Arquitectura para monitorización, control y notificación personalizada para agricultura de precisión dirigida a pequeños y medianos agricultores

Abstract

La crisis alimentaria que enfrenta la humanidad en la actualidad representa uno de los mayores desafíos para el sector agrícola, el cual debe incrementar la producción de alimentos utilizando menos tierra cultivable, reduciendo el uso de agroquímicos y optimizando el consumo de agua. Ante este escenario, el sector tecnológico tiene la responsabilidad de contribuir con soluciones innovadoras que permitan mejorar los sistemas de producción agrícola. En este contexto, la agricultura inteligente emerge como un enfoque clave, al integrar tecnologías habilitadoras digitales como el Internet de las Cosas (IoT), la Inteligencia Artificial y el Análisis de Datos Masivos (Big Data) para optimizar los procesos agrícolas. El objetivo principal de esta tesis doctoral fue diseñar y especificar una arquitectura tecnológica que sirva como base para la creación de soluciones de monitorización, control y notificación personalizada en procesos de agricultura de precisión, dirigidas especialmente a pequeños y medianos agricultores. Para ello, se realizaron revisiones de la literatura científica analizando en amplitud y profundidad los esfuerzos previos en aspectos como la caracterización de soluciones tecnológicas, mecanismos de análisis de datos, sistemas de alerta y procesos de automatización agrícola. Utilizando la metodología de Ciencias del Diseño, se desarrolló una solución tecnológica específica para pequeños y medianos agricultores en Costa Rica, la cual permitió recopilar experiencias prácticas y definir una arquitectura formal generalizable. Esta arquitectura fue especificada utilizando el estándar ISO 42010, proporcionando un marco detallado y validado por expertos en arquitectura de software, lo que garantiza su utilidad para futuros desarrollos en el área. Adicionalmente, se implementaron aplicaciones prácticas que validaron la funcionalidad y aplicabilidad de la solución propuesta, demostrando su eficacia en aspectos como la captura y análisis de datos, la notificación a usuarios y la visualización de información. Estos desarrollos no solo contribuyen al avance de la agricultura de precisión, sino que también ofrecen una base para la creación de nuevas soluciones tecnológicas que apoyen la sostenibilidad y eficiencia en el sector agrícola.