Desarrollo de un prototipo IoT para la automatización del riego en invernaderos agrícolas sostenibles
DOI:
https://doi.org/10.24054/rcta.v2i48.4510Palabras clave:
agricultura sostenible, automatización, invernaderos, internet de las cosas, prototipoResumen
La agricultura de precisión requiere soluciones tecnológicas que optimicen el uso del agua y mejoren el monitoreo de las variables ambientales en cultivos protegidos. Este trabajo presenta el diseño, implementación y validación de un prototipo IoT para el monitoreo y control automático del riego en un invernadero destinado al cultivo de cilantro (Coriandrum sativum L.). La arquitectura propuesta integra un microcontrolador ESP32 como nodo central, sensores DHT22 y DHT11 para la medición de temperatura y humedad relativa, un controlador PID Autonics TK4S para el control térmico, un módulo RTC DS1302 para la programación horaria y un servidor web embebido que permite la supervisión y configuración del sistema mediante una red local inalámbrica, sin dependencia de servicios en la nube. La validación experimental se realizó durante 24 horas bajo condiciones controladas y representativas de operación, con adquisición de datos cada cinco minutos y almacenamiento horario de información. Los resultados evidenciaron un funcionamiento estable del sistema, con disponibilidad del 100%, respuesta de la electroválvula inferior a un segundo, ausencia de pérdidas de comunicación y ejecución correcta de todos los eventos programados. Las variables ambientales permanecieron dentro de rangos adecuados para el cultivo de cilantro, registrándose temperaturas entre 23,3 °C y 23,6 °C y humedades relativas entre 80% y 84%. Asimismo, la comparación con un esquema convencional mostró una reducción del 25,2% en el consumo de agua, una disminución del 37,5% en el número de eventos de riego y una reducción del 25% en el tiempo de bombeo. Los resultados demuestran la viabilidad técnica de la arquitectura IoT propuesta como una alternativa de bajo costo para mejorar la eficiencia hídrica y el monitoreo automatizado en sistemas de agricultura protegida.
Descargas
Referencias
G. Pizzileo, L. Colizzi, E. Guerriero, T. Adamo, and M. V. Chiriacò, “Resource use efficiency and environmental sustainability in greenhouse agriculture through IoT-based irrigation and fertilization management,” Smart Agric. Technol., vol. 12, p. 101180, 2025, doi: https://doi.org/10.1016/j.atech.2025.101180.
J. I. Saez Rojas, J. M. Pantoja, M. Matamala, I. C. Briceño, J. P. Vásconez, and A. R. Romero-Conrado, “An IoT-Based Prototype for Optimizing Agricultural Irrigation: A Case Study in the Biobío Region of Chile,” Procedia Comput. Sci., vol. 238, pp. 1009–1014, 2024, doi: https://doi.org/10.1016/j.procs.2024.06.127.
D. A. Riaño-Herrera, D. A. Varela-Martínez, J. G. Chenet, D. A. García-García, S. D. Díaz-Verus, and L. Rodríguez-Urrego, “Driving sustainable urban development: Exploring the role of small-scale organic urban agriculture in Bogotá, Colombia: A case study,” Sustain. Cities Soc., vol. 99, p. 104919, 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.scs.2023.104919.
Q. Mamun, A. Zaman, R. H. L. Ip, and K. M. S. Haque, “A bibliographic study of integrating IoT and geospatial modelling for sustainable smart agriculture in developed countries: Focus on Australia,” Comput. Electron. Agric., vol. 241, p. 111289, 2026, doi: https://doi.org/10.1016/j.compag.2025.111289.
B. Meyering, A. Hoeffner, and U. Albrecht, “Reducing Preharvest Bolting in Open-field-grown Cilantro (Coriandrum sativum L. cv. Santo) through Use of Growth Regulators,” HortScience, vol. 55, no. 1, pp. 63–70, 2019, doi: 10.21273/HORTSCI14614-19.
S. Banluesapy, M. Ketcham, and M. Rattanasiriwongwut, “AI-Augmented Smart Irrigation System Using IoT and Solar Power for Sustainable Water and Energy Management,” Energy Eng., vol. 122, no. 10, pp. 4261–4296, 2025, doi: https://doi.org/10.32604/ee.2025.068422
E. M. Correa-Álvarez, “Characterization of eggplant producers in the Caribbean region of Colombia: socio-economic aspects and local production technology”, Agron. Colomb., vol. 38, no. 1, pp. 120–132, Jan. 2020. https://doi.org/doi:10.15446/agron.colomb.v38n1.80706.
O. V. Obayomi, R. Attah, S. M. S. Sayem, L. S. Mustapha, S. O. Kolade, and K. S. Obayomi, “Sustainable agriculture in the face of water scarcity: Opportunities, challenges, and global perspectives,” Next Res., vol. 5, p. 101293, 2026, doi: https://doi.org/10.1016/j.nexres.2025.101293
J. Höhl, J. Dame, and A. Videla-Oyarzo, “Exploring water (in)securities in a water-abundant setting: hydrosocial dynamics and local strategies in Central-South Chile,” Geoforum, vol. 166, p. 104423, 2025, doi: https://doi.org/10.1016/j.geoforum.2025.104423.
C. da-Silva-Branco, A. G. de Brito, and P. C. Seixas, “A comprehensive review of traditional irrigation systems: Sustainability and future prospects,” Agric. Syst., vol. 231, p. 104481, 2026, doi: https://doi.org/10.1016/j.agsy.2025.104481.
A. C. Moreno-Hernández, J. E. Vélez-Sánchez, and D. S. Intrigliolo, “Effect of deficit irrigation on yield and quality of pear (Pyrus communis cv. Triumph of Vienna)”, Agron. Colomb., vol. 35, no. 3, pp. 350–356, Sep. 2017. https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v35n3.64313
S. Gupta et al., “Smart agriculture using IoT for automated irrigation, water and energy efficiency,” Smart Agric. Technol., vol. 12, p. 101081, 2025, doi: https://doi.org/10.1016/j.atech.2025.101081.
P. Pereira, M. Inacio, D. Barcelo, and W. Zhao, “Impacts of agriculture intensification on biodiversity loss, climate change and ecosystem services,” Curr. Opin. Environ. Sci. Heal., vol. 46, p. 100637, 2025, doi: https://doi.org/10.1016/j.coesh.2025.100637.
V. S. J. Pitoro, C. A. de Amorim, J. R. Franco, and R. M. Sánchez-Román, “Application of low-cost soil moisture sensors for irrigation management in Brassica oleracea var. acephala cultivation,” Smart Agric. Technol., vol. 12, p. 101596, 2025, doi: https://doi.org/10.1016/j.atech.2025.101596.
P. Arregoces-Guerra, J. F. Restrepo-Arias, M. Usme Martinez, J. P. Montoya-Yepes, and J. W. Branch-Bedoya, “Monitoreo de cultivos bajo invernadero utilizando tecnologías 4.0,” Rev. Cienc. y Tecnol. Agropecu., vol. 24, no. 2, 2023, doi: 10.21930/rcta.vol24_num2_art:2853.
C. Sarada, Giridhar Kalidasu, T. Yellaman Da Reddy, And P. Venkata Reddy, “Weather modification for off-season production of coriander (Coriandrum sativum L.) for leaf”, J. Agrometeorol., vol. 13, no. 1, pp. 54–57, Jun. 2011. doi: https://doi.org/ 10.54386/jam.v13i1.1335
D. M. Matilla, Á. L. Murciego, D. M. J. Bravo, A. S. Mendes, and V. R. Q. Leithardt, “Low cost center pivot irrigation monitoring systems based on IoT and LoRaWAN technologies,” in 2020 IEEE International Workshop on Metrology for Agriculture and Forestry (MetroAgriFor), 2020, pp. 262–267. doi: 10.1109/MetroAgriFor50201.2020.9277548
S. Li, “Application of the Internet of Things Technology in Precision Agriculture IRrigation Systems,” in 2012 International Conference on Computer Science and Service System, 2012, pp. 1009–1013. doi: 10.1109/CSSS.2012.256.
N. Liu et al., “Data-driven anti-windup adaptive PID control without persistent excitation,” Control Eng. Pract., vol. 173, p. 106974, 2026, doi: https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2026.106974.
M. Fakhruddin, Y. Yuniarto, P. Ari Bawono, W. Heru, A. Eko, and T. Dista Yoel, “Realization of industrial based temperature heating control module using TK4S-T4RN,” Mater. Today Proc., vol. 63, pp. S424–S433, 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.04.088.
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Sergio Andrés Hurtado Vargas, Diego Alejandro Gutiérrez Naranjo, Javier Eduardo Martinez Baquero
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.
