Programa ciencia en la escuela

¿Cómo desarrollar la pregunta de investigación o anteproyecto?

Esta guía les ayudará a planteary estructurarlapregunta que quieren resolverpormedio de unainvestigación y a proponer maneras de desarrollarla.Es la base para queustedes planeen el proceso de investigación.

También a través de esta guía,otras personas (estudiantes,profesores,investigadores,padres de familia,amigos,evaluadores)

podránconocerla pregunta de investigación que ustedes tienen y así ellos podrán aportarles en su procesocomo investigadores.

Preguntadeinvestigación

¿Cuál es la pregunta de investigación que quieren desarrollar?

¿Cómo se puede automatizar el cultivo de uva mediante el control de humedad mejorando su producción?

Títulodel anteproyecto

¿Y qué nombre le pondrán al proyecto?Es preferible que seacortoy llamativo,para invitara la lectura.Además debe reflejarla pregunta de investigación que van a resolver.

Grape’s Life “Automatización del riego de cultivos mediante el control de humedad para una mejor producción de la uva”

Palabrasclaves

¿Cuáles palabras dan idea de la pregunta o están relacionadas con ella?

Control, humedad, cultivo, sensor

¿Qué hanconsultadosobreel tema?

¿Qué otras personas se han preguntado algo parecido y qué dicendeesto (revisión de bibliografía)?¿Quéconocimientos tienen ustedes del tema que puedan ayudarles a resolverla pregunta e iniciarun proceso de investigación? Escribir en este punto máximo 500 palabras.

Los agricultores en pro de mejorar las condiciones de

sus cultivos, han desarrollado un sistema de riego por

goteo. Dicho sistema está conformado inicialmente

por un filtro de agua que se encarga de evitar o

impedir la obstrucción de los tubos surtidores, pero

cuando los sistemas se ubican en zonas residenciales

los filtros no son necesarios pues el agua potable ya

ha sido filtrada; cuando se implementan los sistemas

de riego por goteo, siempre se busca que el agua que

se utilice sea potable ya que es desaconsejable

pulverizar con agua no potable. Cuando se utiliza el

sistema de riego por goteo no se deben utilizar

abonos tradicionales en la superficie, pues los

sistemas de goteo mezclan a menudo el abono liquido

o pesticidas en el agua que procederá a ser regada;

pero también es posible mezclar en el agua que será

regada productos químicos como el cloro o ácido

sulfúrico, con los cuales se realiza la limpieza del

sistema, limpieza que acostumbrar realizar de manera

periódica.

Cuando el sistema se encuentra bien montado e

instalado sobre el cultivo, el riego por goteo puede

ayudar a reducir el consumo de agua,

disminuyéndose su costo como consecuencia de la

reducción de la evaporación. Por otro parte, el riego

gota a gota o por goteo, como lo hemos nombrado

anteriormente, puede eliminar

muchas enfermedades que nacen del contacto del

agua con las hojas. En pocas palabras, en

las regiones donde el acceso al agua es muy limitado,

se puede obtener un notable aumento de producción

utilizándose la misma cantidad de agua que antes.

Normalmente el cultivo de uva necesita recibir dieseis

litros de agua cada tres días, por lo cual a los

agricultores les corresponde estar pendientes del

cultivo llevando la cuenta correcta a fin de que las

plantas cuenten con la humedad necesaria para

producir, pero por ejemplo cuando hay época de

lluvias el sistema de goteo le suministra a las plantas

la misma cantidad de agua que cuando el clima esta

cálido.

En base a lo anterior es que como grupo de

investigación nos vimos en la necesidad de desarrollar

un sistema de automatización de regado más

eficiente, donde planta será quien indique que

necesita agua. Esto lo alcanzaremos mediante la

implementación de sensores de humedad cercanos a

cada planta donde constantemente se lleve un

registro de la temperatura en la cual se encuentra, y

en caso de que necesite de agua el sensor le avisara

al arduino que active la motobomba para que llegue a

la planta el agua que esta necesita. De esta manera el

sistema será más inteligente, y en cierta medida se

reducirá la aparición de plagas en la cosecha por el

exceso de humedad, y al reducirse la aparición de

plagas se alcanzaría una mayor calidad en el

producto, en este caso la uva. Todo esto lo podremos

desarrollar a partir de nuestros conocimientos en el

campo de la robótica y la programación.

Objetivos ¿Qué quieren alcanzaraldesarrollarel anteproyecto? ¿Hasta dónde quieren llegar?

- Alcanzar una mejor producción de la uva al automatizar su riego mediante el control de humedad. - Reducir los excesos de humedad en la planta de uva, a fin de que no surjan plagas por esto - Disminuir el uso de insecticidas que puedan afectar el cultivo y el medio ambiente - Realizar un cultivo a mediana escala de uva. - Diseñar y programar los sensores, el arduino y la motobomba de manera que realicen el trabajo asignado - Implementar el sistema en el cultivo realizado.

¿Qué harán pararesolverla pregunta, cuáles el plan para desarrollarlos objetivos que plantearon?¿Qué información requieren,cómo recogerán dicha información, cómo la van a organizar, analizary presentar? Escribir en este punto máximo 1000 palabras.

Nuestro proyecto se dividió en varias etapas:

1 etapa “Indagación acerca de todo lo relacionado

con los cultivos de uva”

En esta etapa nos documentaremos, consultares e

indagaremos acerca como se cultiva la uva, en que

ambientes crece mejor, cual es el clima más

recomendado, que tanta radiación soporta, que

humedad promedio debe tener la planta, como se

hace el injerto de uva, que clases de uva hay,

sistemas de riego existentes para este cultivo, que

plaga la tacan, como se producen dichas plagas, que

insecticidas se utilizan para este cultivo.

2 etapa “Recolección de información en campo

abierto”

En esta etapa haremos una recolección de los datos

más importantes, con los cuales realizaremos una

visita técnica a un viñedo para conocer y comprobar

más a fondo que la información adquirida sea

realmente verídica.

3 etapa “Toma de muestras y siembra del cultivo a

mediana escala”

En esta etapa realizaremos un injerto a la planta de

la uva, con el fin de sembrar nuestro propio cultivo a

mediana escala.

4 etapa “Elaboración del montaje”En esta etapa,

realizaremos la elaboración del emparrillado

necesario para que la uva crezca correctamente; de

igual manera realizaremos el cableado necesario para

nuestros sensores, arduino y motobomba

5 etapa “Desarrollo del software”En esta etapa es

donde comenzaremos a realizar toda la programación

necesaria para que el sistema lleve a cabo la

aplicación que deseamos, donde el sensor le envié al

arduino la información correcta y de igual manera

este junto con la motobomba den una acertada

respuesta

6 etapa “Comprobación de hipótesis y análisis de

resultados”En esta etapa, ya pasaríamos a comparar

lo observado con la hipótesis planteada en un

comienzo con el fin de analizar si esta si se cumplió y

aparte de ello que más logramos alcanzar.

La actividad experimental de nuestro proyecto inicio

con una seria de investigaciones e indagaciones

acerca de todo lo relacionado con la uva. Luego

procedimos visitar un viñedo, donde un agricultor

especializado en esta clase de cultivos nos asesoro

acerca de todo el proceso que lleva la uva, a medida

que él nos explicaba nosotros observábamos de una

manera global con el fin de encontrar algo a mejorar

en estos cultivos y que le diera pie a nuestro

proyecto.

Cuando culminamos la visita, y con la información

recolectada comenzamos con la siembra de nuestro

propio cultivo a mediana escala, así que en pequeñas

bolsitas comenzamos a depositar tierra bien abonada

y el tallo correspondiente. Pasado un mes cuando el

tallo ya había crecido alrededor de 70 cm,

solicitamos un permiso en nuestra institución para

llevar las bolsitas y pasar los tallos a la tierra. Por

cada tallo elaboramos un hueco de 40cm x 40cm, el

cual abonamos, humedecimos y le incorporamos

algunos nutrientes. Luego realizamos el emparrillado

necesario para que cada planta a medida que fuera

creciendo, lo haga en la dirección correcta y no

invada el espacio de sus plantas „‟vecinas‟‟ por

decirlo asi. Al cabo de ocho días, colocamos nuestros

tallos en los huecos ya preparados. En el paso de la

bolsa al hueco tuvimos que hacerlo con mucha

precaución, ya que si la tierra caía muy bruscamente

podría arrancarse la raíz del tallo.

Cuando ya teníamos esto listo, procedimos a colocar

cerca de cada planta o tallo el sensor de humedad

correspondiente, en ese momento comenzamos a

realizar todo el cableado necesario para que el

sensor estuviera conectado al arduino con el fin de

que este recibiera la señal del sensor, a su vez el

arduino llevaba conexión hasta la motobomba que se

encontraba conectada a una fuente de agua cercana

(tubería). A medida que realizábamos las conexiones

procurábamos que estas no fueran a dañar el

emparrillado realizado anteriormente.

Luego de todo lo anterior, realizamos la

programación del arduino, ingresando la humedad

promedio que la planta debía alcanzar para que diera

un buen fruto, a fin de que cuando el sensor muestre

una humedad por debajo de la necesaria se abra el

paso de agua, o en caso contrario de que haya más

de la necesaria no se abra la motobomba hasta que

esta disminuya.

Cuando ya teníamos organizada la parte del arduino

con el sensor, continuamos programando el arduino a

la motobomba, con el fin de que esta si captara

correctamente la orden de permitir el paso de agua y

que esta si llegara a la planta que necesitaba de ella,

pero de igual manera que en caso tal hiciera todo lo

contrario y era que no permitiera el flujo de agua a

las plantas que ya tenían el grado de humedad

necesario. Para nosotros este fue el mayor reto, ya

que debíamos tener unas conexiones perfectas para

que la señal enviada y la respuesta recibida fueran

coherentes.

¿Cómocontar loquellevanhasta ahoradelprocesode investigación?

No es necesario describireste punto,pero es importante pensar en la manera cómo contarán a otros su propuesta de investigación. Algo agradable, sencillo y dinámico. Tenga en cuenta que , el día de la muestra zonal, la forma de presentación serpa un criterio que hará parte de la evaluación.

El día que tengamos la oportunidad de dar a conocer nuestro proyecto ante un público lo que tenemos pensado primeramente es tener una prenda distintiva como equipo de investigación ya sea una camisa, chaleco, botón. De igual manera pensamos que la decoración del stand es importante, por ello haremos algo llamativo y diferente, con algunas fotos de nuestro equipo donde se evidencie nuestro proceso. Para exponer ubicaremos un poster con la información más importante de nuestro proyecto, nuestra presentación la realizaremos por medio de un video corto pero significativo, contaremos con plegables que contengan lo más importante de nuestro proyecto junto con el enlace a nuestro sitio web, donde los interesados podrán encontrar toda la información de nuestro proyecto; si el tiempo no lo permite mostraremos brevemente nuestro sitio web, página en Facebook y cuenta en twitter. Para darle fin a nuestra exposición realizaremos una encuesta de manera voluntaria a nuestros espectadores con el fin de saber qué aspectos debemos fortalecer más. Haremos todo lo posible para llevar muestras de nuestro cultivo.