertical.
  • Implementar sensores ambientales.
  • Adaptar un sistema robotizado de cosecha.
  • Comparar productividad con sistemas convencionales.

Metodología:

  • Levantamiento de información secundaria sobre cultivos verticales.
  • Prototipado en CAD y validación en el invernadero.
  • Ensayos de cosecha automatizada.

Prueba Piloto:

  • Instalación y evaluación de un módulo vertical de arándanos.

4. Sistema Activo-Pasivo de Climatización para Prevenir Estrés Climático en Cultivos

Problema Identificado: Variaciones climáticas dentro de invernaderos que afectan la productividad y calidad de los cultivos.

Objetivo General: Aplicar un sistema combinado activo-pasivo para la climatización del invernadero, reduciendo el estrés climático en los cultivos.

Objetivos Específicos:

  • Diseñar un sistema pasivo complementado con sistemas activos.
  • Modelar el comportamiento térmico y de humedad.
  • Definir protocolos de prevención del estrés.
  • Validar el diseño con monitoreo en tiempo real.

Metodología:

  • Revisión bibliográfica y consulta con expertos.
  • Modelado energético en DesignBuilder.
  • Implementación y monitoreo en un módulo piloto.

Prueba Piloto:

  • Aplicación del sistema en una sección del invernadero experimental para validar eficiencia.

Conclusión

Estos proyectos fortalecerán las capacidades de investigación, desarrollo e innovación de los estudiantes participantes, permitiendo resolver problemas críticos en la producción bajo invernadero mediante la generación de conocimiento aplicable y la escalabilidad de tecnologías probadas en pruebas piloto. Se garantiza la recolección de información primaria y secundaria según las necesidades de cada investigación.