Monitorización y análisis continuo de cultivos para optimización y control del riego basado en modelo
Resumen
El riego es un factor fundamental para aumentar la productividad agrícola.
Sin embargo, este sector enfrenta desafíos significativos como la escasez
de agua (exacerbada por el cambio climático) y la ineficiencia en su uso.
Debido a esto, se destaca la necesidad de adoptar técnicas de riego de
precisión, que permitan aplicar agua de manera óptima según las necesidades del cultivo y las condiciones del suelo. En este sentido, el sistema de
riego debe considerar la naturaleza variante tanto espacial como temporal del sistema agua-suelo-clima-cultivo. El uso de modelos matemáticos
para simular el movimiento del agua, en suelos cultivables, aceleró la
necesidad de comprender aquellas variaciones temporo-espaciales, que
afectan la interpretación de las variables del sistema. La utilización de
modelos matemáticos que combinan características del suelo, del cultivo y del clima, integrados a sistemas de medición y control, logran la
adecuada planificación, administración y gestión del riego. En orden a
lo anterior, en esta tesis, se integra un modelo de distribución de agua
en el suelo y un modelo de extracción de agua por parte de un cultivo.
De esta manera, el primero de ellos modela el sistema agua-suelo y el
restante el sistema planta-atmósfera. El modelo del sistema se prueba
en simulación para el caso de ausencia y en presencia de cultivo. Los
resultados, se contrastan contra mediciones obtenidas en campo para un
tipo de suelo de la provincia de San Juan. Además, se desarrollan algoritmos de control adaptativos para considerar la variabilidad espacial y
temporal de un suelo cultivado. Para ello, se diseñaron algoritmos basados
en Redes Neuronales Artificiales (RNA) y en Control Predictivo basado en
Modelo (MPC). Los controladores implementados con RNA se fundaron
principalmente en dos estrategias de diseño. En la primera, se ajusta un
controlador del tipo Proporcional-Integrativo (PI) en combinación con un
control por superficies deslizantes. La segunda estrategia, contempla un
controlador PI estático al que se le añade un termino de compensación
empleando RNAs de base radial (RBF). Por último, se implementa un MPC
que permita el control simultáneo de varias zonas de manejo de riego. En
este caso, solo se atiende una de estas zonas, en función de la demanda
hídrica de los cultivos
Colecciones
El ítem tiene asociados los siguientes ficheros de licencia:

