LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, agosto, 2022, Volumen 3, Número 2, p. 600.
DOI: https://doi.org/10.56712/latam.v3i2.119
El internet de las cosas en la producción agrícola de
Manabí-Ecuador
The Internet of Things in Agricultural Production in Manabí-Ecuador
Gustavo Eduardo Fernández Villacrés
Instituto Superior Tecnológico España, Ecuador
gustavo.fernandez@iste.edu.ec
Orcid: https://orcid.org/0000-0003-1028-1224
Ambato-Ecuador
Franklin Ulbio Moreno García
Escuela Superior Politécnica Agraria, Ecuador
umoreno@espam.edu.ec
Ambato-Ecuador
Lorena Fernanda Guerrero Aguilar
Unidad Educativa Bolívar, Ecuador
fernandaguerrero1011@gmail.com
Orcid: https://orcid.org/0000-0001-5551-3338
Ambato-Ecuador
Diego Patricio Molina Mora
Instituto Superior Tecnológico España, Ecuador
diego.molina@iste.edu.ec
Orcid: https://orcid.org/0000-0002-0330-5788
Ambato-Ecuador
Artículo recibido: 15 de septiembre de 2022. Aceptado para publicación: 18 de octubre de 2022.
Conflictos de Interés: Ninguno que declarar.
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Como citar: Fernández Villacrés, G. E., Moreno García , F. U., Guerrero Aguilar, L. F., & Molina
Mora, D. P. (2022). El internet de las cosas en la producción agrícola de Manabí-Ecuador.
LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, 3(2), 600-613
https://doi.org/10.56712/latam.v3i2.119
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ISSN en línea: 2789-3855, agosto, 2022, Volumen 3, Número 2, p. 601.
Resumen
El presente trabajo investigativo tuvo como finalidad analizar el nivel de uso de la tecnología
informática y en especial la 4.0 como elemento de apoyo al proceso agrícola de la provincia de
Manabí. Se partió de la problemática relacionada con el desconocimiento sobre estos nuevos
elementos tecnológicos, se fundamentó teóricamente aspectos como: industria y tecnología 4.0,
producción agrícola y automatización, se investigó entre Docentes de la facultad de Agronomía
de la Escuela Superior Politécnica Agrícola de Manabí (ESPAM) y a pequeños productores
agrícolas de la región. El enfoque fue cuantitativo, se lo realizó en base a encuestas y se aplicaron
métodos investigativos como el analítico-sintético y el inductivo-deductivo. Los resultados
indican claramente que se desconocen estos elementos tecnológicos y no se los usa como
elementos de apoyo agrícola a nivel de granjas productivas, académicamente algo se conoce y
quizás el elemento más conocido es el dron. Luego de la investigación se ha desarrollado un
prototipo que simula el uso del internet de las cosas para el control ambiental agrícola que ayuda
a tomar decisiones en base a esa información generada automáticamente. Finalmente se
concluye que la nueva tecnología 4.0 que se nos aproxima, será muy útil en los nuevos procesos
de producción agrícola.
Palabras clave: Internet de las cosas, tecnología 4.0, producción agrícola, industria 4.0.
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ISSN en línea: 2789-3855, agosto, 2022, Volumen 3, Número 2, p. 602.
Abstract
The purpose of this research work was to analyze the level of use of information technology and
especially the 4.0 as an element to support the agricultural process in the province of Manabí. It
was based on the problem related to the lack of knowledge about these new technological
elements, it was theoretically based on aspects such as: industry and 4.0 technology, agricultural
production and automation, it was investigated among teachers of the Faculty of Agronomy of
the Escuela Superior Politécnica Agricola de Manabí (ESPAM) and small agricultural producers
in the region. The approach was quantitative, based on surveys, and research methods such as
analytical-synthetic and inductive-deductive were applied. The results clearly indicate that these
technological elements are unknown and are not used as elements of agricultural support at the
level of productive farms, academically something is known and perhaps the best-known element
is the drone. After the research, a prototype has been developed that simulates the use of the
internet of things for agricultural environmental control that helps to make decisions based on
this automatically generated information. Finally, it is concluded that the new 4.0 technology that
is approaching us will be very useful in the new agricultural production processes.
Keywords: Internet of things, technology 4.0, agricultural production, industry 4.0.
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INTRODUCCIÓN
La historia del desarrollo del ser humano es la historia de cosechar prosperidad y bienestar a
partir de la agricultura. Existe una gran cantidad de evidencia histórica que ratifica la importancia
del desarrollo agrícola en la historia de la humanidad. Sin lugar a duda, la agricultura desempeña
un papel fundamental en el desarrollo económico de los países, esto es más notorio en los países
subdesarrollados porque la mayoría de su población depende de ella para su subsistencia.
Para Andrade F. (2016, pp. 14-16) la difusión de la agricultura por el planeta tierra se genera
desde hace unos 10.000 años y se ve favorecida por la migración humana, esta migración
difundió los cultivos de: trigo, cebada, centeno desde el medio Oriente a Europa, hacia la misma
época, se propagaron los cultivos de mijo y arroz en el este de Asia, luego se difunden los cultivos
de papa, quinoa y maíz en América, favorecidos por las migraciones de aborígenes americanos.
La revolución industrial que se originó en Inglaterra desde mediados del siglo XVIII consistió en
el paso de una economía agraria y artesanal a otra industrial y mecanizada con el uso de nuevas
formas de energía como el carbón, de la máquina de vapor y de nuevos materiales como el acero.
Esto también dio paso a una revolución agrícola en Europa en los siglos XVIII y XIX, caracterizada
por un rápido y masivo incremento en la producción y por un amplio mejoramiento de la
tecnología utilizada para cultivar las tierras. Esto se dio fundamentalmente por la
implementación de nuevas herramientas, nuevos abonos, rotaciones y el incremento de la
superficie arable. Como complemento, se puede decir que en el siglo XIX se avanzó sobre el
conocimiento relacionado con la nutrición mineral de las plantas y la genética vegetal, esto
determino las bases para el uso de fertilizantes en los cultivos. (Andrade, 2016, pp. 24-26).
El Ecuador está ubicado en América del Sur, posee una extensión de 283561 km2, cuenta con
cuatro regiones geográficas y esto contribuye con la gran biodiversidad presente en el país. En
cuanto a la estructura agraria ecuatoriana se tiene una división entre la agricultura empresarial y
la agricultura familiar campesina, la agricultura empresarial concentra un 80% de la tierra en un
15% de las unidades de producción agrícola, utiliza el 63% del agua para riego y hace un uso
indiscriminado de agroquímicos y energías para la agroexportación. La agricultura familiar
representa un 84,5% de las unidades de producción agrícola, cuentan con un 37% del agua para
el riego y se dedican principalmente a la producción para la satisfacción de las necesidades
básicas. Mas del 64% de la producción agrícola está en manos de pequeños productores,
también se puede decir que la agricultura familiar campesina también contribuye con la oferta
de productos de exportación. (FAO, 2016)
La provincia de Manabí tiene más de un millón de hectáreas cultivables, esto la convierte en la
provincia as productiva del país, entre sus principales productos agrícolas tenemos: banano,
caco, arroz, palma africana, maíz. Sin embargo, el 41% de su población carece de vivienda
adecuada o cuenta con los servicios básicos necesarios para que sus ciudadanos tengan un
desarrollo pleno (Lucero, 2016, págs. 18-20)
El principal problema de la producción agrícola de Manabí es la falta de insumos y recursos de
calidad, además el riego es escaso en algunas regiones y sobre todo no se usa la tecnología
como elemento de apoyo al proceso productivo agrícola. Debido a esta problemática, se ha
podido notar un descenso en el nivel de producción agrícola. Para solventar la problemática
descrita se plantea el presente trabajo investigativo cuyo objetivo fundamental es: Diseñar un
plan de actividades que incorpore la tecnología 4.0 para el mejoramiento de los procesos
productivos en la provincia de Manabí.
La cuarta revolución industrial, también conocida como Industria 4.0, se puso en marcha en 2011
en Alemania bajo la dirección de líderes empresariales, políticos y académicos que la
describieron como un medio para aumentar la competitividad de la industria manufacturera
alemana a través de la creciente integración de los sistemas ciber físicos en los procesos de
fabricación. (Joyanes, 2017, pp. 41-43)
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La Industria 4.0 tiene una profunda influencia en las escuelas de negocios en varias áreas, como
la gestión de personal, la empleabilidad y la instrucción. Hay otros que sólo se han mencionado
brevemente pero que representan un amplio campo de estudio, como la estructura empresarial
y corporativa, la logística y otros temas relacionados, así como su impacto educativo. (Schwab,
2017, pp. 11-14)
MÉTODO
El presente trabajo investigativo adoptó el paradigma de investigación denominado cuantitativo
debido a que se trabajó en base a encuestas
Entre las modalidades de investigación que se aplicaron se tiene:
La bibliográfica, que sirvió para desarrollar algunos aspectos de fundamentación teórica
requerida en el proyecto, dicho fundamento fue buscado en fuentes como: libros, revistas y
artículos científicos publicados. La temática abordad en esta modalidad investigativa fueron:
producción agrícola y tecnología 4.0
La aplicada, debido a que se buscaba contribuir con la solución de la problemática relacionada
con el poco uso de la tecnología.
En cuanto a los métodos investigativos que fueron aplicados, se tienen:
El Inductivo-Deductivo, este método se utilizó para deducir una solución particular y luego
inducirla a ser de tipo general.
El analítico-sintético, que permitió analizar información recopilada de diversas fuentes y
sintetizarla en el presente artículo.
La principal técnica investigativo que se adoptó fue la encuesta, la misma se la aplico a los
docentes de la Facultad de Agronomía de la ESPAMMFL y a varios pequeños productores
agrícolas del sector. Los instrumentos asociados a las técnicas fueron: los cuestionarios
La población para el estudio está conformada por:
Tabla 1
Población a investigar
Función
Número
Pequeños productores del sector
30
Docentes de la Facultad de Agronomía de la ESPAM
14
Total
44
Como la población es finita pero pequeña, no hace falta calcular la muestra.
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RESULTADOS
Cuestionario para los Docentes
Pregunta No 1. ¿Conoce sobre las nuevas tecnologías de la industria 4?
Figura 1
Resultados de la pregunta 1 a los Docentes
Un 50% manifiesta conocer muy poco sobre las tecnologías 4.0 y el otro50% señala conocer
poco.
Pregunta No 2. ¿Cuáles de estas tecnologías crees que podría usarse en la producción agrícola?
Figura 2
Resultados de la pregunta 2 a los Docentes
La pregunta permitía seleccionar varias respuestas, se puede apreciar que la sistematización y
los drones pueden ser las tecnologías de más utilización
0%
50%50%
0%
Nada
Muy poco
Poco
Bastante
1
6
2
2
4
0 1 2 3 4 5 6 7
INTERNET DE LAS COSAS
DRONES
INTELIGENCIA DE NEGOCIOS
ROBOTS
SISTEMATIZACIÓN
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Pregunta No 3. ¿Cree usted que estas nuevas tecnologías pueden mejorar la producción agrícola
de Manabí?
Figura 3
Resultados de la pregunta 3 a los Docentes
Se considera por parte del 50% de los investigados que la tecnología puede mejorar bastante y
mucho la producción agrícola.
Pregunta No 4. ¿La universidad está enseñando a sus estudiantes el uso de estas tecnologías en
el proceso agrícola?
Figura 4
Resultados de la pregunta 4 a los Docentes
Un 57% de los docentes afirma que se está enseñando muy poco esta tecnología y un 29% cree
que se está enseñando medianamente
0%0%
57%
43%
Muy poco
Un poco
Bastante
Mucho
0%
57%29%
14%
Nada
Muy Poco
Medianament
e
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Pregunta No 5. ¿Cree usted que ha futuro esta tecnología será fundamental en la producción
agrícola?
Figura 5
Resultados de la pregunta 5 a los Docentes
El 100% considera que ha futuro la tecnología 4.0 será fundamental en la agronomía
Cuestionario para los pequeños productores agrícolas de la región:
Pregunta No 6. ¿Indique el nivel de automatización que tiene en su producción agrícola?.
Figura 6
Resultados de la pregunta 1 a los productores agrícolas
La mayoría caracterizada por un 63% no utiliza nada de tecnología en su producción agrícola y el
30% la utiliza muy poco
0%0%
100%
No sera fundamental
Será medianamente
importante
Será muy importante
63%
30%
7%
0%0%
Nada
Muy poco
Un poco
Medianamente
Bastante
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Pregunta No 7 ¿Cree que el uso de tecnología informática le podría ayudar en sus procesos de
producción?
Figura 7
Resultados de la pregunta 2 a los productores agrícolas
Una mayoría que llega al 43% cree que la tecnología informática no le podría ayudar en sus
procesos de producción, un 30% cree que muy poco y apenas un 27% que sí.
Pregunta No 8. ¿Considera usted que el uso de tecnología informática podría encarecer su
proceso productivo?
Figura 8
Resultados de la pregunta 3 a los productores agrícolas
La gran mayoría cree que la tecnología informática puede encarecer su proceso productivo
Prototipo de prueba
Se plantea como elemento práctico resultante de la investigación, la elaboración de un prototipo
de control agrícola en base a internet de las cosas, la idea del prototipo es controlar remotamente
el estado del suelo, el nivel de humedad, la temperatura para según eso tomar decisiones sobre
riego y sobre actividades en el suelo. Los elementos se conectan vía red local a una computadora
portátil y se grafican los resultados, ello se almacena en una bigdata y se toma decisiones.
Los componentes utilizados son:
Microcontrolador Arduino Mega 2560
27%
30%
43%
Creo que si
No creo
Desconozco
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Figura 9
Microcontrolador Arduino Espe32
Sensor de humedad de suelo SKU SEN0137
Figura 10
Sensor de temperatura y humedad DTH 22
Sensor de humedad de suelo SKU SEN0137
Figura 11
Higrómetro, módulo SKU (SEN0114)
El sensor de luminosidad LDR
Figura 12
Sensor de luminosidad LDR
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El proceso que simularía disponer de un sistema de internet de las cosas se esquematiza a
continuación.
Figura 13
Sistema simulador de internet de las cosas
El simulador de IoT está compuesto por un grupo de sensores que se encargan de medir las
variables físicas al interior del invernadero, las cuales son leídas por un sistema de adquisición
de datos microcontrolador, en éste caso el Arduino mega2560, el que a su vez se encarga del
control de las variables temperatura y humedad ,para que permanezcan en un rango deseado, el
microcontrolador también se encarga de enviar la señal de control para que la etapa de potencia
suministre la corriente necesaria a los actuadores mediante modulación por ancho de pulsos o
PWM. Las medidas adquiridas por el microcontrolador son enviados a un servidor web mediante
el módulo de comunicación Ethernet Shield de Arduino para ser registrados en una base de datos,
a la cual se puede acceder de forma fácil.
El proceso de captura de datos se ilustra a continuación.
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Figura 14
Ciclo de la información
Resultados de la captura de datos obtenidos remotamente
Figura 15
Resultados de la captura de datos
DISCUSIÓN
Del análisis del trabajo de Laverde J & Laverde C, (2021) se puede deducir que en base al internet
de las cosas aplicada a la producción agrícola se puede optimizar la productividad y elevar su
eficiencia de producción, de forma idéntica a la presente propuesta se utilizan los mismos
sensores y se recopila información para que automáticamente se active un sistema de riego que
optimiza el rendimiento del suelo y el ahorro del líquido vital.
En el trabajo investigativo de Tovar J, et. al. (2019) se deduce que: “El internet de las cosas se ha
posicionado en las últimas dos décadas como una salida factible a diferentes necesidades del
sector agrícola, producto de la constante evolución industrial. la implementación de nuevas
tecnologías en el sector agrícola debe obedecer al cambio cultural de la población rural”. Esta
afirmación concuerda plenamente con los resultados del presente trabajo investigativo ya que la
tecnología 4.0 será un elemento de apoyo del proceso productivo agrícola
Inicio de variables,
tempertaura,
humedad del suelo,
humedad
ambiental,
luminosidad
Leer sensores,
conectar con
servidor
Registrar
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Luego del trabajo investigativo se han obtenido las siguientes conclusiones:
- Los procesos productivos en la provincia de Manabí son enteramente manuales.
- Los agricultores no usan la tecnología informática como elemento de apoyo para su
proceso productivo y más aún cree que la tecnología encarece su producción
agrícola.
- Los docentes en cambio afirman que la tecnología es un elemento de apoyo
importante en el proceso producto, no conocen mucho de la tecnología 4.0 pero
consideran que los drones y la sistematización se podría utilizar en la producción
agrícola, aunque la Universidad está enseñando muy poco con relación a estas
nuevas tecnologías, se cree que ha futuro serán primordiales para elevar la eficiencia
de la producción agrícola.
- En aspectos tecnológicos, los circuitos Arduino que son de bajo costo permiten
hacer un proceso de simulación de IoT, pero de forma rápida y precios muy
asequibles.
- Entre las recomendaciones que se deducen se tienen:
- La academia debe ya ir incorporando el manejo de estas nuevas tecnologías para
que los estudiantes comiencen a salir al campo para aplicarlas.
- Se requieren muchos procesos de capacitación para ir generando una cultura de
innovación entre los docentes para que el internet de las cosas sea un aliado
importante para mejorar la producción agrícola de la provincia de Manabí.
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