Sistema de gestión de agua y energía para cultivos a campo abierto mediante control predictivo robusto

Abstract

En el contexto de la agricultura, en un país afectado por una “megasequía” y la extracción irresponsable de agua subterránea, existe la necesidad de optimizar el uso del agua destinada a riego, siendo crucial encontrar la cantidad que permita maximizar el rendimiento de cultivos, mientras se minimiza el uso de energía y agua. Por esto, esta tesis propone un sistema de gestión de agua y energía basado en control predictivo robusto, aplicado a cultivos en campo abierto. Para implementar este sistema se caracteriza el comportamiento y las incertezas de la radiación solar, temperatura ambiente, velocidad del viento y precipitaciones, las cuales perturban directamente al sistema, mediante modelos difusos Takagi-Sugeno e intervalos de predicción basados en números difusos. Además, para estimar el volumen de agua disponible de la zona, se diseña un sistema hidrogeológico, que considera la dinámica de las precipitaciones, escorrentía, riego, entre otras variables de interés. Se evalúa el desempeño del sistema de gestión bajo distintos escenarios, mostrando que utilizar intervalos de predicción dentro del controlador robusto permite compensar las incertezas de las variables climáticas, al alcanzar un rendimiento máximo para todos los cultivos, y un uso de agua y energía sustentable.