Tablón de Gómez es una zona notoriamente caficultora de Colombia, país que produce uno de los cafés de mayor calidad del mundo. En el territorio montañoso, generaciones de familias de agricultores cuidan de los arbustos que producen la semilla de café. Es un proceso artesanal de cosecha, secado y torrefacción que trae vida, sabor y aroma a una región muy afectada por conflictos civiles.
Aunque el café sea de extrema calidad, cultivado por personas con conocimientos centenarios, los hijos de estos agricultores notaron que muchas veces la saca de café es vendida por un precio mucho más bajo que el del mercado. Los compradores lo justifican diciendo que no pueden evaluar la cantidad exacta de humedad o si la torrefacción fue hecha de manera adecuada. Ya los agricultores decían que, aunque tuviesen las herramientas para medición, no era sencillo usarlas y que no tenían tiempo para acompañarlas con tantas tareas en el cultivo.
La tecnología y el deseo de apoyar el trabajo de su comunidad fueron lo que motivó a los estudiantes de la Institución Educativa Técnica Agroindustrial La Victoria a crear el CoffeeSmart 4.0, ganador del Solve for Tomorrow Colombia en 2025. Los estudiantes construyeron un sistema inteligente con balanzas, micro:bits (pequeña placa de desarrollo de programación) y sensores que muestran a los agricultores los niveles ideales de secado y torrefacción de las semillas, por medio de una aplicación para el smartphone o ordenador.
“Mirábamos que los agricultores tenían pronto las herramientas, pero que por no saberlas utilizar, muchas veces perdían la calidad del café”, explica el profesor de robótica Alexis Rubiel Ardami Ortega. “Entonces, pensamos en cómo facilitarles a los agricultores el acceso a estas herramientas, para ayudarlos a hacer que el café sea más rentable y a recibir un precio justo.”
La escuela tiene ya una fuerte conexión con el café, y muchas veces los granos son blanco de experiencias de laboratorio y de otros aprendizajes basados en STEM (acrónimo en inglés para Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas). Por participar de un programa del gobierno, ganaron cinco micro:bits, computadores pequeños y sencillos que ofrecieron una oportunidad – a los estudiantes y al profesor mediador – de pensar en un proyecto que une tecnología y el deseo de producir café.
Automatizando el secado y la torrefacción
Aunque sean de familias que trabajan con café, los jóvenes que están en los diferentes grados de la educación media (en el cuarto, quinto y sexto año, con edades entre 15 y 18 años) no sabían tanto sobre las especificidades de la producción del café. Por suerte, su campo de investigación es el vecino y los cafetales son prácticamente laboratorios.
Iniciaron tanto una investigación bibliográfica, para entender más lo que determina la calidad ideal del café, como entrevistaron a sus parientes, quienes les contaron sobre la dificultad de hacer la prueba de café, con el secado y la torrefacción – estos que son los dos más importantes procesos del café – correctamente para los compradores.
A eso se debe una mescla de factores: los procesos de cultivo son artesanales, y aunque el café sea bueno, los agricultores no saben necesariamente el grado correcto de humedad o detorrefacción, confiando en sus sentidos y sabidurías para eso. La mayoría de los agricultores tienen las herramientas para medición de ambos procesos, pero relataron que no son prácticas.
Tomemos por ejemplo el secado de café: lo que determina un buen secado es el peso del café cuando está libre de una cierta cantidad de humedad. Las herramientas disponibles para acompañar un proceso que dura debajo del sol, durante 15 o 20 días, no son prácticas ni compatibles con las demás tareas del cultivo.
Con las quejas sistematizadas, el grupo entendió que su tarea era simplificar el acceso y conocimiento de los datos de secado y torrefacción en una aplicación de celular, para que los agricultores conozcan cada etapa y puedan cobrar por pagos justos. Para eso, los micro:bits, acoplados a sensores de peso y temperatura, podrían ofrecer informaciones muy sencillas a los dos procesos. Empezaba entonces la etapa de automatización de las herramientas, creando así un sistema.
La balanza con micro:bit y un sensor de peso son piezas clave para la etapa de secado: “Ponemos nuestro lote de café grande en un patio y junto a él colocamos nuestra balanza. En la balanza va a ir una muestra de 200 g (gramos) de café pergamino. Vamos a monitorear el peso, que estará en la misma condición del lote. A medida que el café pierde humedad, va perdiendo peso. Cuando esa muestra de 200 g llega a 104 o 105 g, indica que el café está en el punto óptimo de humedad, de 10 a 12%, y ese valor influye en el precio final. Entonces, la idea es que la aplicación pueda decir en la balanza cuál es la humedad correcta para llegar hasta los compradores”, contó Ortega.
La torrefacción es un proceso igualmente importante, y los estudiantes, que tienen un laboratorio sobre café en la escuela, ya contaban con un estudio previo para entender la curva de torrefacción, explica el profesor: “Tenemos una tostadora pequeña donde se testan las muestras en la conocida curva de tostón. Se toma el tiempo para tomar las temperaturas para mirar la fase de café, en qué estado va. Conectamos un micro:bit a un sensor para que registre la temperatura y adicionalmente el tiempo, indicándonos la fase de tostón.”
Las informaciones de la curva de tostón son guardadas en una base de datos, que muestra las características organolépticas del café y garantiza que las próximas torrefacciones mantengan el padrón.
La balanza y la aplicación ideal
Una aplicación conectada a los sensores fue el medio elegido por los estudiantes para disponibilizar los parámetros ideales del café. Tenían alguna experiencia básica con programación, pero no la suficiente para crear una aplicación. Activaron entonces los conocimientos del rector de la escuela, quien es ingeniero de sistemas, y los ayudó a desarrollar una plataforma sencilla, que puede ser accionada desde cualquier lugar del cultivo.
Para completar el diseño, los estudiantes optaron por inspirarse en el propio diseño de materiales utilizados por sus pares agricultores: una bandeja de rejilla sujeta el café para el pesaje final.
Afinando el proyecto con productores
El prototipo final consiste en micro:bits, sensores de temperatura y de peso movidos a placas solares, la balanza y también cualquier maquinario que el productor de café utiliza para hacer la torrefacción, como una tostadora. Con el sistema listo, era hora de probar su producto con quien de hecho puede decir si ello funcionaba o no: el sistema fue llevado para los productores de café.
“A ellos les gustaba bastante, porque decían que era muy práctico. Les explicamos acerca de la aplicación, que es algo que es fácil de manejar, listo de descargar, y que a veces se complica un poquito a la hora de conectarnos por ser en zona rural, pero a ellos todo les pareció sencillo”, explica el profesor.
Muchas de las personas que trabajan con café son de edad avanzada, entonces ellos pidieron para que los instrumentos de lectura en la aplicación fueran modificados para tener letras mayores, y para que las informaciones no vinieran solamente en texto, pero también con gráficos que mostrasen la temperatura, la humedad y la curva de torrefacción, por ejemplo. Son pequeñas modificaciones, que hacen mucha diferencia y son parte del Aprendizaje Basado en Proyectos (o la sigla en inglés PBL).
Mismo con un prototipo rico y una buena devolutiva, los estudiantes aún tuvieron que prepararse mucho para hacer las etapas de presentación de la idea para el programa Solve for Tomorrow. Ortega recuerda que la transformación más impresionante fue la calidad investigativa del trabajo de los jóvenes. Ellos tuvieron que investigar mucho sobre café y este proceso. Se vieron como investigadores, como personas que dominan un asunto y saben hablar de él no solamente para los caficultores, como también para especialistas y compradores.
El futuro del sistema Coffee Smart 4.0 parece bueno. El prototipo se convirtió en una innovación social, un tesoro de la comunidad escolar en conjunto con los cultivos que hacen parte del territorio. La idea es que la escuela pueda dar continuidad al proyecto, haciéndolo mayor y alcanzando otras municipalidades que trabajan con el mismo producto.
El futuro de los jóvenes también parece promisor, como finaliza Ortega: “Los chicos se motivaron con las áreas STEM, los vi muy motivados en esa cuestión, les gusta mucho la tecnología e innovar cada día. Si de pronto alguien estaba interesado ya en la medicina, ya mira también a la ingeniería como algo para poderlo lograr en futuro, ya mirarse como ingenieros, de programación y todo eso. Es muy grato ver a esos chicos que cada día se van motivando más por estas áreas”.
Conoce más sobre el proyecto en el siguiente video:
