Sistema de fertirriego inteligente, para optimizar la producción de vegetales cultivados en invernaderos

Abstract

La seguridad alimentaria de una población mundial cada vez más creciente no está garantizada, a causa del cambio climático generado en gran medida por los gases de efecto invernadero, en conjunto con otro tipo de factores, como los bajos modelos de productividad, por eso se deben buscar estrategias y métodos amigables con el medio ambiente que permitan mejorar la calidad y cantidad de los cultivos. Una estrategia común es el uso de invernaderos que permitan controlar las variables (luz, temperatura, humedad, concentración de CO2, viento, lluvia, entre otras) que intervienen en el buen desarrollo de un cultivo; es aquí donde parte esta investigación, teniendo como objeto de estudio un invernadero de tipo domo geodésico que posee la Universidad Uniagustiniana de Bogotá, y en el que se hace énfasis en el cultivo de zanahoria gracias a su alta producción en el departamento de Cundinamarca, y que además el tiempo de cosecha se extiende durante todo el año. Así pues, la investigación se desarrolló bajo una metodología cuantitativa, en la que se usaron diversas etapas del diseño en ingeniería (confrontación y fuentes de información, formulación del problema e hipótesis, conceptos de diseño, síntesis, modelo analizable, experimentación y optimización, presentación) y se comprobaron los resultados con la herramienta Matlab-Simulink, de esta manera se pudo conocer un caudal teórico, el cual hace parte de la salida de respuesta del sistema propuesto y que fue tomado con base a las necesidades de riego y fertilizantes del cultivo.

Due to climate change, largely generated by greenhouse gases together with other factors, such as low productivity patterns, food security for an ever-growing world population is not guaranteed, which is why strategies and methods that are environmentally friendly and that also allow improving the quality and quantity of crops must be sought. A common strategy is the use of greenhouses that allow controlling the variables (light, temperature, humidity, CO2 concentration, wind, rain, among others) that intervene in the good development of a crop; it is here, where this research starts, having as object of study a geodesic dome type greenhouse that has the Uniagustiniana University of Bogota and in which emphasis is made on the carrot crop thanks to its high production in the department of Cundinamarca and also that the harvest time is extended throughout the year. Thus, the research was oriented towards a quantitative methodology, in which the seven stages of engineering design were used (Confrontation and sources of information, Formulation of the problem and hypothesis, Design concepts, Synthesis, Analyzable model, Experimentation and optimization, Presentation) and the results were checked with the Matlab-Simulink tool, in this way it was possible to know a theoretical flow rate which is part of the response output of the proposed system and which was taken based on the irrigation and fertilizer needs of the crop.