Smart Farming for a Sustainable Future: Automating Hydroponics

Abstract

Abstract - As the population grows, so does food consumption, but the planet has a limited capacity for growing fruit or vegetables. Moreover, there are vast areas of challenging soils worldwide where traditional farming is not feasible. Hydroponics plays a vital role in those areas where crops cannot be grown due to the absence of suitable soils. In a worldwide context, the United Nations called to action through the Sustainable Development Goals. Target 12.1 aims to implement programs on Sustainable Consumption and Production in many countries. Argentina is a country where there is a wide variety of soils, but not all soils are suitable for agriculture. For this reason, the automated hydroponics system is implemented, enabling cultivation in difficult terrain. This paper aims to highlight the significant promise of automated hydroponics for a more sustainable, efficient, and resilient future of agriculture in Argentinian sterile soils. The structure of the paper is organized as follows. Section II presents the problem description, focusing on the challenges posed by sterile soils in Argentina. Section III explores the sensors and Arduino-based boards used in automating hydroponics. Section IV discusses the automation process involved in hydroponics. The anticipated impact of this work is considerable because it addresses critical challenges in agriculture as the global population expands. With traditional farming facing limitations in challenging soils worldwide, hydroponics emerges as a key solution. The use of this type of vertical farming approach has the potential of maximizing land utilization.

Resumen – A medida que la población crece, también lo hace el consumo de comida, pero el planeta tiene una capacidad limitada para cultivar frutas o vegetables. Además, existen áreas extensas de suelos desafiantes en el mundo donde la agricultura tradicional no es viable. La hidroponía juega un rol vital en esas áreas donde los cultivos no pueden crecer debido a la ausencia de suelos propicios. En un contexto mundial, las Naciones Unidas llamó a la acción a través de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). La meta 12.1 apunta a implementar programas sobre Consumo y Producción Sustentables en varios países. Argentina es un país donde existen una gran variedad de suelos, pero no todos son adecuados para la agricultura. Por esta razón, el sistema de hidroponía automatizada es implementado, habilitando cultivos en terrenos difíciles. Este artículo tiene como objetivo resaltar la importancia de la hidroponía automatizada para un futuro más sostenible, eficiente y resiliente de la agricultura en suelos estériles argentinos. La estructura de este artículo se organiza como sigue. La Sección II presenta la descripción del problema, enfocándose en los desafíos planteados por los suelos estériles en Argentina. La Sección III explora el uso de sensores y placas basadas en Arduino en hidroponía automatizada. La Sección IV discute el proceso de automatización involucrado en la hidroponía. El impacto anticipado de este trabajo es considerable porque trata desafíos críticos en la agricultura a medida que la población mundial se expande. Con la agricultura tradicional enfrentando limitaciones en suelos desafiantes alrededor del mundo, la hidroponía aparece como una solución clave. El uso de este tipo de enfoque de agricultura vertical tiene el potencial de maximizar la utilización de la tierra.