Diseño de un sistema de riego autónomo e inteligente con capacidad de monitorear variables climáticas

Abstract

Las metodologías en riego de precisión orientadas al monitoreo y control del riego basados en la demanda de agua de los cultivos, permiten mejorar el uso del agua en los procesos de producción agrícola. Medir el contenido de agua en el suelo es una forma de determinar el cuánto y cuándo regar. Este trabajo presenta el desarrollo de un prototipo para la automatización del riego en base al estado de humedad del suelo, y con la capacidad de monitorear variables ambientales. El prototipo fue desarrollado en cinco fases: definición de las especificaciones, diseño del prototipo, desarrollo del prototipo, test unitario de diseño y finalmente la integración. Paralelamente, se realizó la calibración de un sensor de humedad de suelo capacitivo, dando como resultado la ecuación de calibración, el cual permite obtener el HV% según la lectura analógica del sensor insertado en el suelo. Terminada la fase de desarrollo, el prototipo fue sometido a una serie de pruebas que validaron las funcionalidades del sistema: el modo manual respondió correctamente, permitiendo al usuario controlar el sistema de riego y la apertura de válvulas para cada sector de riego; con respecto al modo autónomo se evidenció que el sistema respondió satisfactoriamente, iniciando el riego según la hora programada y si el contenido de humedad del suelo está por debajo del umbral de riego (PW); con respecto al monitoreo de las variables ambientales, se logró la visualización y almacenamiento de las variables (temperatura ambiente, humedad relativa, humedad del suelo y temperatura del suelo) en tiempo real. Como última prueba, se realizó una comparación entre un riego tradicional versus la modalidad autónoma del sistema, el resultado demostró que; el riego autónomo utilizó un 27 % menos agua, y un 22% menos tiempo de riego en comparación al riego tradicional. Finalmente, se realizó un análisis de costos, obteniendo un costo total del prototipo equivalente a 2660 Bs.