Diseño Conceptual Basado en Plataformas Modulares para un Prototipo de una Cámara de Crecimiento Funcional para Esquejes en Agricultura Controlada
Autores: Jara-Villagrana, María Fernanda; Olvera-Olvera, Carlos Alberto; Villagrana-Barraza, Santiago; Castro-Tapia, Salvador; Ibarra-Delgado, Salvador; Gómez-Rodríguez, José Ricardo; Sandoval-Aréchiga, Remberto; Rodríguez-Abdalá, Víktor I.; Díaz-Flórez, Germán
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Diseño Conceptual Basado en Plataformas Modulares para un Prototipo de una Cámara de Crecimiento Funcional para Esquejes en Agricultura Controlada
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Investigación agrícola
Sistemas de propagación
Soluciones tecnológicas
Cámara de crecimiento
Arquitectura modular
Modelado funcional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
La investigación agrícola y los sistemas de propagación a menudo sufren debido a la falta de acceso a soluciones tecnológicas asequibles, adaptables y bien estructuradas. Los dispositivos tradicionales de crecimiento de plantas suelen depender de construcciones ad hoc, lo que limita su escalabilidad, reutilización y adaptabilidad. Este estudio emplea una metodología de diseño conceptual centrada en el usuario basada en el desarrollo de plataformas de productos y arquitectura modular para diseñar una cámara de crecimiento para esquejes de plantas. El enfoque siguió tres fases principales: (i) identificación y clasificación de las necesidades del usuario, (ii) modelado funcional del sistema base y sus variantes, y (iii) modularización arquitectónica a través de principios heurísticos. Las entrevistas con investigadores arrojaron 55 requisitos funcionales, de los cuales 26 se definieron como esenciales. Se desarrollaron modelos funcionales tanto para un sistema base como para dos sistemas variantes que incorporan tecnologías alternativas de riego y sensores. El análisis heurístico identificó módulos independientes, como riego, iluminación, monitoreo ambiental y control. Posteriormente, se utilizaron diagramas de bloques para traducir la lógica funcional en diseños conceptuales espacialmente coherentes. La arquitectura resultante apoya la integración modular, la reconfiguración y la escalabilidad para diversas necesidades experimentales. Este trabajo demuestra que las metodologías de diseño estructurado, que se utilizan comúnmente en contextos industriales, pueden aplicarse de manera efectiva en entornos de investigación agrícola para producir soluciones que son versátiles, de bajo costo y de valor duradero, ofreciendo un camino para la innovación, la reproducibilidad y la transferencia de tecnología en entornos con recursos limitados.
Descripción
La investigación agrícola y los sistemas de propagación a menudo sufren debido a la falta de acceso a soluciones tecnológicas asequibles, adaptables y bien estructuradas. Los dispositivos tradicionales de crecimiento de plantas suelen depender de construcciones ad hoc, lo que limita su escalabilidad, reutilización y adaptabilidad. Este estudio emplea una metodología de diseño conceptual centrada en el usuario basada en el desarrollo de plataformas de productos y arquitectura modular para diseñar una cámara de crecimiento para esquejes de plantas. El enfoque siguió tres fases principales: (i) identificación y clasificación de las necesidades del usuario, (ii) modelado funcional del sistema base y sus variantes, y (iii) modularización arquitectónica a través de principios heurísticos. Las entrevistas con investigadores arrojaron 55 requisitos funcionales, de los cuales 26 se definieron como esenciales. Se desarrollaron modelos funcionales tanto para un sistema base como para dos sistemas variantes que incorporan tecnologías alternativas de riego y sensores. El análisis heurístico identificó módulos independientes, como riego, iluminación, monitoreo ambiental y control. Posteriormente, se utilizaron diagramas de bloques para traducir la lógica funcional en diseños conceptuales espacialmente coherentes. La arquitectura resultante apoya la integración modular, la reconfiguración y la escalabilidad para diversas necesidades experimentales. Este trabajo demuestra que las metodologías de diseño estructurado, que se utilizan comúnmente en contextos industriales, pueden aplicarse de manera efectiva en entornos de investigación agrícola para producir soluciones que son versátiles, de bajo costo y de valor duradero, ofreciendo un camino para la innovación, la reproducibilidad y la transferencia de tecnología en entornos con recursos limitados.