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IES Humanes: del Huerto Pico Pala al Androide Agricultor

 

IES Humanes: del Huerto Pico Pala al Androide Agricultor

 

Introducción

 

El IES Humanes es la primera escuela pública de la Comunidad de Madrid que dispone de un huerto robótico diseñado para automatizar las tareas agrícolas. Consta de un bancal de tres metros de largo por uno y medio de ancho y un brazo robótico que los alumnos pueden programar de forma remota desde un ordenador o móvil. El androide, capaz de guardar las coordenadas de cada planta, utiliza un sistema de software y hardware abierto que permite su constante mejora.

 Presentación Farmbot: “Robot agricultor del IES Humanes, con detalle del brazo robótico, los cabezales y algunas lavandas plantadas en el bancal”)

Presentación Farmbot: “Robot agricultor del IES Humanes, con detalle del brazo robótico, los cabezales y algunas lavandas plantadas en el bancal 

Desde la inauguración del IES Humanes en el año 1998, han sido muchos los profesores de Biología que han realizado con el alumnado de primero a cuarto de ESO del centro pequeñas experiencias de siembras de bulbos, plantas aromáticas o árboles frutales en los distintos patios del recinto. Sin embargo, siempre se ha tratado de actividades puntuales y sin la sistematización y motivaciones más ambiciosas propias de un proyecto de huerto escolar, como el desarrollo del trabajo en equipo, el sentido de la responsabilidad, el descubrimiento de las labores agrícolas, el cuidado medioambiental, la alimentación sana, etc.

 Durante el curso 2019-20, el Equipo Directivo del IES Humanes propuso al Departamento de Biología recuperar una zona en desuso del patio exterior del centro para poner en marcha una huerta de frutales, hortalizas y verduras. La escuela, situada en Humanes de Madrid, forma parte de un entorno natural donde el paisaje del pequeño huerto tradicional se ha ido sustituyendo por numerosas naves industriales y bloques de ladrillo visto, si bien son todavía algunos mayores los que mantienen viva la tradición agrícola en el pueblo. Cada vez son menos, por tanto, los alumnos de la localidad que pueden tener acceso al huerto de un familiar, por lo que disponer de una pequeña zona de cultivo en el instituto se valoró como una oportunidad no solo para enfocar la asignatura de Biología de 1º de ESO de una forma mucho más motivadora, sino también para permitir de nuevo el acercamiento del estudiante adolescente a las labores propias de la agricultura.

 

 

“El huerto Pico pala pasó a ser un aula de biología al aire libre que logró motivar especialmente al alumnado de primero”.

 

 

Fue uno de los compañeros biólogos, Francisco Sánchez Godoy, el que, calzado de botas de agua y armado de pico, pala, azadón y paciencia, convirtió toda aquella tierra yerma y pedregosa en un espacio apto para el cultivo. El huerto Pico pala pasó a ser un aula de biología al aire libre que consiguió motivar especialmente al alumnado de 1º de la ESO y mejorar de forma significativa los resultados académicos de la asignatura en este nivel _los alumnos hortelanos se ofrecían de forma voluntaria para dedicar algunos de sus recreos al cuidado de los frutales y plantones del Pico pala.

El Huerto Pico pala del IES Humanes de la Comunidad de Madrid, cuenta con una zona de árboles frutales _olivos, almendros, naranjos, limoneros, albaricoques…_ y otra zona de cultivo en tierra de verduras y hortalizas”) 

 Huerto Pico pala:

“El Huerto Pico pala cuenta con una zona de árboles frutales _olivos, almendros, naranjos, limoneros, albaricoques…_ y otra zona de cultivo en tierra de verduras y hortalizas”

  

Sin embargo, su ubicación (tras el Aula Arqueológica, el gimnasio y el Aulario de Bachillerato) impedía dar suficiente visibilidad a la iniciativa y dificultaba el objetivo de la concienciación medioambiental en toda la comunidad educativa que inspiró la puesta en marcha del proyecto. Al TIC y Secretario, Gabriel Ramírez Ruiz, le pareció interesante la idea de reproducir el huerto escolar en el interior del edificio principal:  un bancal invernadero en el que poder cultivar esos plantones que posteriormente se sembrarían en el patio y que hasta ese momento se cultivaban en pequeños semilleros con luz led de crecimiento en el Laboratorio de Arqueobiología. También propuso su robotización, al modo de los huertos urbanos digitales tan de moda en países como Estados Unidos o Francia. A partir de ese momento comenzó un proceso de recogida de información, petición de presupuestos del proyecto e investigación sobre la puesta en marcha de un robot agrícola en el IES Humanes. Se consultaron numerosas noticias en las que se abordaba la instalación de huertos robotizados en instituciones educativas como la Universidad de Salamanca (https://www.tribunasalamanca.com/noticias/242389/la-usal-estrena-un-huerto-robotizado-en-el-dia-internacional-de-la-tierra) o los últimos avances en este tipo de androides en la Feria Agrícola SIVAL que se celebra en la ciudad de Angers (https://redagricola.com/automatizacion-produccion-limpia-cambio-climatico-grandes-hitos-sival-2020-francia/).

 

“Utiliza placas Arduino Mega 2560 para su control, con las que desde hace años se trabaja en la mayoría de las aulas de robótica de los centros escolares madrileños”.

 

Coincidiendo con la preparación en 2021 de un Proyecto de digitalización de centro para mejorar infraestructuras y servicios del IES Humanes, se produjo la toma de decisión del modelo de robot agricultor que se quería instalar en el centro:

 

“KIT completo Huerto Robótico FarmBot 1,5mX3m. Bancal de 4’5 metros cuadrados que cuenta con un sistema autónomo para la siembra, el riego y la eliminación de las malas hierbas, entre otras utilidades, que se llevan a cabo mediante un brazo robótico que se desplaza en ambos ejes. Su manejo es muy intuitivo gracias un sistema de dibujos “drag-and-drop” (arrastrar y soltar) que facilita el uso del sistema para los alumnos de cualquier nivel de la ESO. Este tipo de herramienta permitiría el trabajo interdisciplinar entre los departamentos de Tecnología y Biología y serviría para que el alumno aprenda y valore la aplicación de las tecnologías en las explotaciones agrarias de forma paralela al huerto escolar en exterior ya operativo en el centro, que haría posible la comparación de los procesos de cultivo tradicionales y los resultados de la intervención de la tecnología en la agricultura y medio ambiente”. (Proyecto de digitalización IES Humanes, 3.0, curso 2021-22).

Detalle de un brazo robótico, bancal y cabezales del androide

 Brazo robótico: “Detalle del brazo robótico, bancal y cabezales del androide”

 

Fueron varias las características del modelo de robot que se tuvieron más en cuenta a la hora de su elección:

  • utiliza placas Arduino Mega 2560 para su control, con las que desde hace años se trabaja en la mayoría de las aulas de robótica de los centros escolares madrileños;
  • hay partes del robot (cabezales) que están impresas en 3D y, por tanto, se pueden modificar o crear nuevas herramientas para nuevas funciones agrícolas;
  • la interfaz está diseñada como un videojuego: el usuario diseña un huerto arrastrando y soltando las plantas en el mapa de la aplicación.

 

Tres años después de la inauguración del Huerto Pico Pala, un androide agricultor ocupaba parte del vestíbulo del IES Humanes, en una zona de paso obligado para todo el alumnado y personal del instituto.

 Se trataba del ya mencionado FARMBOT, financiado por la empresa madrileña Narwhal System Group, con el que mostrar a los estudiantes además del proceso de sembrado y crecimiento de las plantas, cómo el uso de la tecnología puede ayudar a hacer más sostenible el trabajo agrícola. El androide agricultor además de hacer crecer zanahorias, lavanda, tomates o repollos bajo la claraboya del vestíbulo, buscaba fundamentalmente lograr los siguientes objetivos en el proceso de enseñanza-aprendizaje del alumnado de esta escuela:

1.     Aprendizaje STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas):

  • Ciencia: Comprender los procesos biológicos y ecológicos propios del crecimiento de las plantas, la fotosíntesis, así como la interacción entre los componentes del ecosistema.
  • Tecnología e Ingeniería: Diseñar, construir y programar robots o sus partes para realizar tareas específicas en el huerto, como siembra, riego automático, medición de la humedad de la tierra, etc.
  • Matemáticas: Aplicar conceptos matemáticos en la planificación del espacio del huerto, cálculo de porcentajes, áreas, volúmenes, etc.

2.     Conciencia medioambiental:

  •  Sensibilizar a los estudiantes sobre la importancia de la sostenibilidad de los recursos.
  • Fomentar técnicas de cultivo respetuosas con el medioambiente.

3.     Habilidades de resolución de problemas:

  • Desarrollar la capacidad de identificar y abordar problemas en el huerto en relación con las plantas, la tecnología o la gestión del proyecto.

4.     Habilidades de colaboración:

  •  Fomentar el trabajo en equipo y la asunción de roles y responsabilidades específicas en el proyecto.

5.     Alimentación saludable:

  • Concienciar a los estudiantes de la importancia de una dieta equilibrada y cómo los productos del huerto pueden contribuir a una alimentación saludable.

6.     Desarrollo de habilidades técnicas:

  • Mejorar habilidades como la programación y el manejo de tecnologías relacionadas con la agricultura de precisión.

7.     Conexión con la comunidad:

  • Establecer vínculos con la comunidad al compartir los productos del huerto, involucrar a los padres en el proyecto y organizar eventos educativos.

8.     Fomento de la creatividad:

  • Permitir a los estudiantes proponer soluciones innovadoras para mejorar el huerto o resolver problemas específicos (falta de riego, necesidad de poda de una planta…).

9.     Conocimiento cultural e histórico:

  •  Explorar la historia de la agricultura en la región y la importancia cultural de la producción de alimentos.

10.  Ética y responsabilidad:

  • Discutir temas éticos como la modificación genética de plantas y la responsabilidad en la gestión de recursos naturales.

 

 

8:25 a.m. Suena la banda sonora de Harry Potter que anuncia el comienzo de las clases en el IES Humanes. Todos los estudiantes de ESO que acceden a sus aulas pasan por delante de algo que, de lejos, podría parecer una mesa recreativa de air hockey, de la que asoman la extrañeza de flores de lavanda, matas de acelga, tallos de cebolla y un brazo robótico: es el androide agricultor FARMBOT (nombre comercial) situado en el vestíbulo del IES Humanes. El brazo robótico acaba de encender sus luces led para regar los plantones del bancal de tierra; algunos alumnos se paran para observar su recorrido. Pablo, que colabora en los trabajos del Huerto Pico Pala bromea con sus compañeros: “Este se mancha menos de barro que nosotros”.

 

9:20 a.m. Elena y Julián, dos alumnos de tercero de ESO, explican a un grupo de primero lo que se necesita para poner en marcha un huerto robótico: “Un bancal de tierra de 4’5 metros cuadrados, wifi, agua, corriente eléctrica y un brazo robótico que se desplaza en ambos ejes”. Después de indicarles las utilidades de los distintos cabezales del brazo (regar, semillar, podar, retirar las malas hierbas, medir la humedad de la tierra…), Elena les muestra el sistema de arrastrar y soltar del software que hace que programar sea más fácil que “jugar al Fortnite”, les aclara. Tras ello, activan el brazo desde un ordenador portátil;  se pone en marcha el riego automático. Por su parte, Gabriel Ramírez Ruiz, profesor de Tecnología, Secretario y TIC del centro, así como uno de los impulsores del proyecto, aprovecha también el momento para enseñar a los más pequeños cómo se puede comprobar en remoto el estado de las plantas “en cualquier momento y desde cualquier sitio, incluso desde casa gracias a la cámara con la que está equipado el bancal”.

 

11:40 a.m. El profesor de Biología, Francisco Sánchez Godoy, dirige a sus alumnos de tercero B al huerto Pico pala del patio, pero no sin antes detenerse en el bancal del vestíbulo. Comprueba que las dos lavandas tienen mejor aspecto que las matas de tomillo limonero. “Solo hay que modificar el riego automático de estas dos plantas”, advierte el docente. Y es que entre las prestaciones del androide agricultor están las de programar la duración del riego de cada uno de los cultivos o detectar la falta de nutrientes.

En el IES Humanes de la Comunidad de Madrid y “Desde la asignatura de Tecnología se proyecta la creación de nuevos cabezales diseñados con la impresora 3D”)

  Cabezales: “Desde la asignatura de Tecnología se proyecta la creación de nuevos cabezales diseñados con la impresora 3D”

 

La ubicación del huerto robótico en la zona más transitada por alumnos, personal del centro y familias fue una decisión en la que, según Gabriel Ramírez, “todos estuvimos de acuerdo desde que a finales de 2022 se empezara a poner en marcha el proyecto”. Se trataba de crear, tal y como explica Belén Lucía, Directora de este instituto del Sur de la región, “un nuevo espacio de aprendizaje desde donde toda la comunidad educativa pudiera observar las fases de crecimiento de las plantas y participar en su cuidado”. Un aula en un lugar común para todos los niveles de la Secundaria y para todas las áreas del conocimiento. El Jefe de Estudios titular, Alejandro Brito, habla de cómo en asignaturas como Biología el docente puede enseñar delante de una mata de pimientos las partes de la planta, la importancia de la luz, de los nutrientes o del riego o cómo desde la materia de Tecnología, se puede hacer que el estudiante programe secuencias de riego o incluso cree herramientas con la impresora 3D del Aula de Robótica. “Pero ojo, también en Música, Dibujo o Lengua tiene sus aplicaciones. Por ejemplo, en Inglés, junto al bancal, se puede enseñar vocabulario relacionado con el campo semántico de la agricultura y la robótica o en Matemáticas, asignatura que yo imparto, el alumno puede practicar el cálculo de áreas, volúmenes o la proporcionalidad en relación con el riego por goteo y la cantidad de agua usada. Los chicos siempre nos preguntan ¿y eso para qué sirve? Y ahora, les podemos demostrar, de forma práctica, para ahorrar agua o para que no se mueran los cultivos”.

 

“… este bancal es una metáfora de lo que entendemos por educación: la escuela siembra y abona la educación en el estudiante para que crezca en el niño y la coseche el adulto”.

 

La noticia de la inauguración del huerto robótico en febrero de 2023  fue recogida por numerosos medios de comunicación, entre ellos El País, TeleMadrid o  la SER; se trataba del primer centro escolar público de la Comunidad de Madrid en poner en marcha un proyecto de este tipo. De hecho, el IES Humanes acudió durante el curso pasado al Congreso de Líderes digitales con un FARMBOT de tamaño más reducido para compartir esta experiencia con otras escuelas.

Maqueta del Huerto robótico del IES Humanes de la Comunidad de Madrid, durante el Congreso de Líderes Digitales del curso 2022-23. 

 Congreso Líderes Digitales curso 22-23:

“Maqueta del Huerto robótico durante el Congreso de Líderes Digitales del curso 2022-23”

 

Belén Lucía afirma que mucho antes de la instalación del robot, dos de las prioridades de la escuela que dirige habían sido siempre el reto de la formación digital del alumnado y el desarrollo de su conciencia ecológica. “Pero eran dos cuestiones que hasta el curso pasado no habíamos podido relacionar. Es cierto que contábamos con cuatro aulas de informática y un taller de robótica muy bien equipado, y también habíamos acercado al alumnado al trabajo tradicional agrícola con la creación del huerto Pico pala de frutales y hortalizas, pero ahora el bancal se ha situado en el centro de nuestra escuela para hacer ver al adolescente que el buen uso de la tecnología sirve para preservar el medioambiente e incluso para hacer más productiva la agricultura. Me gusta pensar que este bancal es una metáfora de lo que entendemos por educación: la escuela siembra y abona la educación en el estudiante para que crezca en el niño y la coseche el adulto”.

 Para Manuel Canales, Jefe del Departamento de Tecnología, este androide agricultor “sirve también para que nuestros alumnos vean y participen en la agricultura de precisión. Se les enseña a que sean capaces de programar e incluso de crear nuevas herramientas que se nos van ocurriendo para que el brazo robotizado sea más eficiente, porque el FARMBOT utiliza un sistema de hardware y software abierto, que podemos ir adaptando a nuestras necesidades”. El profesor hace hincapié en que es una herramienta que acerca a los estudiantes a las carreras STEM, a través de la cual aprenden codificación, el funcionamiento de equipos industriales, electrónica o un primer acercamiento a la ingeniería de software y hardware.

 3:15 p.m. Los alumnos de primero y tercero de ESO del IES Humanes salen a séptima hora no sin antes pasar por delante del Huerto robótico. La mayoría de ellos viven en bloques de pisos o bien en chalets en los que se prefiere un patio adoquinado con piscina a emplear parte del terreno en un pequeño huerto para consumo propio. Sin embargo, hoy, un grupo de estudiantes que acaba de terminar su clase en el Huerto Pico Pala, llevan sendos ramos de acelgas a casa: las plantaron utilizando el cabezal de siembra del FARMBOT y, después, las trasplantaron al huerto Pico pala. Son apenas cuatro o cinco hojas para cada uno, de momento; suficiente como para probar lo que ellos mismos han cultivado.

“Durante el curso 2022-23, en el IES Humanes de la Comunidad de Madrid se sembraron en el bancal lechugas, puerros, zanahorias, acelgas, espinacas y plantas ornamentales y aromáticas”

 Bancal:
“Durante el curso 2022-23, se sembraron en el bancal lechugas, puerros, zanahorias, acelgas, espinacas y plantas ornamentales y aromáticas”

 

Frente al tradicional enfrentamiento entre trabajo manual y robots, la puesta en marcha del huerto Pico pala y el androide agricultor en el IES Humanes ha hecho posible que el alumnado del centro encuentre en la robótica una aliada para optimizar el trabajo del campo y volverlo no solo más competitivo y rentable, sino, sobre todo, más sostenible. Este androide agrícola no es solo uno de los muchos esfuerzos que la escuela pública ha de realizar para lograr que la formación del alumno no dé la espalda a la conciencia ecológica: desde hace un año, el vestíbulo del IES Humanes sirve de punto de encuentro entre el androide agricultor, las crías del homo ecologicus y los plantones que requieren, como siempre, de la mirada atenta (ahora con la posibilidad de que sea en remoto) del hortelano aprendiz. Y mientras avanza la vida vegetal en el huerto robótico, la otra vida, la académica, también gana en el centro escolar un nuevo espacio de aprendizaje más motivador en el que cobran especial sentido las metodologías activas (aula invertida, aprendizaje basado en retos, en problemas o por descubrimiento…). Parece esta buena tierra para sembrar la motivación, curiosidad y conciencia ecológica del estudiante.

 

 

Enlaces recomendados:

 

https://ayto-humanesdemadrid.es/el-ies-humanes-se-convierte-en-el-primer-centro-educativo-de-espana-que-cuenta-con-un-robot-agricultor/

https://elpais.com/espana/madrid/2023-02-22/plantar-lechugas-puerros-o-lavanda-desde-el-ordenador-el-primer-robot-agricultor-instalado-en-un-colegio-esta-en-madrid.html

https://masinteresmadrid.com/el-ies-humanes-pone-en-marcha-el-funcionamiento-de-un-robot-granjero-en-el-huerto-escolar

https://cadenaser.com/cmadrid/2023/02/24/el-ies-humanes-estrena-un-huerto-robotizado-ser-madrid-sur/

https://www.youtube.com/watch?v=tpmCQI9ixhk

Por Pilar del Pozo Manchado

 

(Imagen 1 autores de la buena práctica…: “De derecha a izquierda,  Gabriel Ramírez Ruiz, Alejandro Brito Pavón, Belén Lucía Porcel y Pilar del Pozo Manchado, en el Congreso de Líderes Digitales celebrado en marzo de 2023)

(Imagen 2 autores de la buena práctica…: “De derecha a izquierda, Francisco Sánchez Godoy, Manuel Canales Cano, Ángela Cacho Gutiérrez y Miguel Ángel Alonso González, delante del Huerto robótico)

 

Autores de la BUENA PRÁCTICA 
Gabriel Ramírez Ruiz (Secretario, TIC y profesor de Tecnología).
Belén Lucía Porcel (profesora de Lengua castellana y Literatura y Directora)
Alejandro Brito Pavón (Jefe de Estudios y profesor de Matemáticas).
Miguel Ángel Alonso González (Jefe de Estudios Adjunto y profesor de Biología)
Manuel Canales Cano (Jefe del Departamento y profesor de Tecnología).
Francisco Sánchez Godoy (Jefe del Departamento y profesor de Biología),.
Ángela Cacho Gutiérrez (Jefa de Estudios Adjunta y profesora de Lengua castellana y Literatura).
Pilar del Pozo Manchado (Jefa de Estudios Adjunta y profesora de Lengua castellana y Literatura).

 

IES Humanes
Comunidad de Madrid.

 

  

Autores de la buena práctica:
De derecha a izquierda:
Gabriel Ramírez Ruiz, Alejandro Brito Pavón, Belén Lucía Porcel y Pilar del Pozo Manchado. en el Congreso de Líderes Digitales celebrado en marzo de 2023.

Autores de la buena práctica:
De derecha a izquierda:
Francisco Sánchez Godoy, Manuel Canales Cano, Ángela Cacho Gutiérrez y Miguel Ángel Alonso González, delante del Huerto robótico.

“De derecha a izquierda, Gabriel Ramírez Ruiz, Alejandro Brito Pavón, Belén Lucía Porcel y Pilar del Pozo Manchado, en el Congreso de Líderes Digitales celebrado en marzo de 2023) Profesores del IES Humanes de Madrid. De derecha a izquierda, Francisco Sánchez Godoy, Manuel Canales Cano, Ángela Cacho Gutiérrez y Miguel Ángel Alonso González, profesores del IES Humanes delante del Huerto robótico del IES Humanes de Madrid