Modelo híbrido para la dosificación automática de nutrientes en un sistema aeropónico

Abstract

Resumen Los desarrollos tecnológicos en automatización y control son aplicados en la mayoría de los procesos productivos, avances que no son ajenos en la agricultura tecnificada; retos que se imponen a las generaciones actuales y futuras para contribuir de manera decidida a la sostenibilidad del planeta. Las nuevas técnicas avanzadas de cultivos como “Cultivos sin suelo”, pueden hacer aportes significativos a este propósito, por medio de tecnologías de la automatización y control, que posibilitan a estos avances hacer control sobre las variables que inciden en las diferentes fases del proceso agrícola. Esta propuesta plantea el desarrollo de un modelo autómata de dosificación que describa y optimice el comportamiento de la frecuencia de dosificación nutricional, en función de la producción de biomasa de la planta, medido con la acumulación de grados día en cada etapa fenológica para un cultivo de hortaliza. De esta manera se garantiza la optimización de la nutrición con relación al buen crecimiento y producción del cultivo. Para la solución de este modelo, se emplean formalismos de sistemas a eventos discretos como la teoría de autómatas y las redes de Petri. Los conceptos planteados se validan por medio de la aplicación de herramientas como Supremica para autómatas y CPN Tools para redes de Petri; además de la implementación del modelo en controladores lógicos programables (PLC) y físicamente en un sistema aeropónico, que da como resultado la identificación de un rango de frecuencia de dosificación para el cultivo de Eruca sativa (rugula). (Texto tomado de la fuente)

The technological developments in automation and control are applied in the majority of the productive processes, advances that are not alien in the technified agriculture; challenges that are imposed on current and future generations to contribute decisively to the sustainability of the planet. The new advanced techniques of crops such as "crops without soil", can make significant contributions to this purpose, through automation and control technologies, which enable these advances to control the variables that affect the different phases of the agricultural process. This proposal proposes the development of an automaton dosage model that describes and optimizes the behavior of the frequency of nutritional dosage, based on the production of biomass of the plant, measured with the accumulation of degrees day in each phenological stage for a vegetable crop. In this way the optimization of the nutrition in relation to the good growth and production of the crop is guaranteed. For the solution of this model, formalities of discrete event systems are used, such as the theory of automata and the Petri nets. The proposed concepts are validated through the application of tools such as Supremica for automata and CPN Tools for Petri nets; in addition to the implementation of the model in programmable logical controllers (PLC) and physically in an aeroponic system, which results in the identification of a frequency range of dosing for the cultivation of Eruca sativa (rocket salad)