Diseño de un controlador basado en redes neuronales para la irrigación por goteo sobre cultivos en el distrito de Huacho

Abstract

El uso racional del agua es un problema nacional, debido a la escasez, la mala utilización del recurso hídrico con los métodos de riego sobre cultivos agrícolas y la utilización de métodos de irrigación convencionales, los cuales generan una productividad menor en las parcelas. Esta investigación tiene como objetivo principal diseñar un controlador basado en redes neuronales para la irrigación por goteo en cultivos en Huacho para reducir el consumo de agua en los riegos, puesto que el agua no solo se utiliza para estas acciones sino también para el consumo humano, el método de irrigación planteado en los cultivos se ubica en el norte de Lima, para el diseño se tomó de muestra 0.1 m con la finalidad de realizar la investigación y poder proyectar a pequeña escala el riego de la finca. Se propone la solución basada en la adquisición de datos de humedad en tiempo real sobre los cultivos en 3 profundidades que son de 60, 40 y 20 cm, tanto para el riego y para el tiempo de evapotranspiración de los cultivos, mediante electrodos de acero calibrados, los cuales tienen una variación resistiva al estar en contacto con cantidades diferentes de humedad. Posteriormente estos datos son almacenadas en un archivo Excel mediante una plataforma de hardware libre, el cual es el Arduino Mega 2560, estos datos son llevadas a una red neuronal para entrenarla y determinar cuánto tiempo y cada que tiempo se debe regar de acuerdo a la lectura de entradas de humedad y así estimar el consumo hídrico adecuado sin desperdiciarlo. El tiempo de riego por goteo máximo para un cultivo con humedad relativa 0 es de 95 minutos y la frecuencia de riego máxima es de cada 1700 minutos, estos tiempos varían de acuerdo a la lectura de los sensores con la red ya entrenada, esta investigación logro determinar el tiempo exacto de riego y pronosticar la frecuencia de riego en los cultivos.