Hidroponía en rack de montaje

• Un experimento de cultivar lechuga usando un gabinete de servidores sobrante, un caso de convertir un rack para equipos de TI en uso agrícola
• Aplica un sistema hidropónico de inundación y drenaje (ebb and flow), haciendo circular periódicamente agua con nutrientes
• La estructura se completó combinando estantes para server rack, cajas plásticas de almacenamiento, una bomba sumergible, iluminación y dispositivos de control con temporizador
• Los ciclos de iluminación y riego se controlan con cronjob, y se logró cultivar con éxito lechuga y hierbas aromáticas
• Aunque fue un intento experimental, es un caso interesante que muestra los principios básicos de la hidroponía y las posibilidades de automatización

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Antecedentes

• Se intentó hacer hidroponía para aprovechar uno de dos gabinetes de servidores 42U que habían quedado sin uso
  • Después de instalar el marco de la puerta, ya no se podía mover el gabinete, así que se decidió aprovechar su interior
• El punto de partida fue una motivación personal: en lugar de aumentar el equipo informático, “quiero reducir las computadoras y ponerme a cultivar”
• Se modificó el server rack sobrante para convertirlo en un sistema hidropónico para cultivar lechuga

Método de hidroponía

• Se adoptó un sistema de inundación y drenaje (flood and drain, ebb and flow)
  • Las plantas se siembran en sustratos como lana de roca (rock-wool), perlita y bolas de arcilla
  • La estructura moja periódicamente las raíces de las plantas colocadas en bandejas con solución nutritiva
• La bomba suministra agua durante un tiempo determinado y el exceso se evacua a través de un desagüe con altura ajustable
• Gracias a su estructura simple, es fácil de fabricar, aunque existe riesgo de aparición de moho o algas

Componentes

• Se usaron un gabinete de servidores, iluminación LED para crecimiento de plantas, estantes de rackmount y cajas plásticas de almacenamiento
  • Una caja de 38 litros se usó como bandeja de plantas y una de 72 litros como reservorio (reservoir)
• Aireador y piedra difusora para aportar oxígeno, y bomba sumergible para hacer circular la solución nutritiva
• Temporizador, PDU o relay Wi‑Fi para controlar automáticamente la iluminación y la bomba
• También incluye varios accesorios como macetas de malla plástica, sustrato, mangueras y conectores

Proceso de ensamblaje

• En la tapa del reservorio se perforaron orificios para la tubería de la bomba, el cable de alimentación, el tubo de drenaje y la línea de aire
  • Si se usa una junta (gasket) para bloquear la entrada de luz, se puede reducir la aparición de algas
• En la bandeja se instalaron por separado orificios para entrada y drenaje del agua
• Los estantes del rack se colocaron con separación de 10U y las luces se fijaron con pernos M5
• Se ordenó el cableado de la bomba y el aireador y, tras conectar las líneas de drenaje y riego, quedó listo para plantar

Siembra y problemas

• Tras germinar en bandejas de lana de roca, cuando alcanzan cierto tamaño las plantas se trasplantan a macetas de malla
  • La lechuga germinó en 24 horas; el perejil, cilantro, eneldo y espinaca tardaron más
  • La albahaca no logró germinar
• Surgió el problema de que las macetas flotaban cuando la bandeja se inundaba
  • Se resolvió desinfectando piedras y colocándolas en el fondo de las macetas, aunque se reconoció la necesidad de un marco de fijación

Horario de iluminación y riego

• Configuración inicial: 18 horas de luz y riego 4 veces al día
  • Después se ajustó a 2 veces según el estado de las algas y la sequedad
• Control automático con cronjob
  • Luces: se encienden a las 4 a. m. y se apagan a las 10 p. m.
  • Bomba: funciona 2 minutos a las 7 a. m. y a las 4 p. m.

Preparación de la solución nutritiva

• Se usó un fertilizante rosado marcado como NPK 12-12-36 + micronutrientes
  • Como no había información de dosis, se probó con una proporción de 20 gramos por cada 30 litros
  • Funcionó adecuadamente para cultivar lechuga

Resultados y evaluación

• Funcionó mejor de lo esperado, logrando cultivar con éxito varios tipos de lechuga y hierbas aromáticas
  • Solo hubo dos fugas de agua
• Como proyecto experimental, no es eficiente para cultivo con fines prácticos, pero
  • es un caso de experiencia directa sobre la estructura de la hidroponía y su potencial de automatización
  • es una forma adecuada para aprendizaje, experimentación y cultivo para autoconsumo

[GN⁺]

Comentarios de Hacker News

• Entiendo por qué usó un rack de servidores, pero si la idea es enfocarse en Hydroponics (hidroponía), sería mejor vender el rack de servidores y comprar un Pallet Rack
  Un rack de servidores casi no se toca, pero en hidroponía hay que meter mano seguido por el cuidado de las plantas
  La configuración actual se ve demasiado limpia, así que parece difícil de mantener cuando haya fugas de agua o se caiga la grava
  Hace tiempo hice un experimento de espinaca inducida con vitamina B12 con una amiga científica de investigación climática. Queríamos crear una “súper espinaca”

  • Una estructura cerrada como un rack de servidores permite controlar la circulación del aire si diseñas el flujo con ventiladores
    En lugares con mucha pérdida de calor, como un sótano, también mejora la eficiencia de calefacción
  • Lo de la súper espinaca está interesante. La B12 viene de bacterias, así que no parece que puedas meterla en la espinaca simplemente con luz roja
    Me pregunto si el método era inocular bacterias y suministrar energía con luz
  • Recuerdo que el OP dijo que instaló la puerta después de meter el rack, así que ahora ya no puede sacarlo

• Yo sí logré hacer aeroponics (aeroponía) al aire libre. La temperatura de la cámara de raíces llegó hasta 40°C y aun así aguantó bien
  La clave fue el tabaco ‘Virginia Gold’. Esta planta crece bien incluso en suelos pobres, y en mi caso dejé de regarla en septiembre, pero siguió viva hasta la helada de diciembre
  Como la cámara de raíces era pequeña, solo creció unos 40 cm, pero es una gran opción para aeroponía en exteriores
  Enlace de Wikipedia sobre tipos de tabaco

  • Pensaba que cultivar tabaco era ilegal en el Reino Unido, pero para uso personal sí es legal
    Gracias a eso ya tengo un nuevo proyecto. Quiero probar fumar “tabaco puro” como antes
    Ahora solo me falta averiguar cómo curar las hojas
  • Me da curiosidad cómo procesaste el tabaco cosechado
  • ¿Lo fumaste tú mismo o lo vendiste?
  • Dejando de lado el tabaco, me pregunto si este sistema es para consumo doméstico o para uso industrial (por ejemplo, pesticidas orgánicos)

• He probado varias formas de cultivar plantas en interior. Prefiero la hidroponía en interiores porque se puede hacer todo el año y no hay plagas
  La tierra da más trabajo y suele atraer insectos
  Antes usaba una windowfarm vertical, pero las raíces crecían dentro de los tubos y el mantenimiento se volvía difícil
  Ahora uso un sistema NFT (nutrient film technique), que requiere menos materiales y es más fácil de mantener. Eso sí, si las raíces crecen demasiado, bloquean el flujo de agua y hay que podarlas o replantar
  Últimamente también estoy probando deep water culture, pero el ruido de la bomba de aire es un problema
  La mayoría de mis plantas las cultivo con hidroponía pasiva tipo Kratky. Uso pellets de arcilla y solo relleno agua cada 2 o 3 días. No necesita electricidad
  Para el fertilizante, primero medí la capacidad de la bomba, lo marqué en la botella y luego lo ajusto más o menos según el color del agua
  Las plantas que mejor se dan son chiles, tomates cherry, pepinos y fresas

  • Yo también investigué estos métodos, pero en la mayoría el plástico toca la planta y el agua, así que me preocupaban los leachables
    Me pregunto si has intentado reducir eso de alguna forma
  • La próxima vez te recomendaría probar con calabacita (zucchini). La luz de la mañana es indispensable

• Me pregunto si lo que está en crontab es una referencia oculta a la película The Fifth Element
  Este tipo de proyectos me parecen geniales, pero yo disfruto la jardinería como una actividad meditativa y antitecnológica
  Siento que mi cerebro cambia a otro modo mientras toco la tierra y cuido las plantas

• Yo también armé un sistema parecido, y al final terminé apreciando más el valor de los servicios ecosistémicos que da la naturaleza
  Me di cuenta de lo difícil y costoso en energía que es reproducirlos artificialmente
  Empecé este tipo de proyectos porque me volví escéptico sobre si la humanidad podrá seguir manteniendo la Tierra como un lugar habitable

• Llevo 6 o 7 años usando un sistema doméstico de hidroponía vertical llamado Gardyn
  Tiene un diseño elegante con un tanque de 20 litros y dos luces verticales potentes
  El agua circula varias veces al día, se acumulan residuos de fertilizante y algas, pero aun así sigue funcionando bien
  Las semillas son caras, pero también puedes sembrar las tuyas, y yo no uso el servicio de suscripción
  Enlace a Gardyn Home Kit

  • No sé cómo estén los precios de los alimentos frescos en EE. UU., pero con un equipo de 900 dólares se ve difícil recuperar la inversión
    Aun así, queda muy bien como decoración de cocina
  • Tenía curiosidad por el consumo eléctrico, y según las especificaciones usa 47 kWh al mes, un promedio de unos 65 W

• Dicen que Singapur opera la granja vertical automatizada de 5 pisos más grande del mundo
  Video de YouTube (2.5 min)

  • La electricidad es cara, y los países vecinos tienen abundancia de mano de obra, sol y lluvia, así que sin apoyo del gobierno su rentabilidad es dudosa
  • En el pasado, varias granjas verticales de Singapur también quebraron
    Este modelo también vende lechuga a 14 dólares la libra, algo muy caro. Además, al ser hidroponía, los cultivos posibles son limitados

• Una vez, durante la sequía en California, vi que cultivaban así pasto para alimentar caballos
  Cosechaban una bandeja diaria para dársela a los caballos y luego la volvían a sembrar
  Solo era rentable cuando el heno estaba caro

  • En épocas de frío extremo, cada vez más agricultores están usando esto para complementar el alimento del ganado

• Me hizo pensar en el chiste de convertir tierras de cultivo en centros de datos y luego meter plantas adentro

  1. Convertir tierras de cultivo en centros de datos
  2. Meter plantas adentro
  3. ???
  4. ¿Ganancia?
  

  • Cuando estalle la burbuja de los centros de datos de IA, quizá se puedan reutilizar para algo así
  • Si la energía fuera barata, podría ser bastante competitivo al eliminar plagas y maleza y mejorar la eficiencia de agua y espacio

• Yo también probé la hidroponía, pero al final no fue mejor que cultivar en tierra
  Con tierra solo hay que regar y fertilizar de vez en cuando, pero en hidroponía tenía que ajustar EC y pH cada semana
  El resultado final fue casi el mismo