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Reto: SmartAgro

SmartAgro 1:16: Optimización de Cultivos Hortícolas y Producción Fotovoltaica

Tipo de reto

Reto

Modalidad

Colaborativo

Coordinador/es

Descripción breve

¿Es posible producir energía limpia y, al mismo tiempo, mejorar el rendimiento de nuestros
cultivos? El reto SmartAgro invita a estudiantes de ingeniería (agronómica, mecánica,
electrónica y diseño) a colaborar en la creación de una maqueta funcional inteligente a
escala 1:16 de un sistema agrovoltaico avanzado, donde el objetivo principal es la
producción optimizada de cultivos hortícolas.

El equipo asumirá el desafío de proyectar una estructura que, en la realidad, alcanzaría los
4-5 metros de altura para permitir el paso de maquinaria agrícola. El corazón del reto es el
equilibrio bioeléctrico: los estudiantes utilizarán SolidWorks para diseñar un sistema de
movimiento coplanar que maximice la producción fotovoltaica, pero siempre supeditado a
las necesidades biológicas de la planta. Para ello, integrarán una gestión de iluminación
LED adaptativa diseñada específicamente para suplementar la radiación fotosintéticamente
activa (PAR) y compensar las sombras proyectadas sobre el cultivo.

Producto, prototipo o resultado final esperado

¿Qué harán los estudiantes?

  • Ingeniería Agronómica: Analizar las necesidades lumínicas del cultivo hortícola y
    programar el sistema de iluminación y sombras para maximizar la productividad
    agrícola.
  • Diseño y Mecánica: Modelar la estructura y los sistemas de seguimiento solar que
    permitan la convivencia con las labores del campo.
  • Monitorización: Implementar sensores para medir el rendimiento energético y las
    condiciones ambientales que afectan al crecimiento vegetal.

El resultado final será un prototipo demostrador de alta fidelidad que simboliza la agricultura
del futuro: una sinergia perfecta donde la ingeniería se pone al servicio de la tierra para
lograr un uso del suelo eficiente y sostenible.

Competencias a adquirir por los estudiantes

  • Diseño de producto y mecánica: Conceptualización en SolidWorks, definición de
    uniones, tolerancias, estabilidad estructural y diseño orientado al montaje (DfA) a
    escala 1:16.
  • Ingeniería Agronómica y Fotobiología: Análisis de las necesidades de radiación
    fotosintéticamente activa (PAR) de cultivos hortícolas y modelado de sombras
    dinámicas para optimizar el rendimiento agrícola.
  • Mecanización Agrícola: Definición de requisitos de gálibo y espacios de trabajo
    para garantizar la compatibilidad de la estructura con el paso de maquinaria y las
    labores del campo.
  • Prototipado y fabricación: Uso de impresión 3D, selección de materiales técnicos,
    montaje de precisión y validación de prototipos funcionales.
  • Integración mecatrónica y control: Implementación de sensores para la medición
    de producción fotovoltaica y programación de algoritmos para el movimiento
    coplanar y la gestión de iluminación LED adaptativa.
  • Pensamiento sistémico: Gestión del equilibrio entre requisitos eléctricos, biológicos
    del cultivo, estructurales, de seguridad y de transporte.
  • Trabajo interdisciplinar y metodologías: Colaboración real entre ingenieros
    agrónomos, mecánicos y electrónicos, aplicando metodologías de planificación y
    gestión de riesgos.
  • Comunicación técnica: Documentación del proyecto, elaboración de infografías y
    demostración pública del sistema en la Feria de Retos UPCT.

Composición esperada del equipo

Se recomienda un equipo multidisciplinar de estudiantes. El éxito de SmartAgro reside en
la sinergia de tres perfiles complementarios:

  • Ingeniería Agronómica: Perfil clave para definir las necesidades lumínicas
    (radiación PAR) del cultivo hortícola, analizar el impacto de las sombras y validar
    que la estructura respete el gálibo y los espacios necesarios para la mecanización
    y labores agrícolas.
  • Ingeniería Mecánica: Enfoque en el diseño y modelado CAD (SolidWorks),
    estabilidad estructural, diseño de los mecanismos de movimiento coplanar y
    procesos de fabricación/prototipado (impresión 3D).
  • Ingeniería Electrónica / Energía: Integración de la tecnología fotovoltaica,
    instrumentación para la adquisición de datos de producción y automatización del
    sistema de iluminación LED adaptativa.

El reto es especialmente atractivo para alumnos interesados en la sostenibilidad y la
digitalización del sector primario. Se valorará el interés en el trabajo interdisciplinar, donde
la ingeniería mecánica y electrónica se ponen al servicio de la optimización biológica. El
equipo deberá repartir roles de forma clara: dirección de diseño, gestión agronómica,
integración de sistemas y comunicación técnica.

Colaboraciones externas previstas (opcional)

Posibles colaboraciones:

  • Empresas/instaladores del sector fotovoltaico o ingeniería energética, para
    asesoramiento sobre tipologías reales y criterios de diseño, como la empresa
    Konery.
  • Explotaciones agrícolas o cooperativas interesadas en agrovoltaica, para aportar
    necesidades y casos de uso, como COAGCART.
  • Empresas/instaladores de estructuras en el ámbito agronómico, como NOVAGRIC.
  • Proveedores de componentes (mini paneles, perfilería, electrónica, etc.).

Equipos participantes

  • [Tres integrantes] Nombre: "SmartAgro"
    • Representantes: Ernesto López García (Grado en Ingeniería Mecánica), Daniel José Gómez Ruiz (Grado en Ingeniería Mecánica), Elena de Ossorno Valero (Grado en Ingeniería AgroAlimentaria).