Diseño de máquina autónoma de fumigación con cuatro ruedas para reducir exposición a pesticidas en cultivos de maíz

Abstract

En la actualidad, la exposición a pesticidas en el sector agrícola representa un problema crítico, ya que pone en riesgo la salud de los trabajadores al estar en contacto directo con sustancias químicas nocivas. Esta situación puede desencadenar enfermedades agudas o crónicas, afectando seriamente su bienestar. Estudios señalan que el 33,8% de los agricultores perciben una alta contaminación por pesticidas, y un 10% identifica que dicha exposición ocurre principalmente en los campos de cultivo. Ante esta realidad, la industria agrícola ha comenzado a implementar soluciones automatizadas que reemplacen tareas manuales peligrosas. Esta transición hacia la automatización no solo busca salvaguardar la salud humana, sino que también permite reducir significativamente los costos operativos y optimizar el tiempo dedicado a procesos como la fumigación. Las máquinas permiten realizar estas labores con mayor precisión, rapidez y sin poner en riesgo a los trabajadores. Sin embargo, el uso de pesticidas también plantea un desafío ambiental, ya que su uso excesivo puede afectar negativamente a la biodiversidad y contaminar los recursos hídricos. Por ello, es fundamental adoptar un enfoque integral que minimice tanto los riesgos a la salud como los costos y el impacto ambiental. Este proyecto tiene como propósito diseñar una máquina autónoma que contribuya a disminuir la exposición directa a pesticidas, enfocándose en proteger la salud del trabajador agrícola, reducir los costos asociados a la fumigación y acortar el tiempo de operación. El desarrollo del prototipo se realizará mediante herramientas especializadas: el diseño mecánico en SolidWorks, el sistema de aspersión en FluidSIM, el diseño electrónico en Proteus y el sistema de control en Simulink.

Currently, pesticide exposure in the agricultural sector represents a critical problem, as it puts workers' health at risk through direct contact with harmful chemicals. This situation can trigger acute or chronic illnesses, seriously affecting their well-being. Studies indicate that 33.8% of farmers perceive high levels of pesticide contamination, and 10% identify that this exposure occurs primarily in the fields. Faced with this reality, the agricultural industry has begun to implement automated solutions to replace dangerous manual tasks. This transition to automation not only seeks to safeguard human health but also significantly reduces operating costs and optimizes the time spent on processes such as spraying. Machines allow these tasks to be performed more precisely, quickly, and without endangering workers. However, the use of pesticides also poses an environmental challenge, as excessive use can negatively affect biodiversity and pollute water resources. Therefore, it is essential to adopt a comprehensive approach that minimizes health risks, costs, and environmental impact. This project aims to design an autonomous machine that will help reduce direct exposure to pesticides, focusing on protecting the health of agricultural workers, reducing costs associated with spraying, and shortening operating time. The prototype will be developed using specialized tools: mechanical design in SolidWorks, the spraying system in FluidSIM, electronic design in Proteus, and the control system in Simulink.