Modelo de integración de las cadenas hortofrutícola y avícola en Colombia

AGROSAVIA, Universidad ICESI

Estado:
Finalizado
Fecha inicial: 2024-10
Fecha final: 2024-11
*Este Proyecto está relacionado con la meta

de la COP16.

Proyecto en colaboración con: Grupo Bios, Agrosavia, Hugo Restrepo y Cia S.A. y Minciencias.

Se realizó un pacto para la innovación en capacidades científicas a través de bioproductos sostenibles.

Reto: Campo competitivo que proyecte la transformación de materias primas en bioproductos sofisticados.

El programa se enfocó en desarrollar un método eficiente de secado rápido para el ají, permitiendo su uso como ingrediente clave en la elaboración de un aditivo fitogénico. Este aditivo, diseñado para ser mezclado con el alimento de aves, tiene un doble propósito: reemplazar los antibióticos tradicionales y aportar propiedades pigmentantes que influyen en el color de los tejidos de los pollos, gallinas y las yemas de los huevos.

Además de establecer un modelo de agronegocio y escalar un bioproceso a nivel industrial, el programa incluyó un ambicioso proyecto de bioprospección. Este esfuerzo busca explorar un germoplasma público de Capsicum, compuesto por 300 accesiones disponibles en Agrosavia (sede Rionegro), para identificar al menos seis materiales con alto potencial agronómico. Este hallazgo podría ser clave para el desarrollo de nuevas variedades de ají de origen colombiano, promoviendo su cultivo y comercialización en mercados nacionales e internacionales, con un impacto significativo en el sector agrícola.

imagen proyecto
Tema:
Sostenibilidad ambiental y productividad agrícola

PhenoAgro

Alianza de Bioversity International y CIAT, Universidad Javeriana

Estado:
En progreso
Fecha inicial: 2018-10
*Este Proyecto está relacionado con la meta

8 y 10

de la COP16.

PhenoAgro es una plataforma de fenotipado de cultivo en tiempo real datos de variables del suelo, atmosféricas y de plantas a estaciones fijas geo-referenciadas mediante un entorno de almacenamiento en la nube. Con un motor impulsado por una base de datos, permite el análisis y visualización en la web de datos fenotípicos capturados desde fuentes distribuidas, tanto fijas como móviles, terrestres y aéreas. Su objetivo es mitigar las limitaciones en la capacidad de fenotipado de cultivos agrícolas y la caracterización ambiental de bajo costo. El sistema consta de tres componentes principales: un componente mecánico-estructural, uno electrónico y un componente de soporte lógico, que se integran para caracterizar cultivos de forma no destructiva. Actualmente, se encuentra en un nivel de madurez tecnológica TRL 6, donde el sistema prototipo ha sido validado en condiciones cercanas a las reales y demostrado en entornos simulados.

Tema:
Sostenibilidad ambiental y productividad agrícola

Resultados obtenidos

Multiplataforma IoT

PhenoAgro integra un hardware IoT para la adquisición en tiempo real de estados agronómicos de cultivos, junto con una plataforma de software dedicada al análisis de datos y toma de decisiones oportuna. Esta integración mejora la productividad al permitir un monitoreo y análisis eficiente de la información agrícola.
Año: 2022
Categoría: Desarrollo tecnológico e innovación

Patente de invención

Patente de invención: bajo examen de fondo NC2020/0001355
Año: 2023
Categoría: Generación de Nuevo Conocimiento

Simposio ÓMICAS 2022 

Clasificación de genotipos de plantas de arroz por medio de imágenes aéreas multiespectrales. Autores: Andrés Felipe Duque Montenegro, Ingrid Zulay Casallas Rodríguez, Diego Alejandro Patiño Guevara y Julián David Colorado Montaño. Pontificia Universidad Javeriana Bogotá.
Año: 2022
Categoría: Apropiación social del Conocimiento

Modelado Dinámico de Sistema Robótico para Fenotipado de cultivos agrícolas – PhenoSense en el marco del Curso Control de Sistemas

Formación de los estudiantes de pregrado: Jairo Esteban Acevedo Fajardo , María Alejandra Acosta Álvarez , David Santiago Alfonso Montañez , María Alejandra Amaya Mejía , David Felipe Ariza Martínez , Roberto Andrés Cuervo Torres , Juan Felipe España Andrade , Valentina Forero Hurtado, Juan Alejandro Garavito León , Pablo Esteban Gutierrez Rivera , Juan Sebastian Hurtado Palacios , Daniel Felipe López Escobar, Juan David Lote Pérez , Santiago Andrés Mesa Niño , Jesús Manuel Moncayo Ricardo , Bianka Nathalia Moreno Castillo , Juan Camilo Murcia Suárez , Nicolás Perez Chavez , Juan Manuel Rodriguez Montoya , Leopoldo Santamaría Holguín , Juliana Toro Camelo, Luis Alfonso Villero Peña
Año: 2023
Categoría: Formación del Recurso Humano

Seminario

Mejoramiento del diseño mecánico para la producción masiva de la plataforma multisensorial para fenotipado de cultivos en tierra (PhenoAgro) 
Año: 2023
Categoría: Apropiación social del Conocimiento

Investigadores

investigador

Andrés Jaramillo Botero, Ph.D.

Investigador principal
Universidad Javeriana
Director fundador del Instituto iÓMICAS y director de la unidad de Nanotecnología y Ciencias Multiescala del Centro de Simulación de Materiales y Procesos, así como científico principal y profesor en la División de Química e Ingeniería Química en Caltech.
ajaramillo@javerianacali.edu.co
investigador

Natalia Polo

Estudiante doctoral en ingeniería y ciencias aplicadas
Universidad Javeriana
Contribuye en el diseño y desarrollo del sistema y tarjetas electrónicas.
npolomoreno@javerianacali.edu.co
investigador

Jose Ángel Loaiza, M.Eng.

Asistente de investigación / Diseñador Industrial
Universidad Javeriana
Contribuye al diseño mecánico y caracterización de las plataformas.
jose.loaiza@javerianacali.edu.co
investigador

Martin Alfonso Cifuentes, M.Eng.

Especialista en electrónica
Universidad Javeriana
Contribuye en la parte de pruebas y validación del sistema completo.
martin.cifuentes@javerianacali.edu.co
investigador

Isabella Quintero Peñaranda

Asistente de investigación
Profesional en Ingeniería Mecánica con énfasis en Diseño Biomecánico, con experiencia en investigación científica, estructuración y gestión de proyectos, así como en diseño y modelado 3D. Isabella comenzó su trayectoria profesional en iÓmicas, donde realizó sus prácticas universitarias en el área de investigación. En ese contexto, se unió al equipo del proyecto PhenoAgro, donde asumió responsabilidades de acuerdo con su área de conocimiento, tales como la contribución al diseño de piezas mecánicas y la selección de materiales para el sistema mecánico, entre otras. Actualmente, Isabella se desempeña como Ingeniera de Proyectos, donde aplica su experiencia en diseño y gestión para coordinar y supervisar el desarrollo de nuevas iniciativas tecnológicas.
isabellaquintero@javerianacali.edu.co

Forrajes

Alianza de Bioversity International y CIAT, Universidad Javeriana

Estado:
En progreso
Fecha inicial: 2024-01
*Este Proyecto está relacionado con la meta

8 y 10

de la COP16.

El Instituto iÓMICAS de la Pontificia Universidad Javeriana Cali, como colaborador del CGIAR (Consultative Group on International Agricultural Research) y Alliance Bioversity International & CIAT, ha iniciado un proyecto orientado a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero derivadas de la digestión de los pastos y forrajes consumidos por el ganado, contribuyendo así a la seguridad alimentaria global. En este esfuerzo, el iÓMICAS estudia la composición molecular de los forrajes utilizados en diferentes regiones del mundo como alimento animal, con el objetivo de identificar compuestos moleculares que puedan reducir o eliminar la producción de metano durante la digestión. El metano, un gas de efecto invernadero significativamente más potente que el dióxido de carbono (CO2), es responsable de aproximadamente el 30% del calentamiento global, y se estima que la ganadería, especialmente la producción bovina, contribuye con un tercio de estas emisiones a través de la fermentación de los alimentos en el estómago de los animales.

Tema:
Sostenibilidad ambiental y productividad agrícola

Investigadores

investigador

Jacobo Arango, Ph.D.

Científico Senior del Programa de Forrajes Tropicales
Alianza de Bioversity International y CIAT
Biólogo molecular, doctorado en biología celular de plantas de la Universidad de Friburgo, Alemania. Científico Senior del Programa de Forrajes Tropicales de la Alianza de Bioversity International y el CIAT, Autor Principal del 6º Informe de Evaluación sobre Mitigación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) y Líder Adjunto de la iniciativa del CGIAR sobre Ganadería y Clima.
j.arango@cgiar.org
investigador

Andrés Jaramillo Botero, Ph.D.

Sub líder del proyecto
Universidad Javeriana
Director fundador del Instituto iÓMICAS y director de la unidad de Nanotecnología y Ciencias Multiescala del Centro de Simulación de Materiales y Procesos, así como científico principal y profesor en la División de Química e Ingeniería Química en Caltech.
ajaramil@javerianacali.edu.co
investigador

Diana Carolina Clavijo, Ph.D.

Profesora Asistente Multi-Ómicas
Universidad Javeriana
diana.clavijo@javerianacali.edu.co
investigador

Juliana Chaura Cortes, M.Sc.

Especialista en Multi-Ómicas
Universidad Javeriana
juliana.chaura@javerianacali.edu.co
investigador

Gabriel Vélez Mejía, M.Sc.

Analista Espectroscopia y Cromatología
Universidad Javeriana
gabriel.velez@javerianacali.edu.co

WearMe

Universidad Javeriana

Estado:
En progreso
Fecha inicial: 2023-09
*Este Proyecto está relacionado con la meta

8, 10 y 20

de la COP16.

Se busca medir las emisiones de metano provenientes de la ganadería bovina mediante el uso de un dispositivo IoT portátil y rentable, el cual emplea tecnología de nanosensores para registrar las emisiones de metano del ganado, proporcionando datos in situ y en tiempo real. El metano es un gas de efecto invernadero significativo, emitido por diversas fuentes, siendo la agricultura una de las principales. Los métodos actuales para medir el metano suelen ser costosos y poco prácticos, lo que complica una gestión eficiente de las emisiones.

Tema:
Sostenibilidad ambiental y productividad agrícola

Resultados obtenidos

Sensor eLIG para metano

Sensor eLIG para metano. con especificaciones medidas bajo condiciones controladas de temperatura y humedad (21 ± 3 °C y 35 ± 6% HR), logra curvas de calibración en el rango de concentración de CH4 de 1 a 1700 ppm, y demuestra la capacidad del sensor nanoestructurado eLIG para la cuantificación de CH4 en el rango deseado. El sensor ha demostrado una precisión corroborada con 0,12 tobs en la prueba tstudent.
Año: 2024
Categoría: Desarrollo tecnológico e innovación

Wearable (WearMe)

Wearable diseñado para integrar componentes electrónicos, mecánicos y conductos para recogida y transporte de mezclas de gas hasta el sensor de metano. Este diseño inspirado en formas orgánicas, transporta una muestra del gas emitido durante el proceso de rumiación del ganado hasta los sensores (el sensor eLIG y el sensor de la unidad de medición inercial (IMU)
Año: 2024
Categoría: Desarrollo tecnológico e innovación

Investigadores

investigador

Andrés Jaramillo Botero, Ph.D.

Investigador principal
Universidad Javeriana
Director fundador del Instituto iÓMICAS y director de la unidad de Nanotecnología y Ciencias Multiescala del Centro de Simulación de Materiales y Procesos, así como científico principal y profesor en la División de Química e Ingeniería Química en Caltech.
ajaramill@javerianacali.edu.co
investigador

Carlos E. Navarro, Ph.D.

Profesor Asistente de fenómica y diagnóstico de enfermedades
Universidad Javeriana
Contribuye a la optimización del sensor, enfocándose en mejorar parámetros clave como LOD, LOQ, estabilidad, linealidad y repetibilidad, además de incorporar correcciones de temperatura y humedad para garantizar mediciones precisas. También trabajará en la mejora del rendimiento del sistema a escala y evaluará su precisión, fiabilidad y facilidad de uso, asegurando que cumpla con los estándares del proyecto.
carlos.navarro@javerianacali.edu.co
investigador

Erick Hernández Rengifo, Ph.D.

Profesor asistente de ciencia de materiales
Universidad Javeriana
Contribuye al desarrollo de sensores avanzados para la detección de metano, incluyendo la síntesis, caracterización y validación de un sensor de filamento basado en LIG, así como el diseño de un sensor de CH4 con láminas delgadas de SnO2 acopladas a grafeno tipo LIG. Más adelante, contribuirá a mejorar el rendimiento del sistema a escala y evaluará su precisión, fiabilidad y facilidad de uso con base en datos de campo.
erick.hernandez@javerianacali.edu.co
investigador

Natalia Polo

Estudiante Doctoral
Universidad Javeriana
npolomoreno@javerianacali.edu.co
investigador

Camila Riccio Rengifo, Ph.D.

Investigadora Senior/ Científica de Datos
Universidad Javeriana
Contribuye al desarrollo de modelos predictivos avanzados para la cuantificación de metano. Actualmente, trabaja en la creación de un modelo basado en aprendizaje automático (ML) utilizando un detector láser para estimar la concentración de CH4 con alta precisión. Además, está desarrollando modelos predictivos experimentales en 1D y 2D para analizar datos de campo, así como un modelo basado en SCHLIEREN que combina técnicas experimentales con enfoques paramétricos básicos para estimar el volumen y la concentración de CH4.
camila.riccio@javerianacali.edu.co
investigador

Sammy Alejandro Perdomo, Ph.D.

Investigador Senior
Universidad Javeriana
Contribuye a desarrollo de la electrónica miniaturizada del wearable y a la integración de los subsistemas en una carcasa diseñada específicamente para uso ganadero, asegurando su funcionalidad en entornos reales.
samperdomo16@javerianacali.edu.co
investigador

Diego Fernando Muriel, Ph.D.

Investigador Senior/ Científico Ambiental
Universidad Javeriana
Contribuye al del desarrollo de modelos predictivos y descriptivos avanzados para cuantificar el volumen y la concentración de CH4, combinando mediciones experimentales en 1D y 2D con técnicas computacionales y métodos paramétricos basados en SCHLIEREN. Más adelante, contribuirá a optimizar el rendimiento del sistema a escala y realizará pruebas de campo exhaustivas para validar su funcionalidad en entornos reales.
dfmuriel@javerianacali.edu.co
investigador

Cesar Alberto Arizabaleta, Ph.D.

Investigador Senior/ Químico de sensores
Universidad Javeriana
Está trabajando en la mejora del sensor, enfocándose en la optimización de parámetros clave como LOD, LOQ, tiempo de medición, tiempo de respuesta, estabilidad, linealidad y repetibilidad, además de implementar correcciones de temperatura y humedad para asegurar que cumpla con los requisitos. En las siguientes etapas, se encargará de evaluar la exactitud, precisión, fiabilidad y facilidad de uso del sistema, así como de mejorar el rendimiento de la versión de fabricación a escala, basándose en la experiencia obtenida en el terreno.
cesar.arizabaleta@javerianacali.edu.co
investigador

Clara Carcia Ines, Ph.D.

Investigadora Senior / Científica de Materiales
Universidad Javeriana
Contribuye a sintetizar, caracterizar, funcionalizar y validar el sensor de filamento basado en LIG para detectar gas metano.
clara.garcia@javerianacali.edu.co
investigador

Edgar Arbey Villegas, Ph.D.

Investigador Senior/ Físico de Sensores
Universidad Javeriana
Contribuye a la síntesis, caracterización, funcionalización y validación de un sensor de filamento basado en LIG para la detección de metano, asegurando su efectividad en la medición de gas CH4. Además, está a cargo del diseño y desarrollo de un sensor de CH4 que utiliza láminas delgadas de óxido semiconductor (SnO2) acopladas a un filamento de grafeno tipo LIG, optimizando su rendimiento y sensibilidad.
edgar.villegas@javerianacali.edu.co
investigador

Julián Colorado, Ph.D.

Profesor Asociado (PUJ-C)
Universidad Javeriana
Diseño, creación de un prototipo y prueba de un sistema de detección de eructos para integrarlo en el sistema de detección de metano para el ganado.
coloradoj@javeriana.edu.co
investigador

Julián David Villegas Gutiérrez, Ph.D.

Investigador Senior/ Científico de Datos
Universidad Javeriana
Está desarrollando modelos predictivos avanzados para cuantificar el volumen y la concentración de CH4 a partir de mediciones experimentales 1D y 2D sobre el terreno. Además, está trabajando en un modelo de aprendizaje automático basado en un detector láser de metano para mejorar la precisión en la cuantificación de CH4. En etapas posteriores, evaluará la exactitud, fiabilidad y facilidad de uso del sistema, así como mejorará el rendimiento de la versión de fabricación a escala, basándose en datos obtenidos en el campo.
jd.villegas@javerianacali.edu.co
investigador

Jose Angel Loaiza, M.Eng.

Asistente de investigación / Diseñador Industrial
Universidad Javeriana
Contribuye al desarrollo de un simulador respiratorio para validar el sistema de detección portátil en condiciones controladas aumentadas. Está a cargo de la creación de una versión integrada y optimizada de la envolvente portátil para su aplicación en un entorno controlado, además de integrar todos los subsistemas en una envoltura portátil diseñada para ganado. Su trabajo también incluye mejorar el diseño y la funcionalidad del dispositivo basándose en los resultados obtenidos. Más adelante, se encargará de la transferencia de tecnología y optimización del diseño para el escalado de la producción, control de calidad y embalaje, así como de validar el cumplimiento de las especificaciones con los fabricantes.
jose.loaiza@javerianacali.edu.co
investigador

Martin Alfonso Cifuentes, M.Eng.

Especialista en Electrónica / Ingeniero electrónico
Universidad Javeriana
Contribuye al desarrollo de un simulador respiratorio para ganado y la electrónica miniaturizada del wearable. También está a cargo del diseño y desarrollo del firmware IoT, permitiendo la integración del sistema y su monitorización remota a través de aplicaciones móviles y de escritorio. Además, trabaja en la integración de los subsistemas en una carcasa de uso ganadero. En etapas futuras, se encargará de la transferencia tecnológica y la optimización del diseño del dispositivo para el escalado de la producción, control de calidad y envasado.
martin.cifuentes@javerianacali.edu.co
investigador

Brayan Manuel Guerrero, M.Sc.

Asistente de investigación/ Ingeniero Mecánico
Universidad Javeriana
Contribuye al desarrollo de modelos descriptivos avanzados para cuantificar el volumen y la concentración de CH4 utilizando técnicas informáticas de vanguardia. Además, lidera la implementación de simulaciones CFD para evaluar el rendimiento de diferentes versiones del wearable en entornos controlados e integra los subsistemas en una carcasa portátil. En las siguientes fases, trabajará en mejorar el diseño y la funcionalidad del sistema, así como en evaluar su precisión, fiabilidad y durabilidad. También contribuirá a optimizar el rendimiento del dispositivo a escala y a validar las especificaciones junto con el fabricante para garantizar la calidad final.
brayan.guerrero@javerianacali.edu.co
investigador

Inti Nazca Pazan

Asistente de Investigación / Desarrollador de Software
Universidad Javeriana
Contribuye al diseño y desarrollo del software IoT, asegurando la integración completa del sistema. Su trabajo incluye la creación de aplicaciones móviles y de escritorio para permitir la supervisión remota de las unidades, garantizando un monitoreo eficiente y en tiempo real.
inti.pazan@javerianacali.edu.co
investigador

Daniel Sinisterra Vélez

Asistente de investigación/ Ingeniero Mecánico
Universidad Javeriana
Contribuye a la integración de todos los subsistemas en una carcasa portátil diseñada para ganado, asegurando su funcionalidad en entornos reales. En etapas posteriores, trabajará en la evaluación de la precisión, fiabilidad y durabilidad del sistema, además de mejorar su diseño y rendimiento basándose en datos obtenidos sobre el terreno.
daniel.sinisterra@javerianacali.edu.co

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