IMPLEMENTACIÓN DE SENSOR DE MINERALES
NPK COMO APOYO PARA EL CULTIVO EN UNA
COMUNIDAD MAYA DEL ESTADO DE YUCATÁN
IMPLEMENTATION OF AN NPK MINERAL SENSOR AS
SUPPORT FOR CROP CULTIVATION IN A MAYAN
COMMUNITY OF THE STATE OF YUCATÁN
Mario Rodolfo Chan Chi
Tecnológico Nacional de México, México
Janet Guadalupe Pech de la Portilla
Tecnológico Nacional de México, México
Carlos Humberto López May
Tecnológico Nacional de México, México
Andrea Guadalupe Vela Peraza
Tecnológico Nacional de México, México
Markcus Josue Kam Pacheco
Tecnológico Nacional de México, México
pág. 3243
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i6.21439
Implementación de Sensor de Minerales NPK como Apoyo para el Cultivo
en una Comunidad Maya del Estado de Yucatán
Mario Rodolfo Chan Chi1
mario.cc@conkal.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0006-4301-1406
Tecnológico Nacional de México
Campus Conkal
México
Janet Guadalupe Pech de la Portilla
janet.pd@conkal.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0002-1035-5054
Tecnológico Nacional de México
Campus Conkal
México
Carlos Humberto López May
carlos.lm@conkal.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0005-8777-992X
Tecnológico Nacional de México
Campus Conkal
México
Andrea Guadalupe Vela Peraza
L21800136@conkal.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0007-2864-064X
Estudiante
Tecnológico Nacional de México
Campus Conkal
México
Markcus Josue Kam Pacheco
L21800314@conkal.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0005-7937-5263
Tecnológico Nacional de México
Campus Conkal
México
1 Autor principal
Correspondencia: mario.cc@conkal.tecnm.mx
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i6.21439
Implementación de Sensor de Minerales NPK como Apoyo para el Cultivo
en una Comunidad Maya del Estado de Yucatán
Mario Rodolfo Chan Chi1
mario.cc@conkal.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0006-4301-1406
Tecnológico Nacional de México
Campus Conkal
México
Janet Guadalupe Pech de la Portilla
janet.pd@conkal.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0002-1035-5054
Tecnológico Nacional de México
Campus Conkal
México
Carlos Humberto López May
carlos.lm@conkal.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0005-8777-992X
Tecnológico Nacional de México
Campus Conkal
México
Andrea Guadalupe Vela Peraza
L21800136@conkal.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0007-2864-064X
Estudiante
Tecnológico Nacional de México
Campus Conkal
México
Markcus Josue Kam Pacheco
L21800314@conkal.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0005-7937-5263
Tecnológico Nacional de México
Campus Conkal
México
1 Autor principal
Correspondencia: mario.cc@conkal.tecnm.mx
pág. 3244
RESUMEN
El presente artículo describe la implementación de un sensor de minerales (NPK), como una estrategia
tecnológica orientada a evaluar la salud del suelo, siendo este un factor crítico para la productividad
agrícola y la sostenibilidad ambiental. La incorporación de sensores NPK en el sistema automatizado
permitió monitorear la salud del suelo mediante la medición de sus principales macronutrientes —
nitrógeno, fósforo y potasio—, parámetros esenciales para diagnosticar su fertilidad y balance
nutricional. Además, su uso en el huerto escolar de la Secundaria Técnica No. 13 del municipio de
Acanceh, Yucatán, fomentó el aprendizaje práctico sobre la conservación de suelos y el uso responsable
de los recursos naturales. El proyecto se basa en el desarrollo de un sensor NPK JXCT-IoT, el cual está
diseñado para detectar el contenido de nitrógeno, fósforo y potasio en el suelo, determinar la fertilidad
del suelo y facilitar la evaluación del estado del suelo por parte del sistema del cliente, un módulo LoRa
para comunicación inalámbrica y un Microcontrolador (ESP32). El estudio adopta una metodología
mixta, combinando observación, entrevistas y pruebas de campo en el huerto escolar, para la parte
cualitativa y las mediciones realizadas arrojadas por el sensor nos otorgan la parte cuantitativa de esta
investigación. Los resultados obtenidos al tener la medición de los parámetros del suelo de manera
continua e inalámbrica proporcionaron información valiosa sobre las condiciones del suelo, permitiendo
prácticas de agricultura de precisión que optimizan el uso de agua, mejorando significativamente la
eficiencia del riego, reducción del desperdicio de agua y optimización de los nutrientes del suelo,
además de impactos positivos en la seguridad alimentaria, sostenibilidad ambiental y formación
tecnológica de los estudiantes participantes. Es importante señalar que esta investigación contribuye al
cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) relacionados con el agua limpia, energía
asequible y autosuficiencia alimentaria en contextos rurales.
Palabras clave: sensor npk, conductividad eléctrica (ec), ph del suelo, nutrientes (n, p, k), monitoreo
agrícola
Artículo recibido 20 octubre 2025
Aceptado para publicación: 15 noviembre 2025
RESUMEN
El presente artículo describe la implementación de un sensor de minerales (NPK), como una estrategia
tecnológica orientada a evaluar la salud del suelo, siendo este un factor crítico para la productividad
agrícola y la sostenibilidad ambiental. La incorporación de sensores NPK en el sistema automatizado
permitió monitorear la salud del suelo mediante la medición de sus principales macronutrientes —
nitrógeno, fósforo y potasio—, parámetros esenciales para diagnosticar su fertilidad y balance
nutricional. Además, su uso en el huerto escolar de la Secundaria Técnica No. 13 del municipio de
Acanceh, Yucatán, fomentó el aprendizaje práctico sobre la conservación de suelos y el uso responsable
de los recursos naturales. El proyecto se basa en el desarrollo de un sensor NPK JXCT-IoT, el cual está
diseñado para detectar el contenido de nitrógeno, fósforo y potasio en el suelo, determinar la fertilidad
del suelo y facilitar la evaluación del estado del suelo por parte del sistema del cliente, un módulo LoRa
para comunicación inalámbrica y un Microcontrolador (ESP32). El estudio adopta una metodología
mixta, combinando observación, entrevistas y pruebas de campo en el huerto escolar, para la parte
cualitativa y las mediciones realizadas arrojadas por el sensor nos otorgan la parte cuantitativa de esta
investigación. Los resultados obtenidos al tener la medición de los parámetros del suelo de manera
continua e inalámbrica proporcionaron información valiosa sobre las condiciones del suelo, permitiendo
prácticas de agricultura de precisión que optimizan el uso de agua, mejorando significativamente la
eficiencia del riego, reducción del desperdicio de agua y optimización de los nutrientes del suelo,
además de impactos positivos en la seguridad alimentaria, sostenibilidad ambiental y formación
tecnológica de los estudiantes participantes. Es importante señalar que esta investigación contribuye al
cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) relacionados con el agua limpia, energía
asequible y autosuficiencia alimentaria en contextos rurales.
Palabras clave: sensor npk, conductividad eléctrica (ec), ph del suelo, nutrientes (n, p, k), monitoreo
agrícola
Artículo recibido 20 octubre 2025
Aceptado para publicación: 15 noviembre 2025
pág. 3245
Implementation of an NPK Mineral Sensor as Support for Crop
Cultivation in a Mayan Community of the State of Yucatán
ABSTRACT
This article describes the implementation of a mineral sensor (NPK) as a technological strategy aimed
at assessing soil health, which is a critical factor for agricultural productivity and environmental
sustainability. The incorporation of NPK sensors into the automated system allowed for monitoring soil
health through the measurement of its main macronutrients—nitrogen, phosphorus, and potassium—
essential parameters for diagnosing soil fertility and nutritional balance. Moreover, its use in the school
garden of Technical Secondary School No. 13 in the municipality of Acanceh, Yucatán, promoted
practical learning on soil conservation and the responsible use of natural resources. The project is based
on the development of a JXCT-IoT NPK sensor, designed to detect the nitrogen, phosphorus, and
potassium content in the soil, determine soil fertility, and facilitate soil condition assessment through
the client system, a LoRa module for wireless communication, and a microcontroller (ESP32). The
study adopts a mixed methodology, combining observation, interviews, and field tests in the school
garden for the qualitative component, while the measurements provided by the sensor constitute the
quantitative part of this research. The results obtained from continuous and wireless monitoring of soil
parameters provided valuable information on soil conditions, enabling precision agriculture practices
that optimize water use, significantly improving irrigation efficiency, reducing water waste, and
optimizing soil nutrients. Additionally, these practices had positive impacts on food security,
environmental sustainability, and the technological training of participating students. It is important to
highlight that this research contributes to achieving the Sustainable Development Goals (SDGs) related
to clean water, affordable energy, and food self-sufficiency in rural contexts.
Keywords: npk sensor, electrical conductivity (ec), soil ph, nutrients (n, p, k), agricultural monitoring
Implementation of an NPK Mineral Sensor as Support for Crop
Cultivation in a Mayan Community of the State of Yucatán
ABSTRACT
This article describes the implementation of a mineral sensor (NPK) as a technological strategy aimed
at assessing soil health, which is a critical factor for agricultural productivity and environmental
sustainability. The incorporation of NPK sensors into the automated system allowed for monitoring soil
health through the measurement of its main macronutrients—nitrogen, phosphorus, and potassium—
essential parameters for diagnosing soil fertility and nutritional balance. Moreover, its use in the school
garden of Technical Secondary School No. 13 in the municipality of Acanceh, Yucatán, promoted
practical learning on soil conservation and the responsible use of natural resources. The project is based
on the development of a JXCT-IoT NPK sensor, designed to detect the nitrogen, phosphorus, and
potassium content in the soil, determine soil fertility, and facilitate soil condition assessment through
the client system, a LoRa module for wireless communication, and a microcontroller (ESP32). The
study adopts a mixed methodology, combining observation, interviews, and field tests in the school
garden for the qualitative component, while the measurements provided by the sensor constitute the
quantitative part of this research. The results obtained from continuous and wireless monitoring of soil
parameters provided valuable information on soil conditions, enabling precision agriculture practices
that optimize water use, significantly improving irrigation efficiency, reducing water waste, and
optimizing soil nutrients. Additionally, these practices had positive impacts on food security,
environmental sustainability, and the technological training of participating students. It is important to
highlight that this research contributes to achieving the Sustainable Development Goals (SDGs) related
to clean water, affordable energy, and food self-sufficiency in rural contexts.
Keywords: npk sensor, electrical conductivity (ec), soil ph, nutrients (n, p, k), agricultural monitoring
pág. 3246
INTRODUCCIÓN
El suelo es uno de los recursos naturales más valiosos para la humanidad, pues constituye la base de los
ecosistemas terrestres y de la producción agrícola. Su degradación por prácticas inadecuadas,
sobreexplotación o el uso excesivo de fertilizantes representa una amenaza directa para la seguridad
alimentaria y la sostenibilidad ambiental (FAO, 2021). En este contexto, la evaluación constante de la
salud del suelo se ha convertido en una prioridad dentro de la agricultura sostenible, ya que permite
comprender los procesos físicos, químicos y biológicos que determinan su fertilidad y capacidad
productiva (Jiménez et al., 2022).
La Península de Yucatán enfrenta actualmente una reducción significativa en la disponibilidad de agua,
estimada en un 59 % según informes recientes (Forbes México, 2024), lo que resalta la urgencia de
adoptar prácticas agrícolas más eficientes y sostenibles. Esta problemática regional subraya la necesidad
de tecnologías que permitan un manejo racional de los recursos hídricos y edáficos, asegurando la
productividad sin comprometer la integridad ambiental.
La agricultura de precisión, impulsada por el desarrollo de tecnologías digitales y de sensorización,
ofrece nuevas herramientas para el monitoreo continuo de parámetros clave del suelo. Entre ellas, los
sensores de NPK (nitrógeno, fósforo y potasio) permiten medir en tiempo real la disponibilidad de los
principales macronutrientes que intervienen en el crecimiento vegetal, proporcionando información
confiable para el diagnóstico de la fertilidad y el balance nutricional del suelo (Cruz & López, 2020).
Esta información resulta esencial para ajustar la aplicación de fertilizantes, prevenir la degradación del
suelo y optimizar el uso del agua, contribuyendo a una producción más eficiente y ambientalmente
responsable (Rodríguez et al., 2023).
En el ámbito educativo, la incorporación de este tipo de tecnologías en espacios formativos como los
huertos escolares ofrece oportunidades significativas para integrar la enseñanza de la ciencia, la
tecnología y el cuidado ambiental. Los estudiantes no solo adquieren habilidades en electrónica y
programación, sino también una comprensión práctica de los procesos agroecológicos que sustentan la
vida y la producción de alimentos. De esta manera, los huertos escolares se convierten en escenarios
vivos para la enseñanza de la sostenibilidad y la innovación tecnológica con pertinencia local
(Hernández & Pérez, 2021).
INTRODUCCIÓN
El suelo es uno de los recursos naturales más valiosos para la humanidad, pues constituye la base de los
ecosistemas terrestres y de la producción agrícola. Su degradación por prácticas inadecuadas,
sobreexplotación o el uso excesivo de fertilizantes representa una amenaza directa para la seguridad
alimentaria y la sostenibilidad ambiental (FAO, 2021). En este contexto, la evaluación constante de la
salud del suelo se ha convertido en una prioridad dentro de la agricultura sostenible, ya que permite
comprender los procesos físicos, químicos y biológicos que determinan su fertilidad y capacidad
productiva (Jiménez et al., 2022).
La Península de Yucatán enfrenta actualmente una reducción significativa en la disponibilidad de agua,
estimada en un 59 % según informes recientes (Forbes México, 2024), lo que resalta la urgencia de
adoptar prácticas agrícolas más eficientes y sostenibles. Esta problemática regional subraya la necesidad
de tecnologías que permitan un manejo racional de los recursos hídricos y edáficos, asegurando la
productividad sin comprometer la integridad ambiental.
La agricultura de precisión, impulsada por el desarrollo de tecnologías digitales y de sensorización,
ofrece nuevas herramientas para el monitoreo continuo de parámetros clave del suelo. Entre ellas, los
sensores de NPK (nitrógeno, fósforo y potasio) permiten medir en tiempo real la disponibilidad de los
principales macronutrientes que intervienen en el crecimiento vegetal, proporcionando información
confiable para el diagnóstico de la fertilidad y el balance nutricional del suelo (Cruz & López, 2020).
Esta información resulta esencial para ajustar la aplicación de fertilizantes, prevenir la degradación del
suelo y optimizar el uso del agua, contribuyendo a una producción más eficiente y ambientalmente
responsable (Rodríguez et al., 2023).
En el ámbito educativo, la incorporación de este tipo de tecnologías en espacios formativos como los
huertos escolares ofrece oportunidades significativas para integrar la enseñanza de la ciencia, la
tecnología y el cuidado ambiental. Los estudiantes no solo adquieren habilidades en electrónica y
programación, sino también una comprensión práctica de los procesos agroecológicos que sustentan la
vida y la producción de alimentos. De esta manera, los huertos escolares se convierten en escenarios
vivos para la enseñanza de la sostenibilidad y la innovación tecnológica con pertinencia local
(Hernández & Pérez, 2021).
pág. 3247
El presente proyecto se desarrolló en el huerto escolar de la Secundaria Técnica No. 13 del municipio
de Acanceh, Yucatán, asi como un huerto en el municipio de Oxkutzcab, donde se implementó un
sensor NPK JXCT-IoT, diseñado para detectar el contenido de nitrógeno, fósforo y potasio en el suelo
y determinar su fertilidad. Este sistema, complementado con un módulo LoRa para comunicación
inalámbrica y un microcontrolador ESP32, permitió la transmisión de datos a distancia y el análisis
continuo de las condiciones del suelo. La integración de estas tecnologías en un entorno educativo rural
responde a la necesidad de promover una agricultura de precisión accesible, basada en principios de
innovación y sostenibilidad.
Metodológicamente, el estudio adoptó un enfoque mixto, combinando observación, entrevistas y
pruebas de campo para evaluar los aspectos cualitativos relacionados con la experiencia educativa y el
uso del sistema, junto con mediciones cuantitativas obtenidas a partir de los datos del sensor NPK. Este
enfoque integral permitió analizar no solo el desempeño técnico del sistema, sino también su impacto
en la formación tecnológica y ambiental de los estudiantes.
Los resultados derivados de la implementación mostraron que la medición continua e inalámbrica de
los parámetros del suelo aporta información valiosa para la toma de decisiones agrícolas, posibilitando
prácticas de agricultura de precisión que optimizan el uso de agua y nutrientes. Asimismo, el proyecto
promovió la participación activa de la comunidad escolar en el monitoreo ambiental y la gestión
sostenible del huerto, generando aprendizajes significativos y fortaleciendo la conciencia ecológica de
los participantes.
En conjunto, esta investigación contribuye a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS),
particularmente el ODS 2 (Hambre cero), el ODS 6 (Agua limpia y saneamiento), el ODS 7 (Energía
asequible y no contaminante) y el ODS 12 (Producción y consumo responsables), al vincular la
educación, la tecnología y la sostenibilidad en un modelo replicable de innovación escolar.
METODOLOGÍA
El presente estudio adoptó una metodología mixta con un diseño aplicado y experimental, integrando
técnicas cuantitativas y cualitativas para evaluar el desempeño técnico del sensor NPK y su impacto
formativo en el contexto del huerto escolar.
El presente proyecto se desarrolló en el huerto escolar de la Secundaria Técnica No. 13 del municipio
de Acanceh, Yucatán, asi como un huerto en el municipio de Oxkutzcab, donde se implementó un
sensor NPK JXCT-IoT, diseñado para detectar el contenido de nitrógeno, fósforo y potasio en el suelo
y determinar su fertilidad. Este sistema, complementado con un módulo LoRa para comunicación
inalámbrica y un microcontrolador ESP32, permitió la transmisión de datos a distancia y el análisis
continuo de las condiciones del suelo. La integración de estas tecnologías en un entorno educativo rural
responde a la necesidad de promover una agricultura de precisión accesible, basada en principios de
innovación y sostenibilidad.
Metodológicamente, el estudio adoptó un enfoque mixto, combinando observación, entrevistas y
pruebas de campo para evaluar los aspectos cualitativos relacionados con la experiencia educativa y el
uso del sistema, junto con mediciones cuantitativas obtenidas a partir de los datos del sensor NPK. Este
enfoque integral permitió analizar no solo el desempeño técnico del sistema, sino también su impacto
en la formación tecnológica y ambiental de los estudiantes.
Los resultados derivados de la implementación mostraron que la medición continua e inalámbrica de
los parámetros del suelo aporta información valiosa para la toma de decisiones agrícolas, posibilitando
prácticas de agricultura de precisión que optimizan el uso de agua y nutrientes. Asimismo, el proyecto
promovió la participación activa de la comunidad escolar en el monitoreo ambiental y la gestión
sostenible del huerto, generando aprendizajes significativos y fortaleciendo la conciencia ecológica de
los participantes.
En conjunto, esta investigación contribuye a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS),
particularmente el ODS 2 (Hambre cero), el ODS 6 (Agua limpia y saneamiento), el ODS 7 (Energía
asequible y no contaminante) y el ODS 12 (Producción y consumo responsables), al vincular la
educación, la tecnología y la sostenibilidad en un modelo replicable de innovación escolar.
METODOLOGÍA
El presente estudio adoptó una metodología mixta con un diseño aplicado y experimental, integrando
técnicas cuantitativas y cualitativas para evaluar el desempeño técnico del sensor NPK y su impacto
formativo en el contexto del huerto escolar.
pág. 3248
Figura 1: Vista del invernadero donde se cultiva. Figura 2: Vista panorámica del invernadero
donde se realiza la siembre del huerto escolar.
La parte cuantitativa se centró en la recolección y análisis de datos provenientes del sensor NPK JXCT-
IoT, mientras que la parte cualitativa se enfocó en la observación directa, entrevistas y registro de
experiencias de los participantes durante la implementación del sistema. Este enfoque permitió obtener
una comprensión integral tanto de los resultados técnicos como de los efectos educativos y ambientales
del proyecto.
Lugar de estudio
El proyecto se llevó a cabo en el huerto escolar de la Secundaria Técnica No. 13, ubicada en el municipio
de Acanceh, Yucatán, México. El huerto cuenta con una superficie aproximada de 80 m² destinada al
cultivo de hortalizas, chile habanero, asi como un espacio para citricos. Este espacio se seleccionó por
su representatividad como entorno educativo rural y por las condiciones locales de suelo calcáreo con
limitaciones hídricas, características comunes en la región peninsular. Cabe señalar que se hicieron
otras mediciones en otras áreas que se desea cultivar; que actualmente están rehabilitando para
aprovechar también el prototipo de riego que se instalará. A continuación se muestran algunas imágenes
alusivas al área experimental de los sembradíos. En la figura 1 se puede observa una imagen del área
del invernadero construido en la secundaria, así como otras áreas que se desean habilitar en un futuro
cercano para sembrar. En la figura 2 se observa una vista panorámica del invernadero implementado y
la participación de los estudiantes.
Figura 1: Vista del invernadero donde se cultiva. Figura 2: Vista panorámica del invernadero
donde se realiza la siembre del huerto escolar.
La parte cuantitativa se centró en la recolección y análisis de datos provenientes del sensor NPK JXCT-
IoT, mientras que la parte cualitativa se enfocó en la observación directa, entrevistas y registro de
experiencias de los participantes durante la implementación del sistema. Este enfoque permitió obtener
una comprensión integral tanto de los resultados técnicos como de los efectos educativos y ambientales
del proyecto.
Lugar de estudio
El proyecto se llevó a cabo en el huerto escolar de la Secundaria Técnica No. 13, ubicada en el municipio
de Acanceh, Yucatán, México. El huerto cuenta con una superficie aproximada de 80 m² destinada al
cultivo de hortalizas, chile habanero, asi como un espacio para citricos. Este espacio se seleccionó por
su representatividad como entorno educativo rural y por las condiciones locales de suelo calcáreo con
limitaciones hídricas, características comunes en la región peninsular. Cabe señalar que se hicieron
otras mediciones en otras áreas que se desea cultivar; que actualmente están rehabilitando para
aprovechar también el prototipo de riego que se instalará. A continuación se muestran algunas imágenes
alusivas al área experimental de los sembradíos. En la figura 1 se puede observa una imagen del área
del invernadero construido en la secundaria, así como otras áreas que se desean habilitar en un futuro
cercano para sembrar. En la figura 2 se observa una vista panorámica del invernadero implementado y
la participación de los estudiantes.
pág. 3249
Instrumentación y componentes tecnológicos.
El sistema diseñado integró tres componentes principales:
1. Sensor NPK JXCT-IoT: dispositivo capacitivo de tres electrodos empleado para medir en tiempo
real las concentraciones de nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K) del suelo. Estos parámetros
permitieron determinar la fertilidad y balance nutricional del sustrato.
2. Microcontrolador ESP32: unidad de procesamiento responsable de la adquisición, almacenamiento
y envío de datos, programada mediante el entorno de desarrollo Arduino IDE.
3. Módulo de comunicación LoRa (Long Range): encargado de la transmisión inalámbrica de los datos
desde el punto de medición hacia una estación receptora, permitiendo monitoreo a distancia con
bajo consumo energético.
El sistema operó con alimentación eléctrica de corriente continua (5 V) y se complementó con una
pantalla LCD y una interfaz web básica para la visualización de los valores capturados por el sensor.
En la tabla 1 podemos observar las partes que componen al sensor NPK.
Tabla 1: Componentes del Sensor NPK
Componentes Descripción
Microcontrolador ESP32, por su capacidad de procesamiento y bajo costo
Sensor NPK Sensor NPK JXCT-IoT (para N, P, K), sensor de humedad y temperatura del
suelo, sensor de pH y conductividad eléctrica (EC).
Módulo de
comunicación
Módulo LoRa, para transmisión de largo alcance.
Transistores Para amplificar señales.
Pines de conexión GND, RXD, TXD.
Fuente de energía Batería LiPo.
Placas Materiales para la realización de placas.
Cables Cables de conexión.
Procedimiento experimental
El desarrollo metodológico se estructuró en seis fases principales:
Instrumentación y componentes tecnológicos.
El sistema diseñado integró tres componentes principales:
1. Sensor NPK JXCT-IoT: dispositivo capacitivo de tres electrodos empleado para medir en tiempo
real las concentraciones de nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K) del suelo. Estos parámetros
permitieron determinar la fertilidad y balance nutricional del sustrato.
2. Microcontrolador ESP32: unidad de procesamiento responsable de la adquisición, almacenamiento
y envío de datos, programada mediante el entorno de desarrollo Arduino IDE.
3. Módulo de comunicación LoRa (Long Range): encargado de la transmisión inalámbrica de los datos
desde el punto de medición hacia una estación receptora, permitiendo monitoreo a distancia con
bajo consumo energético.
El sistema operó con alimentación eléctrica de corriente continua (5 V) y se complementó con una
pantalla LCD y una interfaz web básica para la visualización de los valores capturados por el sensor.
En la tabla 1 podemos observar las partes que componen al sensor NPK.
Tabla 1: Componentes del Sensor NPK
Componentes Descripción
Microcontrolador ESP32, por su capacidad de procesamiento y bajo costo
Sensor NPK Sensor NPK JXCT-IoT (para N, P, K), sensor de humedad y temperatura del
suelo, sensor de pH y conductividad eléctrica (EC).
Módulo de
comunicación
Módulo LoRa, para transmisión de largo alcance.
Transistores Para amplificar señales.
Pines de conexión GND, RXD, TXD.
Fuente de energía Batería LiPo.
Placas Materiales para la realización de placas.
Cables Cables de conexión.
Procedimiento experimental
El desarrollo metodológico se estructuró en seis fases principales:
pág. 3250
Diseño e integración del sistema: Selección de componentes, diseño del circuito electrónico y
programación del microcontrolador para el registro periódico de datos (cada 10 min). En la figura 3 se
muestra la integración del sensor NPK.
Figura 4: Calibración del Sensor NPK.
Instalación y calibración: el sensor NPK se colocó a una profundidad de 15 cm en una zona
representativa del huerto. Se realizó una calibración inicial contrastando las lecturas con muestras de
suelo analizadas en laboratorio para validar la precisión de los datos. En la figura 4 se muestra la
calibración del sensor NPK para llevar a cabo las mediciones en el huerto escolar.
Figura 3: Sensor NPK.
Monitoreo y registro: durante un periodo de cuatro semanas, se efectuaron mediciones continuas de
N, P y K, junto con observaciones sobre humedad y temperatura del suelo. Para la lectura del sensor se
presenta la tabla 2 donde se indican las variables que arroja el sensor NPK.
Tabla 2. Variables utilizadas por el sensor.
Variable Descripción Unidad aproximada
Humi Humedad del suelo %
Temp Temperatura del suelo °C
EC Conductividad eléctrica (indicador de sales y nutrientes
disueltos)
μS/cm
pH Nivel de acidez/alcalinidad del suelo Escala 0–14
N, P, K Concentraciones de Nitrógeno, Fósforo y Potasio
(nutrientes principales)
mg/kg o ppm (según calibración
del sensor)
Diseño e integración del sistema: Selección de componentes, diseño del circuito electrónico y
programación del microcontrolador para el registro periódico de datos (cada 10 min). En la figura 3 se
muestra la integración del sensor NPK.
Figura 4: Calibración del Sensor NPK.
Instalación y calibración: el sensor NPK se colocó a una profundidad de 15 cm en una zona
representativa del huerto. Se realizó una calibración inicial contrastando las lecturas con muestras de
suelo analizadas en laboratorio para validar la precisión de los datos. En la figura 4 se muestra la
calibración del sensor NPK para llevar a cabo las mediciones en el huerto escolar.
Figura 3: Sensor NPK.
Monitoreo y registro: durante un periodo de cuatro semanas, se efectuaron mediciones continuas de
N, P y K, junto con observaciones sobre humedad y temperatura del suelo. Para la lectura del sensor se
presenta la tabla 2 donde se indican las variables que arroja el sensor NPK.
Tabla 2. Variables utilizadas por el sensor.
Variable Descripción Unidad aproximada
Humi Humedad del suelo %
Temp Temperatura del suelo °C
EC Conductividad eléctrica (indicador de sales y nutrientes
disueltos)
μS/cm
pH Nivel de acidez/alcalinidad del suelo Escala 0–14
N, P, K Concentraciones de Nitrógeno, Fósforo y Potasio
(nutrientes principales)
mg/kg o ppm (según calibración
del sensor)
pág. 3251
En la tabla 3 se muestra la información obtenida durante las pruebas de campo al sensor NPK el 11 de
marzo. En la figura 5 se representan estos datos obtenidos. Este conjunto de datos provenientes del
sensor NPK JXCT-IoT permite hacer una interpretación técnica muy útil sobre las condiciones del suelo
y la efectividad del monitoreo automatizado.
Tabla 3: Datos obtenidos del sensor NPK en la segunda semana de marzo.
history data is exported only for reference.
Export time:2025/03/11
date time Humi Temp EC PH N P K
11/03/25 10:23:18 0 26.8 117 3 0 13 5
11/03/25 10:23:28 16.9 25.9 174 3 0 41 33
11/03/25 10:23:38 20.1 23.4 178 5.2 0 43 35
11/03/25 10:23:48 19.8 22.5 197 6.6 2 52 44
11/03/25 10:23:58 20.3 22.1 198 6.4 2 52 45
11/03/25 10:24:08 20.7 22 198 6.4 2 52 45
11/03/25 10:24:18 20.5 22 198 6.5 2 52 45
11/03/25 10:24:28 20.3 21.9 198 6.5 2 52 45
11/03/25 10:24:38 19.8 21.9 198 6.5 2 52 45
11/03/25 10:24:48 20.5 21.9 199 6.6 3 53 45
Figura 5: Variación del día 11/03/2025 de parámetros del suelo medidos por el sensor NPK JXCT-IoT.
Evaluación participativa: Se realizaron sesiones de trabajo con estudiantes tanto de la secundaria
técnica como con estudiantes de la carrera de Ingeniería en Tecnologías de la Información y
Comunicaciones del TecNM-Instituto Tecnológico de Conkal, también se trabajó con el docente
responsable del huerto de la secundaria para la interpretación de resultados, reflexionando sobre las
0
50
100
150
200
250
10:23:18 10:23:28 10:23:38 10:23:48 10:23:58 10:24:08 10:24:18 10:24:28 10:24:38 10:24:48
Zona 1
Humi Temp EC PH N P K
En la tabla 3 se muestra la información obtenida durante las pruebas de campo al sensor NPK el 11 de
marzo. En la figura 5 se representan estos datos obtenidos. Este conjunto de datos provenientes del
sensor NPK JXCT-IoT permite hacer una interpretación técnica muy útil sobre las condiciones del suelo
y la efectividad del monitoreo automatizado.
Tabla 3: Datos obtenidos del sensor NPK en la segunda semana de marzo.
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Export time:2025/03/11
date time Humi Temp EC PH N P K
11/03/25 10:23:18 0 26.8 117 3 0 13 5
11/03/25 10:23:28 16.9 25.9 174 3 0 41 33
11/03/25 10:23:38 20.1 23.4 178 5.2 0 43 35
11/03/25 10:23:48 19.8 22.5 197 6.6 2 52 44
11/03/25 10:23:58 20.3 22.1 198 6.4 2 52 45
11/03/25 10:24:08 20.7 22 198 6.4 2 52 45
11/03/25 10:24:18 20.5 22 198 6.5 2 52 45
11/03/25 10:24:28 20.3 21.9 198 6.5 2 52 45
11/03/25 10:24:38 19.8 21.9 198 6.5 2 52 45
11/03/25 10:24:48 20.5 21.9 199 6.6 3 53 45
Figura 5: Variación del día 11/03/2025 de parámetros del suelo medidos por el sensor NPK JXCT-IoT.
Evaluación participativa: Se realizaron sesiones de trabajo con estudiantes tanto de la secundaria
técnica como con estudiantes de la carrera de Ingeniería en Tecnologías de la Información y
Comunicaciones del TecNM-Instituto Tecnológico de Conkal, también se trabajó con el docente
responsable del huerto de la secundaria para la interpretación de resultados, reflexionando sobre las
0
50
100
150
200
250
10:23:18 10:23:28 10:23:38 10:23:48 10:23:58 10:24:08 10:24:18 10:24:28 10:24:38 10:24:48
Zona 1
Humi Temp EC PH N P K
pág. 3252
condiciones del suelo, la gestión del agua y la importancia de conservar los recursos naturales. En la
figura 6 se observa la evaluación participativa entre los estudiantes de la secundaria técnica y los
estudiantes del TecNM. En la figura 7 se observa al sensor haciendo mediciones en el huerto escolar
Figura 6: Evaluación participativa de los estudiantes.
Figura 7: Medición en el huerto escolar
Recolección y análisis de datos.
Los datos cuantitativos obtenidos del sensor fueron exportados en formato CSV y procesados mediante
Microsoft Excel para generar promedios, desviaciones estándar y gráficos de variación de nutrientes.
Los datos cualitativos provenientes de entrevistas y observaciones se analizaron mediante codificación
temática, identificando percepciones sobre la utilidad del sistema, el aprendizaje adquirido y las
prácticas sostenibles generadas.
condiciones del suelo, la gestión del agua y la importancia de conservar los recursos naturales. En la
figura 6 se observa la evaluación participativa entre los estudiantes de la secundaria técnica y los
estudiantes del TecNM. En la figura 7 se observa al sensor haciendo mediciones en el huerto escolar
Figura 6: Evaluación participativa de los estudiantes.
Figura 7: Medición en el huerto escolar
Recolección y análisis de datos.
Los datos cuantitativos obtenidos del sensor fueron exportados en formato CSV y procesados mediante
Microsoft Excel para generar promedios, desviaciones estándar y gráficos de variación de nutrientes.
Los datos cualitativos provenientes de entrevistas y observaciones se analizaron mediante codificación
temática, identificando percepciones sobre la utilidad del sistema, el aprendizaje adquirido y las
prácticas sostenibles generadas.
pág. 3253
Criterios éticos y de validación
El estudio se desarrolló bajo principios de ética educativa y científica. Se obtuvo autorización de la
dirección escolar y consentimiento informado de los docentes y estudiantes participantes. La validez
del sistema se garantizó mediante pruebas de calibración cruzada y repetición de lecturas para reducir
errores instrumentales. Asimismo, la confiabilidad de los resultados se fortaleció mediante la
triangulación metodológica entre las fuentes de datos técnicas y las experiencias observadas.
En resumen, esta metodología integró la combinación de herramientas tecnológicas, mediciones
automatizadas e interacción educativa permitió no solo validar la eficiencia del sensor NPK en la
determinación de la salud del suelo, sino también generar un modelo de aprendizaje aplicado que
promueve la sostenibilidad ambiental y el desarrollo de competencias tecnológicas en contextos
escolares rurales.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Durante cinco semanas consecutivas se realizaron mediciones del suelo en el huerto escolar utilizando
el sensor NPK JXCT-IoT integrado al sistema de monitoreo automatizado. Las variables analizadas
fueron humedad (Humi), temperatura (Temp), conductividad eléctrica (EC), pH, y las concentraciones
de nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K). Cada conjunto de datos correspondió a un muestreo semanal,
registrando diez lecturas continuas por sesión.
Comportamiento general del suelo
Los resultados evidenciaron variaciones progresivas en las condiciones físico-químicas del suelo,
asociadas a factores de humedad ambiental, manejo del riego y procesos de fertilización natural del
huerto.
▪ En la primera semana, el pH pasó de 3.0 a 6.6 conforme el sensor se estabilizó, mostrando un suelo
ligeramente ácido con temperatura promedio de 22.4 °C y humedad cercana al 20 %. Los valores
de N (2 ppm), P (52 ppm) y K (45 ppm) indican fertilidad media, con deficiencia relativa de
nitrógeno.
▪ En la segunda semana, la humedad aumentó (≈ 23 %), el pH se mantuvo entre 7.1 y 7.6, y los
nutrientes N, P y K alcanzaron 9 ppm, 68 ppm y 60 ppm, respectivamente, reflejando una mejora
Criterios éticos y de validación
El estudio se desarrolló bajo principios de ética educativa y científica. Se obtuvo autorización de la
dirección escolar y consentimiento informado de los docentes y estudiantes participantes. La validez
del sistema se garantizó mediante pruebas de calibración cruzada y repetición de lecturas para reducir
errores instrumentales. Asimismo, la confiabilidad de los resultados se fortaleció mediante la
triangulación metodológica entre las fuentes de datos técnicas y las experiencias observadas.
En resumen, esta metodología integró la combinación de herramientas tecnológicas, mediciones
automatizadas e interacción educativa permitió no solo validar la eficiencia del sensor NPK en la
determinación de la salud del suelo, sino también generar un modelo de aprendizaje aplicado que
promueve la sostenibilidad ambiental y el desarrollo de competencias tecnológicas en contextos
escolares rurales.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Durante cinco semanas consecutivas se realizaron mediciones del suelo en el huerto escolar utilizando
el sensor NPK JXCT-IoT integrado al sistema de monitoreo automatizado. Las variables analizadas
fueron humedad (Humi), temperatura (Temp), conductividad eléctrica (EC), pH, y las concentraciones
de nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K). Cada conjunto de datos correspondió a un muestreo semanal,
registrando diez lecturas continuas por sesión.
Comportamiento general del suelo
Los resultados evidenciaron variaciones progresivas en las condiciones físico-químicas del suelo,
asociadas a factores de humedad ambiental, manejo del riego y procesos de fertilización natural del
huerto.
▪ En la primera semana, el pH pasó de 3.0 a 6.6 conforme el sensor se estabilizó, mostrando un suelo
ligeramente ácido con temperatura promedio de 22.4 °C y humedad cercana al 20 %. Los valores
de N (2 ppm), P (52 ppm) y K (45 ppm) indican fertilidad media, con deficiencia relativa de
nitrógeno.
▪ En la segunda semana, la humedad aumentó (≈ 23 %), el pH se mantuvo entre 7.1 y 7.6, y los
nutrientes N, P y K alcanzaron 9 ppm, 68 ppm y 60 ppm, respectivamente, reflejando una mejora
pág. 3254
significativa en la disponibilidad de macronutrientes, posiblemente por efecto del riego y el
movimiento de nutrientes en el perfil del suelo.
▪ En la tercera semana, la humedad disminuyó a 11 %, con temperatura de 21 °C y pH promedio de
6.6. Las lecturas de N (0 ppm), P (20 ppm) y K (12 ppm) evidenciaron una reducción marcada de
nutrientes, asociada probablemente al consumo de las plantas o a lixiviación por riego previo.
▪ En la cuarta semana, los valores de pH se estabilizaron entre 7.2 y 7.3, la temperatura alcanzó 25
°C y el nitrógeno se mantuvo en 0 ppm, mientras que fósforo y potasio mostraron leves incrementos
(21 ppm y 13 ppm). Esto sugiere una recuperación parcial del suelo posterior al ajuste del régimen
de riego.
▪ Finalmente, en la quinta semana, el pH aumentó hasta 8.5–8.6, indicando un suelo alcalino, con
humedad de solo 8 % y baja concentración de nutrientes (P = 18 ppm, K = 10 ppm). Esta condición
refleja una pérdida de fertilidad y posible efecto de sequedad, lo que resalta la importancia del
monitoreo continuo para regular la humedad y el balance químico.
Análisis comparativo de las mediciones.
Al comparar las cinco series temporales mostradas en la figura 8, se observa una tendencia ascendente
inicial de nutrientes (semanas 1–2) seguida de una disminución progresiva (semanas 3–5).
Figura 8. Variación semanal de nutrientes (N, P, K) medidos por el sensor NPK JXCT-IoT
El pH del suelo mostró una transición de ácido (≈ 6) hacia ligeramente alcalino (≈ 8.5), probablemente
influenciada por la evaporación de agua y la concentración de sales.
significativa en la disponibilidad de macronutrientes, posiblemente por efecto del riego y el
movimiento de nutrientes en el perfil del suelo.
▪ En la tercera semana, la humedad disminuyó a 11 %, con temperatura de 21 °C y pH promedio de
6.6. Las lecturas de N (0 ppm), P (20 ppm) y K (12 ppm) evidenciaron una reducción marcada de
nutrientes, asociada probablemente al consumo de las plantas o a lixiviación por riego previo.
▪ En la cuarta semana, los valores de pH se estabilizaron entre 7.2 y 7.3, la temperatura alcanzó 25
°C y el nitrógeno se mantuvo en 0 ppm, mientras que fósforo y potasio mostraron leves incrementos
(21 ppm y 13 ppm). Esto sugiere una recuperación parcial del suelo posterior al ajuste del régimen
de riego.
▪ Finalmente, en la quinta semana, el pH aumentó hasta 8.5–8.6, indicando un suelo alcalino, con
humedad de solo 8 % y baja concentración de nutrientes (P = 18 ppm, K = 10 ppm). Esta condición
refleja una pérdida de fertilidad y posible efecto de sequedad, lo que resalta la importancia del
monitoreo continuo para regular la humedad y el balance químico.
Análisis comparativo de las mediciones.
Al comparar las cinco series temporales mostradas en la figura 8, se observa una tendencia ascendente
inicial de nutrientes (semanas 1–2) seguida de una disminución progresiva (semanas 3–5).
Figura 8. Variación semanal de nutrientes (N, P, K) medidos por el sensor NPK JXCT-IoT
El pH del suelo mostró una transición de ácido (≈ 6) hacia ligeramente alcalino (≈ 8.5), probablemente
influenciada por la evaporación de agua y la concentración de sales.
pág. 3255
La conductividad eléctrica aumentó gradualmente de 117 μS/cm a 230 μS/cm en las dos primeras
semanas, confirmando el enriquecimiento del suelo, y posteriormente disminuyó en los últimos
registros por pérdida de humedad.
Estos resultados validan la sensibilidad del sensor NPK JXCT-IoT para detectar variaciones semanales
en la composición del suelo, permitiendo tomar decisiones preventivas sobre riego, abonado y manejo
del pH.
Implicaciones agronómicas y educativas.
Desde el punto de vista agronómico, el seguimiento de los valores de NPK permitió identificar los
momentos de mayor déficit de nitrógeno, lo que sugiere incorporar abonos orgánicos ricos en N para
mantener la productividad del huerto. A nivel educativo, los datos obtenidos fomentaron en los
estudiantes la interpretación de variables ambientales, fortaleciendo su comprensión del concepto de
salud del suelo y su relación con la sostenibilidad.
Los resultados también evidencian que la integración de sensores IoT en espacios escolares es una
herramienta de aprendizaje experimental que conecta la ciencia con la práctica agrícola local,
contribuyendo a la formación de competencias tecnológicas y ambientales.
Tablas obtenidas en los meses de mayo y junio.
A continuación, se presentan las tablas obtenidas en un día específico durante 5 semanas, una vez
realizados los ajustes al sensor y las pruebas de laboratorio.
Tabla 4. Datos registrados por el sensor NPK el día 20/05/2025
date time Humi Temp EC PH N P K
20/05/25 10:23:18 0 26.8 117 3 0 13 5
20/05/25 10:23:28 16.9 25.9 174 3 0 41 33
20/05/25 10:23:38 20.1 23.4 178 5.2 0 43 35
20/05/25 10:23:48 19.8 22.5 197 6.6 2 52 44
20/05/25 10:23:58 20.3 22.1 198 6.4 2 52 45
20/05/25 10:24:08 20.7 22 198 6.4 2 52 45
20/05/25 10:24:18 20.5 22 198 6.5 2 52 45
20/05/25 10:24:28 20.3 21.9 198 6.5 2 52 45
20/05/25 10:24:38 19.8 21.9 198 6.5 2 52 45
20/05/25 10:24:48 20.5 21.9 199 6.6 3 53 45
La conductividad eléctrica aumentó gradualmente de 117 μS/cm a 230 μS/cm en las dos primeras
semanas, confirmando el enriquecimiento del suelo, y posteriormente disminuyó en los últimos
registros por pérdida de humedad.
Estos resultados validan la sensibilidad del sensor NPK JXCT-IoT para detectar variaciones semanales
en la composición del suelo, permitiendo tomar decisiones preventivas sobre riego, abonado y manejo
del pH.
Implicaciones agronómicas y educativas.
Desde el punto de vista agronómico, el seguimiento de los valores de NPK permitió identificar los
momentos de mayor déficit de nitrógeno, lo que sugiere incorporar abonos orgánicos ricos en N para
mantener la productividad del huerto. A nivel educativo, los datos obtenidos fomentaron en los
estudiantes la interpretación de variables ambientales, fortaleciendo su comprensión del concepto de
salud del suelo y su relación con la sostenibilidad.
Los resultados también evidencian que la integración de sensores IoT en espacios escolares es una
herramienta de aprendizaje experimental que conecta la ciencia con la práctica agrícola local,
contribuyendo a la formación de competencias tecnológicas y ambientales.
Tablas obtenidas en los meses de mayo y junio.
A continuación, se presentan las tablas obtenidas en un día específico durante 5 semanas, una vez
realizados los ajustes al sensor y las pruebas de laboratorio.
Tabla 4. Datos registrados por el sensor NPK el día 20/05/2025
date time Humi Temp EC PH N P K
20/05/25 10:23:18 0 26.8 117 3 0 13 5
20/05/25 10:23:28 16.9 25.9 174 3 0 41 33
20/05/25 10:23:38 20.1 23.4 178 5.2 0 43 35
20/05/25 10:23:48 19.8 22.5 197 6.6 2 52 44
20/05/25 10:23:58 20.3 22.1 198 6.4 2 52 45
20/05/25 10:24:08 20.7 22 198 6.4 2 52 45
20/05/25 10:24:18 20.5 22 198 6.5 2 52 45
20/05/25 10:24:28 20.3 21.9 198 6.5 2 52 45
20/05/25 10:24:38 19.8 21.9 198 6.5 2 52 45
20/05/25 10:24:48 20.5 21.9 199 6.6 3 53 45
pág. 3256
Tabla 5. Datos registrados por el sensor NPK el día 27/05/2025
date time Humi Temp EC PH N P K
27/05/25 22:29:18 23.2 22.8 222 5.2 7 64 56
27/05/25 22:29:28 22.9 22.5 225 8 8 65 58
27/05/25 22:29:38 22.4 22.4 226 7.6 8 66 58
27/05/25 22:29:48 23.7 22.3 228 7.4 9 67 59
27/05/25 22:29:58 23 22.3 228 7.3 9 67 59
27/05/25 22:30:08 23.2 22.3 229 7.2 9 67 60
27/05/25 22:30:18 23.5 22.2 230 7.1 9 68 60
Tabla 6. Datos registrados por el sensor NPK el día 03/06/2025
date time Humi Temp EC PH N P K
03/06/25 10:26:18 11.7 20.5 124 3 0 17 9
03/06/25 10:26:28 11.2 21 131 5.4 0 20 12
03/06/25 10:26:38 11.4 21 131 6.8 0 20 12
03/06/25 10:26:48 11.1 21.1 131 6.8 0 20 12
03/06/25 10:26:58 10.3 21.2 131 6.8 0 20 12
03/06/25 10:27:08 10.3 21.2 131 6.8 0 20 12
Tabla 7. Datos registrados por el sensor NPK el día 10/06/2025
date time Humi Temp EC PH N P K
10/06/25 22:31:58 9.1 23 124 3 0 17 9
10/06/25 22:32:08 9.3 24.8 133 4 0 21 13
10/06/25 22:32:18 9.4 25.3 133 7.2 0 21 13
10/06/25 22:32:28 10.3 25.4 133 7.3 0 21 13
10/06/25 22:32:38 10.3 25.5 133 7.3 0 21 13
10/06/25 22:32:48 9.3 25.6 133 7.3 0 21 13
Tabla 8. Datos registrados por el sensor NPK el día 17/06/2025
date time Humi Temp EC PH N P K
17/06/25 10:34:18 8.6 22.1 127 8.6 0 18 10
17/06/25 10:34:28 7.7 21.9 127 8.5 0 18 10
17/06/25 10:34:38 7.8 21.9 128 8.5 0 18 11
17/06/25 10:34:48 8.6 21.9 127 8.5 0 18 10
17/06/25 10:34:58 7.7 21.8 128 8.5 0 18 11
Tabla 5. Datos registrados por el sensor NPK el día 27/05/2025
date time Humi Temp EC PH N P K
27/05/25 22:29:18 23.2 22.8 222 5.2 7 64 56
27/05/25 22:29:28 22.9 22.5 225 8 8 65 58
27/05/25 22:29:38 22.4 22.4 226 7.6 8 66 58
27/05/25 22:29:48 23.7 22.3 228 7.4 9 67 59
27/05/25 22:29:58 23 22.3 228 7.3 9 67 59
27/05/25 22:30:08 23.2 22.3 229 7.2 9 67 60
27/05/25 22:30:18 23.5 22.2 230 7.1 9 68 60
Tabla 6. Datos registrados por el sensor NPK el día 03/06/2025
date time Humi Temp EC PH N P K
03/06/25 10:26:18 11.7 20.5 124 3 0 17 9
03/06/25 10:26:28 11.2 21 131 5.4 0 20 12
03/06/25 10:26:38 11.4 21 131 6.8 0 20 12
03/06/25 10:26:48 11.1 21.1 131 6.8 0 20 12
03/06/25 10:26:58 10.3 21.2 131 6.8 0 20 12
03/06/25 10:27:08 10.3 21.2 131 6.8 0 20 12
Tabla 7. Datos registrados por el sensor NPK el día 10/06/2025
date time Humi Temp EC PH N P K
10/06/25 22:31:58 9.1 23 124 3 0 17 9
10/06/25 22:32:08 9.3 24.8 133 4 0 21 13
10/06/25 22:32:18 9.4 25.3 133 7.2 0 21 13
10/06/25 22:32:28 10.3 25.4 133 7.3 0 21 13
10/06/25 22:32:38 10.3 25.5 133 7.3 0 21 13
10/06/25 22:32:48 9.3 25.6 133 7.3 0 21 13
Tabla 8. Datos registrados por el sensor NPK el día 17/06/2025
date time Humi Temp EC PH N P K
17/06/25 10:34:18 8.6 22.1 127 8.6 0 18 10
17/06/25 10:34:28 7.7 21.9 127 8.5 0 18 10
17/06/25 10:34:38 7.8 21.9 128 8.5 0 18 11
17/06/25 10:34:48 8.6 21.9 127 8.5 0 18 10
17/06/25 10:34:58 7.7 21.8 128 8.5 0 18 11
pág. 3257
En síntesis, los resultados confirman que el sistema de medición automatizado permite detectar en
tiempo real las fluctuaciones en la fertilidad y condiciones físico-químicas del suelo. Este tipo de
monitoreo contribuye a optimizar las decisiones de manejo agrícola y a fortalecer la educación
ambiental y tecnológica en contextos escolares rurales.
CONCLUSIONES
El presente estudio demostró que la implementación de un sensor NPK JXCT-IoT, integrado a un
sistema automatizado con comunicación inalámbrica LoRa y microcontrolador ESP32, constituye una
herramienta eficaz para evaluar la salud del suelo en entornos agrícolas escolares.
El monitoreo continuo de los parámetros de nitrógeno, fósforo, potasio, humedad, pH y conductividad
eléctrica permitió obtener información precisa sobre la dinámica de fertilidad del suelo a lo largo de
cinco semanas, identificando variaciones asociadas al riego, la absorción vegetal y las condiciones
ambientales locales.
Los resultados evidenciaron que las concentraciones de nutrientes presentaron un incremento inicial
durante las dos primeras semanas, seguido de una disminución gradual, reflejando la capacidad del
sistema para detectar tendencias reales de agotamiento de nutrientes. Asimismo, el pH del suelo
evolucionó de ligeramente ácido a alcalino, lo que confirma la sensibilidad del sensor NPK ante los
cambios químicos del entorno. Estos hallazgos validan el uso de tecnologías IoT de bajo costo como
instrumentos confiables para la agricultura de precisión educativa.
Desde el punto de vista formativo, el proyecto permitió que los estudiantes comprendieran la relación
entre tecnología, ciencia del suelo y sostenibilidad, fortaleciendo competencias en electrónica,
programación y análisis de datos. Esta experiencia práctica fomentó una cultura de aprendizaje basado
en la experimentación y la evidencia, alineada con los principios de la educación STEM y la Agenda
2030 para el Desarrollo Sostenible.
En términos ambientales, el sistema de monitoreo contribuye a promover un uso racional del agua y los
nutrientes, previniendo la degradación del suelo y favoreciendo la productividad sostenible. Además,
su aplicación en contextos escolares rurales demuestra el potencial de la innovación tecnológica para
impulsar la autosuficiencia alimentaria y la conciencia ecológica comunitaria.
En síntesis, los resultados confirman que el sistema de medición automatizado permite detectar en
tiempo real las fluctuaciones en la fertilidad y condiciones físico-químicas del suelo. Este tipo de
monitoreo contribuye a optimizar las decisiones de manejo agrícola y a fortalecer la educación
ambiental y tecnológica en contextos escolares rurales.
CONCLUSIONES
El presente estudio demostró que la implementación de un sensor NPK JXCT-IoT, integrado a un
sistema automatizado con comunicación inalámbrica LoRa y microcontrolador ESP32, constituye una
herramienta eficaz para evaluar la salud del suelo en entornos agrícolas escolares.
El monitoreo continuo de los parámetros de nitrógeno, fósforo, potasio, humedad, pH y conductividad
eléctrica permitió obtener información precisa sobre la dinámica de fertilidad del suelo a lo largo de
cinco semanas, identificando variaciones asociadas al riego, la absorción vegetal y las condiciones
ambientales locales.
Los resultados evidenciaron que las concentraciones de nutrientes presentaron un incremento inicial
durante las dos primeras semanas, seguido de una disminución gradual, reflejando la capacidad del
sistema para detectar tendencias reales de agotamiento de nutrientes. Asimismo, el pH del suelo
evolucionó de ligeramente ácido a alcalino, lo que confirma la sensibilidad del sensor NPK ante los
cambios químicos del entorno. Estos hallazgos validan el uso de tecnologías IoT de bajo costo como
instrumentos confiables para la agricultura de precisión educativa.
Desde el punto de vista formativo, el proyecto permitió que los estudiantes comprendieran la relación
entre tecnología, ciencia del suelo y sostenibilidad, fortaleciendo competencias en electrónica,
programación y análisis de datos. Esta experiencia práctica fomentó una cultura de aprendizaje basado
en la experimentación y la evidencia, alineada con los principios de la educación STEM y la Agenda
2030 para el Desarrollo Sostenible.
En términos ambientales, el sistema de monitoreo contribuye a promover un uso racional del agua y los
nutrientes, previniendo la degradación del suelo y favoreciendo la productividad sostenible. Además,
su aplicación en contextos escolares rurales demuestra el potencial de la innovación tecnológica para
impulsar la autosuficiencia alimentaria y la conciencia ecológica comunitaria.
pág. 3258
Finalmente, se concluye que la integración de sensores NPK en sistemas automatizados representa una
estrategia viable, replicable y educativa para mejorar la gestión de suelos agrícolas, reforzar la
formación científica en jóvenes y aportar al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible
(ODS 2, 6, 7 y 12).
Se recomienda continuar con estudios longitudinales que incluyan diferentes tipos de suelos, ciclos de
cultivo y estrategias de fertilización orgánica, a fin de ampliar la aplicabilidad y alcance de esta
tecnología en el ámbito agroeducativo.
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Finalmente, se concluye que la integración de sensores NPK en sistemas automatizados representa una
estrategia viable, replicable y educativa para mejorar la gestión de suelos agrícolas, reforzar la
formación científica en jóvenes y aportar al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible
(ODS 2, 6, 7 y 12).
Se recomienda continuar con estudios longitudinales que incluyan diferentes tipos de suelos, ciclos de
cultivo y estrategias de fertilización orgánica, a fin de ampliar la aplicabilidad y alcance de esta
tecnología en el ámbito agroeducativo.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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